大麥（青稞）品種苗期抗銹病鑒定與評價

田 曉 ，高 瀅 ，旺 姆 *，藺瑞明 *，徐世昌

（1.西藏農(nóng)牧學(xué)院植物科學(xué)學(xué)院，西藏林芝860000；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所/植物病蟲害生物學(xué)國家重點實驗室，北京100193）

大麥?zhǔn)俏覈痪佑衩?、水稻和小麥之后的第四大禾谷類作物。裸大麥即青稞，是青藏高原地區(qū)重要的糧食作物[1]，也是當(dāng)?shù)刂饕娘暳献魑?。一般生長在2 000～3 000 m高海拔地區(qū)，甚至在西藏海拔高達4 500 m的地方也有分布[2]。大麥條銹病由條形柄銹菌大麥?；停≒uccinia striiformisf.sp.hordei，Psh）引起，通過空氣遠距離傳播[3]。該病害在伊朗、美國和我國西南部高海拔地區(qū)常有發(fā)生，20世紀(jì)90年代美國加利福尼亞大麥條銹病流行，導(dǎo)致連續(xù)4年（1996—1999年）大麥產(chǎn)量損失分別達到15%、20%、15%、16%[4]。

抗病基因篩選鑒定是培育抗病品種的基礎(chǔ)性工作。在栽培大麥Tamalpais的7H染色體上發(fā)現(xiàn)抗性基因YrpstY1[5]和RPS6[6]，通過對RPS6精細定位，推測兩者屬于等位基因[7]；在BBA 2890 3H染色體上發(fā)現(xiàn)隱性基因rps1.a[8]；在Grannenlose Zweizeilige的4H染色體上發(fā)現(xiàn)隱性抗病基因rpsGZ，該基因?qū)γ绹械腜sh小種均具有抗性[9]；在大麥材料Steptoe中存在2個抗條銹菌小麥?；托》NPST-41、PST-45 的基因，并命名為RpstS1、RpstS2[10]；在 2001年之前，有11個已知大麥抗條銹基因型品種（Topper、Heils Franken、Emir、Astrix、Hiproly、Varunda、Abed Binder 12、Trumpf，Mazurka、Bigo 和 I5）被用作鑒別寄主，Bancroft是為抗條銹病培育的第1個大麥品種，于2001年被添加到鑒別寄主中[4]。

從1997年開始，美國大麥條銹菌群體中具有較窄毒性譜條銹菌生理小種趨向于主導(dǎo)地位。Chen等從美國加利福尼亞州等地收集的樣本中檢測到7個小種[11]。Chen等在來自德克薩斯州等地的樣本中共鑒定出了19個小種，發(fā)現(xiàn)PSH-46、PSH-54、PSH-56等8個新小種，其中PSH-14和PSH-26毒性最強[12]；2004年從加利福尼亞州，愛達荷州等地的樣本中發(fā)現(xiàn)3個新小種[13]。新小種PSH-72對所有12種不同的大麥基因型都具有致病性[14]。牛永春等已初步建立了一套由7個品種組成的適用于我國的大麥條銹菌鑒別寄主[15]，有研究發(fā)現(xiàn)，小麥品種銘賢169為高感品種，可同時感染條銹菌小麥?；秃痛篼湆；停篼溒贩N果洛可感染部分小麥條銹菌小種類型，進一步說明條銹菌小麥?；秃蜅l銹菌大麥?；椭g存在共同寄主[15-16]，而且大麥專化型的寄主?；员刃←湆；透鼜奫17]。林曉民等鑒定了陜西楊陵和甘肅蘭州大麥上的條銹菌，結(jié)果均為小麥?；蚚18]；李亞凱等研究發(fā)現(xiàn)5個大麥品種可被采自大麥和小麥上的條銹菌侵染，為共同感病寄主[19]。

