25份青稞品種對大麥黃矮病毒的抗性鑒定與評價(jià)

周天旺，王春明，李景功，馬建國，郭 成*

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，甘肅蘭州 730070；2.農(nóng)業(yè)部天水作物有害生物科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站，甘肅甘谷 741299；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，甘肅蘭州 730070)

青稞(Hordeumvulgarevar.nudum.f.)又稱裸大麥，主要種植在我國西藏、青海、四川、甘肅、云南等地，為糧飼兼用型禾本科大麥屬作物[1]。它是青藏高原海拔4 500 m以上地區(qū)唯一能正常成熟的糧食作物，是我國藏族人民口糧和畜牧飼料的主要來源[2]。作為青藏高原的第一大作物，其種植面積約2 366.67萬hm2，產(chǎn)量達(dá)100萬t，在高原地區(qū)的農(nóng)民增收致富和畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中占有重要地位[3]。同時(shí)，對草地退化治理及生態(tài)建設(shè)起著極其重要的作用。

大麥黃矮病(barley yellow dwarf virus，BYDV)為引起世界性麥類作物病害之一，是大麥、小麥、青稞、玉米等禾本科作物發(fā)生極為普遍和分布較廣的病毒性病害之一，作物感染BYDV后，表現(xiàn)出植株矮縮、葉片黃化和有效分蘗減少等癥狀，從而導(dǎo)致作物減產(chǎn)和飼草品質(zhì)降低[4-6]。種植抗病品種是病害防治的有效手段，減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用，而鑒定和評價(jià)品種的抗病性則是品種合理布局需要解決的關(guān)鍵問題。國內(nèi)外有關(guān)青稞抗大麥黃矮病毒的鑒定與評價(jià)鮮見報(bào)道，梅紅等[7]于2004和20105年對61份青稞品種進(jìn)行了抗BYDV鑒定與評價(jià)，發(fā)現(xiàn)17份種質(zhì)對BYDV表現(xiàn)出不同程度的抗性，44份種質(zhì)表現(xiàn)易感BYDV。但具備突出抗BYDV特性的品種嚴(yán)重匱乏，需要廣泛搜集、挖掘和鑒定。在未來育種中可以利用的大麥黃矮病毒抗源仍是青稞品種鑒定的重要工作之一。為此，筆者于2018年利用人工接種法對25份青稞品種進(jìn)行了抗BYDV鑒定，旨在掌握品種的抗病能力，以期為品種的合理布局及該病害的綜合防控提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料供試青稞品種25份，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所收集并保存。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1鑒定圃設(shè)計(jì)。鑒定圃設(shè)在甘肅省蘭州市榆中縣(甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院榆中園藝試驗(yàn)場)，屬于溫帶半干旱氣候，年均氣溫6.7 ℃，降水量400 mm，無霜期120 d。于2018年4月28日進(jìn)行田間春播，株距50 cm，行距30 cm，單行播種100粒，設(shè)3次重復(fù)。鑒定圃四周設(shè)有保護(hù)行。

1.2.2接種體制備和保存。2018年4月上旬采集田間具有典型大麥黃矮病毒癥狀的植株，移栽至種植 “燕2007”的小拱棚內(nèi)，同時(shí)采集田間麥二叉蚜(Schizaphisgraminum)、禾谷縊管蚜(Rhopalosiphumpadi)和麥無網(wǎng)長管蚜(Metopolophiumdirhodum)，分別接種至小拱棚內(nèi)種植的“燕2007”上飼養(yǎng)、繁殖和傳毒。

1.2.3飼毒及接種。于2018年6月15日在青稞拔節(jié)期進(jìn)行人工接種，將大量擴(kuò)繁在“燕2007”上帶有大麥黃矮病毒(BYDV)的蚜蟲，用毛筆輕輕掃落在被鑒定青稞材料上，每株青稞接種混合蚜蟲5～8頭。

1.2.4病害調(diào)查及平均嚴(yán)重度計(jì)算。于2018年7月25日在青稞灌漿后期進(jìn)行調(diào)查病害，每份材料逐株調(diào)查25株，記載每株發(fā)病的嚴(yán)重度，并計(jì)算群體的平均嚴(yán)重度。嚴(yán)重度分級標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T1443.6—2007·小麥抗黃矮病評價(jià)技術(shù)規(guī)范[4]。0級：所有青稞葉片無黃化；1級：部分青稞葉片尖端黃化；2級：旗葉下1～2片葉的葉尖黃化；3級：青稞旗葉黃化面積占旗葉總面積的1/2以下，其他葉片黃化面積占總?cè)~面積1/2以下；4級：青稞旗葉黃化面積占旗葉總面積的1/2以上，其他葉片黃化面積占總?cè)~面積1/2以上；5級：幾乎所有青稞葉片完全黃化，植株矮化顯著，穗變小甚至不抽穗。

