河南省60個小麥品種(系)對莖基腐病的抗性鑒定與評價

趙 凱 徐 飛 宋玉立 王俊美 張姣姣 韓自行

（河南省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所/農(nóng)業(yè)部華北南部作物有害生物綜合治理重點實驗室，鄭州 450002）

小麥是河南省重要的糧食作物，常年種植面積540萬hm2，年總產(chǎn)量3329.0萬t，面積和產(chǎn)量分別約占全國的22.5%和26.4%[1]。小麥根和莖基部受病原菌侵染引起的多種根基部病害[2-3]，目前在全國范圍內(nèi)普遍發(fā)生，其中由小麥莖基腐病造成的危害范圍不斷擴大，而且發(fā)病程度有加重的趨勢[4-5]。徐飛等[4]在2016年調(diào)查河南省63塊麥田發(fā)現(xiàn)，由小麥莖基腐病引起的病田率高達65.1%，當發(fā)病田塊白穗率在13.6%～36.1%時，產(chǎn)量損失可達38.0%～63.1%。小麥莖基腐病主要由假禾谷鐮孢（Fusarium pseudograminearum）引起，病菌可以在土壤中病殘體上長期存活，直接侵染小麥根系，造成根和莖基部枯死和腐爛，從而影響地面植株生長，造成枯白穗和子粒秕瘦等[6]。對小麥莖基腐病的防治十分困難，田間發(fā)現(xiàn)病情時已經(jīng)為時過晚。因此，利用抗病品種是防治小麥莖基部病害經(jīng)濟有效的途徑。本試驗采用滴注法接種小麥苗，對河南省60個小麥品種（系）進行小麥莖基腐病的抗性鑒定，為抗病品種選育、利用以及病害防治提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 供試60個小麥品種（系）為河南省推廣品種和后備品種（系）（表1），分別由供種單位提供，河南省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所小麥病害課題組收集保存。供試菌株14LY24-2，系從河南省洛陽市田間采集的小麥莖基腐病標樣，經(jīng)分離后獲得的致病力強的優(yōu)勢菌株，經(jīng)形態(tài)和分子鑒定后確認為假禾谷鐮孢，由河南省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所小麥病害課題組保存。

表1 供試60個小麥品種（系）名稱及提供單位

1.2 小麥莖基腐病抗性鑒定 將小麥莖基腐病菌株14LY24-2活化后，在馬鈴薯葡萄糖瓊脂（PDA）培養(yǎng)基平板上培養(yǎng)7d，用直徑為0.5cm打孔器把菌塊均勻打碎，在無菌操作臺中將其挑入100mL濃度為4%的綠豆湯培養(yǎng)基中，隨后轉(zhuǎn)入150r/min、25℃振蕩培養(yǎng)72h，然后過濾掉殘渣，吸取菌液到血球計數(shù)板上，將孢子濃度調(diào)節(jié)成100萬個/mL懸浮菌液[7]，備用。

通過室內(nèi)盆栽苗人工接種方法進行小麥莖基腐病抗性鑒定，接種參照 V.Mitter等[8]的方法進行。將不同品種小麥催芽后種于12cm×13cm營養(yǎng)缽中，每缽約225g無菌土，每缽均勻播種7粒飽滿無病小麥種子，覆土1cm，3次重復。出苗后10d，吸取10μL孢子濃度為100萬個/mL的懸浮菌液，在距離土壤表面約0.5cm的小麥幼苗莖基部點上菌液，呈水珠狀，然后用塑料薄膜將搪瓷盤和麥苗包裹，黑暗條件下保濕2d，然后置于白天25℃、夜間15℃條件下生長。