培育和應(yīng)用抗病品種是防治氣傳專性寄生病害的最有效、經(jīng)濟和環(huán)境友好的策略[20]，合理使用和布局抗病主栽品種對于防控該病害尤為重要。因此，鑒定和篩選抗病資源對品種抗性改良具有重要意義。基于此，本研究利用2個強毒性菌株（16360-1、2378F2-10）對75份來源于青藏高原地區(qū)的青稞育成品種和地方品種進行苗期抗條銹病鑒定，篩選有效抗源材料。研究結(jié)果對我國大麥抗條銹病育種工作具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試品種。擴繁菌種品種：小麥高感條銹病品種銘賢169；鑒別寄主材料：12個美國條銹菌鑒別品種；抗病性鑒定材料：青稞品種75個（育成品種56個，地方品種19個），主要來自青藏高原地區(qū)。1.1.2 供試條銹菌菌株。選用已獲得的毒性較強的2個菌株16360-1（云南）、2378F2-10（西藏）進行試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 幼苗培養(yǎng)。按照1∶1∶2比例混合營養(yǎng)土、蛭石及土壤，攪拌均勻后倒入35 cm×24 cm塑料盒中；用模具打穴，每盒40穴，按照材料順序依次點播在固定位置，每穴播種1個品種，大約5～7粒麥粒，并插牌標(biāo)注，用漏網(wǎng)篩出細土覆蓋種子；并用噴壺澆適量清水保濕。出苗后15～18 d（2葉期）幼苗用于抗條銹病接種鑒定。

1.2.2 接種方法。采取噴接法接種大麥品種。接種前將條銹菌夏孢子收集到25 mL小燒杯中，配制含0.05%吐溫-20的孢子懸浮溶液。接菌時，均勻噴灑孢子懸浮液，盡可能在每1個麥葉表面上覆蓋1層均勻的細霧小水滴。接菌結(jié)束后將材料放置于特定保濕桶內(nèi)，并置于10～12℃黑暗條件下保濕處理24 h，最后將材料移至溫室正常光照培養(yǎng)（15～20℃）。

1.2.3 侵染型調(diào)查。接種15～18 d后，對待感病對照品種的葉片充分發(fā)?。▏?yán)重度＞80%）時開始調(diào)查。按小麥條銹病0～4級標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查記載侵染型。品種抗性評價標(biāo)準(zhǔn)：0為免疫（I），0；～1+為高抗（HR），2-～2+為中抗（MR），3-～3 為中感（MS），3+～4 為高感（S）[21]。

表1 大麥條銹菌株毒性譜分析

2 結(jié)果與分析

2.1 大麥條銹菌菌株毒性測定

由表1可知，除品種Topper外，其余品種對菌株2378F2-10表現(xiàn)為抗?。怀贩NTopper、Abed binder 12和Trumpf外，其余品種對菌株16360-1表現(xiàn)為抗??；Topper對2個強毒性菌株均表現(xiàn)出感病反應(yīng)；Heils Franken、EMIR、Astrix、Hiproly、Varunda、Mazurka、Bigo、I5、Bancroft對這 2 個菌株均表現(xiàn)為抗病反應(yīng)。

2.2 大麥主要品種苗期抗條銹性分析

2個供試菌株分別接種75份大麥抗病性鑒定材料，包括56個育成品種和19個地方品種。共有26個品種（34.7%）對2個菌株均表現(xiàn)為抗病反應(yīng)，其中19個品種（25.3%）對2個菌株均表現(xiàn)出高抗反應(yīng)；有5個品種（6.7%）對2個菌株均表現(xiàn)為感病，分別是北青 3 號、QB27、藏青 148、藏青 690、青海384。共有53個品種（70.7%）對16360-1表現(xiàn)為抗病（44個高抗品種，9個中抗品種）；31個品種（41.3%）對2378F2-10表現(xiàn)為抗?。?6個高抗品種，5個中抗品種）。

2.2.1 育成品種抗條銹性。從表2可看出，育成品種中，肚里黃、黃青1號、黃青2號等40個品種（71.4%）對16360-1菌株表現(xiàn)為抗性，其中32個品種（57.1%）表現(xiàn)為高抗，8個品種（14.3%）表現(xiàn)為中抗。甘青2號、甘青4號、甘青5號等23個品種（41.1%）對2378 F2-10菌株表現(xiàn)為抗性，其中20個品種（35.7%）表現(xiàn)高抗，3個品種（5.2%）表現(xiàn)中抗。北青6號、昆侖13等16個品種（28.6%）對2個菌株均表現(xiàn)為高抗。