2 結(jié)果與分析

2.1青稞品種抗大麥黃矮病毒的鑒定結(jié)果由表1可知，在供試25個(gè)品種中未監(jiān)測到免疫(IM)和高抗材料(HR)；僅1份材料康青7號表現(xiàn)抗(R)，與其他抗性品種間差異顯著(P<0.05)；云枝黑青稞、北青8號、甘青4號、藏青320、昆侖1號、長青裸大麥、黃青2號、藏青148、牡丹青稞、甘青3號、青海黃、北青6號、北青7號、昆侖15號和甘青2號15份材料表現(xiàn)中抗(MR)，中抗各品種間差異不顯著(P>0.05)；甘青1號、新民元棱、雙胚青稞、黃青1號、柴青6號、肚里黃、康青3號和冬青8號表現(xiàn)感(S)，其中新民元棱與感病品種中其他品種抗性差異顯著(P<0.05)，其他感病品種之間抗性差異不顯著(P>0.05)；1份品種喜馬拉雅6號表現(xiàn)高感(HS)，與其他品種間抗性差異顯著(P<0.05)，分別占供試材料的4.0%、60.0%、32.0%和4.0%。

2.2青稞品種對大麥黃矮病毒的抗性評價(jià)選取不同品種青稞材料25份，根據(jù)其對大麥黃矮病的抗性反應(yīng)表型相似程度的差異，以最長距離法λ=0.65，可以將25份材料用聚類分析法繪成譜系圖(圖 1)。其中第1類為抗性材料，為康青7號，病情指數(shù)為1.65；第2類為中抗材料，由昆侖1號、甘青2號、青海黃、長青裸大麥、云枝黑青稞、牡丹青稞、北青8號、藏青148、藏青320、甘青4號、北青6號和黃青2號等共15份材料組成，病情指數(shù)在2.20～2.93；第3類為感病材料，分別為冬青8號、康青3號、柴青6號、肚里黃、黃青1號、雙胚青稞、甘青1號和新民元棱共8份材料，病情指數(shù)在3.03～3.58；第4類為高感病材料，由喜馬拉雅6號共1份材料組成。

表1 25份青稞品種對大麥黃矮病毒的抗性

圖 l 青稞品種對大麥黃矮病抗性最長距離法聚類分析Fig.1 The clustering analysis on the disease resistance of highland barley varieties by Longest Distance Method(LDM)

3 結(jié)論與討論

徐云等[8-9]通過防治蚜蟲以達(dá)到防治大麥黃矮病毒病，切斷BYDV的傳播而有效控制青稞黃矮病。研究發(fā)現(xiàn)治蚜防病在高海拔地區(qū)難以應(yīng)用，由于氣溫相對較低而影響防治效果，只能通過加大用藥量及用藥次數(shù)，常此以往，不僅會提高蚜蟲的抗藥性，而且污染環(huán)境。因此，抗病品種的推廣和使用，不僅減少了化學(xué)農(nóng)藥的投入和使用，而且為病害綠色防控和生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了技術(shù)支撐。該研究結(jié)果顯示，在25份青稞品種中，無免疫和高抗品種，表明高抗BYDV病毒的青稞品種極度匱乏，需要進(jìn)一步搜集國內(nèi)外青稞品種進(jìn)行抗性鑒定，從而挖掘高抗BYDV病毒的品種，為種質(zhì)創(chuàng)新和抗性基因挖掘提供基礎(chǔ)材料。

聚類分析的功能是建立一種分類方法，它將一批樣品或變量按照它們在性質(zhì)上親疏程度進(jìn)行分類[10]。該研究采用聚類分析方法對青稞品種的抗性進(jìn)行了研究，在對25個(gè)材料進(jìn)行抗大麥黃矮病的系統(tǒng)分析中，用最長距離法進(jìn)行了聚類分析(利用DPS軟件)。結(jié)果表明，25份材料可劃分為4類。通過比較它們的譜系圖和農(nóng)業(yè)部頒布的小麥抗黃矮病評價(jià)技術(shù)規(guī)范劃分的抗病類型，發(fā)現(xiàn)兩者之間完全吻合，在譜系圖上，抗性相同的品種全部劃分在同一個(gè)類中，這為以平均病情級別為劃分單元的品種抗性評價(jià)提供新的方法。