1.3 病害調(diào)查和統(tǒng)計方法 病害調(diào)查和統(tǒng)計方法參照V.Mitter等[8]的方法進行。接種后35d將麥苗輕輕拔出，沖洗干凈，測量株高及腐爛長度，查看腐爛層數(shù)。病害分級標準如下：無病為0級；第1層葉鞘褐枯占葉鞘長度小于10%為1級；第1層葉鞘褐枯占葉鞘長度11%～25%為2級；第1層葉鞘褐枯占葉鞘長度26%～50%為3級；第2層葉鞘有明顯褐枯為4級；第3層葉鞘有明顯褐枯或枯死為5級。按照方中達[9]的方法計算病情指數(shù)：病情指數(shù)=100×Σ（病級×該級株數(shù)）/（最高級×總株數(shù)）。依據(jù)調(diào)查將小麥莖基腐病抗病類型劃分為4個級 別：病 情 指 數(shù) ＜10為 高 抗（HR）；病 情 指 數(shù)10.01～20.0為中抗（MR）；病情指數(shù) 20.01～30.0為中感（MS）；病情指數(shù) ＞30.01 為高感（HS）。

2 結(jié)果與分析

幼苗接種10d時，所有植株都能正常生長，但莖基部的胚芽鞘上殘留菌液斑點，表現(xiàn)出淺褐色。接種20d時，葉片卷曲，在周圍環(huán)境溫度為25℃、濕度為90%時，所有品種（系）的莖基部均有大量的白色菌絲層纏繞，尤其是憑心1號表現(xiàn)最為嚴重，直接從小麥莖基部斷折。接種35d時，表現(xiàn)中抗的品種，如豫農(nóng)054（圖1A）、天民008，植株莖基部出現(xiàn)淺褐色，但第2層葉鞘未變色，根系健全。表現(xiàn)中感的品種，如鄭麥366、望水白、國麥301等，第1層葉鞘表現(xiàn)褐色，第2層葉鞘出現(xiàn)零星褐變。表現(xiàn)高度感病的品種（系）隨病情指數(shù)增高植株受浸染程度加重，矮抗58（圖1B）表現(xiàn)出莖節(jié)發(fā)黑發(fā)褐，根系顯現(xiàn)不發(fā)達，第1層葉鞘褐變明顯；開麥21（圖1C）植株變褐部位上升至莖稈與葉片交匯處，根系減弱；部分品種（系）如周麥22（圖1D）、鄭麥9023、許科718等，莖基部完全變成“醬油稈”，腐爛長度明顯，葉片稍有發(fā)黃；高度感病的品種（系）如豫保1號（圖1E）、駐6097、周麥31等，表現(xiàn)葉片瘦弱細長，葉色發(fā)黃，干枯死亡，根部直接殘留在土壤中，在根部和莖部的接口處呈現(xiàn)深褐色，出現(xiàn)斷節(jié)現(xiàn)象；少數(shù)品種（系）如鄭麥99379（圖 1F）、蘭考 008、周 99233、憑心 1號、植保273，其第2、3葉鞘遭受侵染，腐爛為褐色，莖節(jié)和莖稈也表現(xiàn)深褐色，葉片干枯，整個植株死亡。

圖1 接種35d時不同品種的癥狀表現(xiàn)

試驗結(jié)果表明（表2），供試的60個品種（系）的小麥莖基腐病平均病情指數(shù)在15.29～75.52之間，不同品種（系）間病情指數(shù)有明顯差異。根據(jù)上述抗感分級標準，供試60個小麥品種（系）中無免疫和高抗品種（系），表現(xiàn)中抗的有豫農(nóng)054和天民008共2個品種，占供試品種（系）3.33%；表現(xiàn)中感的有鄭麥366、望水白、國麥301和國麥206共4個品種，占供試品種（系）6.67%；表現(xiàn)高感的有植保273、鄭麥99379、憑心1號等54個品種（系），占供試品種（系）90.0%。

將病情指數(shù)與平均株高、腐爛長度和腐爛層數(shù)進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，供試的60個小麥品種（系）的平均株高在24.31～45.45cm之間，株高與病情指數(shù)呈負相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)R=－0.13（P＜0.05）；平均腐爛長度在0.50～4.60cm之間，平均腐爛長度與病情指數(shù)呈正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)R=0.84；平均腐爛層數(shù)在0.50～2.67層之間，平均腐爛層數(shù)與病情指數(shù)呈正相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)R=0.66。相關(guān)性結(jié)果分析表明株高、腐爛長度與腐爛層數(shù)可以作為小麥抗莖基腐病的輔助指標，其中腐爛長度與莖基腐病病情指數(shù)的相關(guān)系數(shù)的絕對值最高，可作為小麥抗莖基腐病的最佳輔助指標。