表2 大麥育成品種抗條銹病鑒定

2.2.2 地方品種抗條銹性。在地方品種中，長黑青稞、短白青稞、海西96-58等13個品種（56.5%）對16360-1菌株表現(xiàn)為抗??；足捉青稞、乾寧本地青稞、直孔嘎夏等8個品種（14.3%）對2378F2-10菌株侵染型反應(yīng)表現(xiàn)抗性。長黑青稞、短白青稞、海西96-58等6個品種（26.1%）對2個菌株均表現(xiàn)抗性；其中直貢青稞、理塘勾芒長黑青稞和長黑青稞3個品種（13.0%）對2個菌株都表現(xiàn)高抗。

表3 大麥地方品種抗條銹病鑒定

3 結(jié)論與討論

本研究對主要來自青藏高原地區(qū)育成品種和地方品種共75份材料進行了苗期抗條銹性鑒定。一般而言，苗期抗性也稱作全生育期抗性。在56份育成品種中，有20個品種（35.7%）對本研究中使用的2個菌株均表現(xiàn)為抗性，其中高抗品種16份，中抗品種1份，另3個品種對2個菌株表現(xiàn)為高抗或中抗；4個品種對2個菌株均表現(xiàn)為感病，其中3個表現(xiàn)為中感。在19份地方品種中，6個品種對2個菌株均表現(xiàn)為抗性反應(yīng)，其中3個為高抗品種，另3個品種對2個菌株表現(xiàn)為高抗或中抗。在75份大麥品種中，5個品種對2個菌株均表現(xiàn)為感病，26個品種（20個育成品種和6個地方品種）同時對供試菌株16360-1、2378F2-10表現(xiàn)抗性，約占34.7%。

國內(nèi)外學(xué)者已對大麥抗病種質(zhì)資源鑒定進行廣泛研究，但是對大麥抗條銹病鑒定研究較少。早期彭云良等對我國不同地區(qū)大麥品種進行抗條銹病鑒定，發(fā)現(xiàn)西藏大麥品種苗期抗性水平較低[22]；王宗華等根據(jù)1984—1991年系統(tǒng)調(diào)查研究結(jié)果，將西藏條銹病流行區(qū)分為常發(fā)區(qū)、易發(fā)區(qū)和偶發(fā)區(qū)，并發(fā)現(xiàn)西藏地方大麥品種的抗條銹性具有穩(wěn)定病害流行的作用[23]。本試驗育成品種中抗性品種所占比例高于地方品種，說明在西藏等地區(qū)大麥育種過程中，高感條銹病品種遭到了淘汰。

Line在對美國田間大麥條銹病進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，侵染引起的大麥條銹病多為條銹菌小麥專化型（P.striiformisf.sp.tritici）[24]。Kumar等研究發(fā)現(xiàn)，部分大麥品種更容易感染小麥條銹菌生理小種[25]。本研究中所用的2個菌株能夠侵染Abed binder 12（含rps2）、Trumpf（含rpsTr1，rpsTr2）等鑒別品種，因而排除了所用菌株為小麥專化型的可能。Gulati等對269份大麥品種進行抗條銹性鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有26份高抗材料，部分材料可以抵抗多個小種[26]。Safavi等于2009—2011年鑒定了20個伊朗大麥品種抗性，結(jié)果表明，rpsEm1、rpsEm2、rpsHF、Rps4、rpsVa1、rpsVa2、rpsAst為有效抗性基因，rps2、Rps1.b在 2 年測試期間是無效的抗性基因[27]。本研究中，攜抗性基因rpsEm1、rpsEm2、rpsHF、Rps4、rpsVa1、rpsVa2、rpsAst的品種 Heils Franken、Emir、Astrix、Varunda 對 2 個菌株均顯示出了較好的抗性，而Abed binder 12（含rps2）、Trumpf（含rpsTr1，rpsTr）對菌株 16360-1 表現(xiàn)為感病。與北美地區(qū)大麥條銹菌毒性譜比較，我國大麥條銹菌毒性較弱，毒性譜較窄。

青藏高原地區(qū)是大麥和小麥條銹菌多發(fā)地區(qū)，在條銹病大區(qū)流行中具有重要地位[28]。為避免條銹病大規(guī)模流行，應(yīng)積極挖掘新抗源，加強品種抗病性改良，及時淘汰高感病品種并壓縮其播種面積，合理布局抗病品種，穩(wěn)定病原菌群體的毒性結(jié)構(gòu)，從而降低新流行小種產(chǎn)生頻率。