3 討論

對于小麥莖基腐病抗性鑒定，在國外已有研究報道，已建立了相關(guān)的評價指標和抗性鑒定方法，并篩選出抗性較好的種質(zhì)資源[7]。但在國內(nèi)，對于由假禾谷鐮孢引起小麥莖基腐病研究還處于剛起步階段，楊云等[10]運用溫室盆栽苗方法對88份黃淮麥區(qū)主推小麥品種進行苗期抗性鑒定，本研究抗性鑒定結(jié)果與其品種抗性相近，但抗病品種所占比例高于其研究結(jié)果，可能是鑒定方法和評價標準不一樣所導致。本試驗鑒定方法嚴格按照V.Mitter等[8]方法進行的，其結(jié)果認為苗期鑒定與田間鑒定具有高度的相關(guān)性，因此這些材料還需要在大田試驗中進行驗證，以便篩選出抗病性強且穩(wěn)定的材料。

本研究對河南省60個小麥推廣品種和后備品種（品系）的莖基腐病抗性鑒定中，尚未發(fā)現(xiàn)能夠免疫及高抗的品種，只有少數(shù)中抗品種（3.33%）和中感品種（6.67%），大部分（90.0%）表現(xiàn)為高感品種（系）。試驗結(jié)果可以看出：（1）河南省在當前小麥生產(chǎn)中缺乏對莖基腐病的抗病品種，是近幾年發(fā)病重的主要原因。鑒于莖基腐病發(fā)生與危害逐年加重，建議把抗莖基腐病作為小麥抗病育種目標之一。（2）試驗結(jié)果表明，盡管缺少抗病品種（系），但不同品種（系）間抗性還是有明顯差異的。生產(chǎn)實際中，發(fā)病特別嚴重的地區(qū)，盡量選用抗性相對較好的中抗至中感品種，從而減輕或延緩發(fā)病，結(jié)合加強田間管理和藥劑防治，控制莖基腐病危害。（3）下一步工作要擴大鑒定和篩選小麥品種的范圍，評價主推品種的抗病性，篩選抗性好的品種和抗源材料，為抗病品種培育和利用提供依據(jù)。

表2 60個小麥品種（系）對莖基腐病的抗性表現(xiàn)

[1] 國家統(tǒng)計局．中國統(tǒng)計年鑒－2014[M]．北京：中國統(tǒng)計出版社，2014：12-10

[2] 陳厚德，王彰明，袁樹忠，等．小麥莖基褐腐病的發(fā)生特點及其對產(chǎn)量的影響[J]．揚州大學學報：自然科學版，2001：4（4）：43-46

[3] 李偉，陳瑩，張曉祥，等．小麥莖基褐腐病病原菌組成及其致病力研究 [J]．麥類作物學報，2011，31（1）：170-175

[4] 徐飛，宋玉立，周益林，等．2013-2016年河南省小麥莖基腐病的發(fā)生危害情況及特點 [J]．植物保護，2016，42（6）：126-132

[5] 秦基偉．小麥全蝕病的發(fā)病情況及綜合防治對策[J]．科學種養(yǎng)，2010（9）：27-28

[6] 周海峰，楊云，牛亞娟，等．小麥莖基腐病的發(fā)生動態(tài)與防治技術(shù)[J]．河南農(nóng)業(yè)科學，2014，43（5）：114-117

[7] Wallwork H，Butt M，Cheong J P，et al．Resistance to crown rot in wheat identified through an improved method for screening adult plants[J]．Australasian Plant Pathology，2004：33（1）：1-7

[8] Mitter V，Zhang M C，Liu C J，et al．A high-through put glasshouse bioassay to detect crown rot resistance in wheat germplasm[J]．Plant Pathology，2006，55（3）：433-441

[9] 方中達．植病研究方法[M]．3版．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998

[10] 楊云，賀小倫，胡艷峰，等．黃淮麥區(qū)主推小麥品種對假禾谷鐮刀菌所致莖基腐病的抗性 [J]．麥類作物學報，2015，35（3）：339-345