2013—2018年陜西省油菜新品種菌核病抗性鑒定

王曉娥，王國軍，吳興元，李英，任軍榮

(1.漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，陜西 漢中 723000； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100； 3.陜西省雜交油菜中心，陜西 楊凌 712100)

油菜菌核病是油菜所有病蟲害中發(fā)生范圍最廣、發(fā)生面積最大、暴發(fā)頻率最高、危害損失最重的一類病害，容易暴發(fā)成災(zāi)[1]，我國以長江流域最嚴(yán)重，輕病年減產(chǎn)10%～20%，重病年減產(chǎn)在50%以上，種子含油量平均降低5%以上，居油菜三大病害之首[2]，油菜籽產(chǎn)量和品質(zhì)均受到嚴(yán)重影響，對我國油菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成了威脅[3]。對該病的防治，雖有多種有效的藥劑和防治方法，但費(fèi)用高、操作難度大且污染環(huán)境，篩選抗病材料、培育和推廣種植抗菌核病油菜品種才是防治該病最經(jīng)濟(jì)有效的途徑，因此，2014年國家農(nóng)作物品種審定委員會曾有“油菜品種田間病圃誘發(fā)抗性鑒定，高感菌核病品種不予審定”的規(guī)定。目前，生產(chǎn)上還沒有對菌核病免疫的油菜品種[4]，但不同品系抗菌核病能力有差異。本研究配合陜西省油菜育種工作，采用田間人工接菌加壓方法鑒定了陜西省油菜新品種(新組合)對菌核病的抗性，旨在為新品種的登記提供數(shù)據(jù)支撐，同時為新品種的合理布局提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2013—2018年參加陜西省區(qū)域試驗(yàn)和油聯(lián)體試驗(yàn)的新品種、新組合279份(次)，由試驗(yàn)主持單位陜西省種子管理站和陜西省雜交油菜研究中心統(tǒng)一收集提供。

1.2 處理設(shè)計

將所有參試品種順序排列，分裝紙袋，標(biāo)注編號，人工開溝播種，單重復(fù)，種成鑒定圃。播期10月上旬，播種方式為種子直播，每個品種5行，小區(qū)面積3.0 m×2.5 m，行距0.5 m，播種量8～12 g，定苗后每行約60～70株(約合2.5萬株·hm-2)，試驗(yàn)四周設(shè)置保護(hù)行。鑒定圃所有植株全部接菌。

1.3 供試菌株

2009年9月至10月從漢中10個縣(區(qū))油菜稈中采集菌核，經(jīng)表面消毒，接種于PDA平板，在23 ℃培養(yǎng)4～6 d至長出菌絲進(jìn)行純化鑒定，得到6個致病力強(qiáng)弱不同的菌株，最后轉(zhuǎn)至PDA斜面置于4 ℃冰箱保存，每年接種前活化菌種備用。

1.4 方法

1.4.1 接種材料準(zhǔn)備

取冰箱保存菌株在PDA平板上擴(kuò)繁，再轉(zhuǎn)接泡脹滅菌的麥粒上，于暗室內(nèi)23 ℃培養(yǎng)20 d左右，制成麥粒菌種待用。

1.4.2 接菌方法

油菜初花期將長滿菌絲的帶菌麥粒，人工順行撒在待鑒定油菜植株上及行內(nèi)，每行600粒(其中約含菌核5粒左右)，以保證試驗(yàn)地含豐富的、分布均勻的菌源。接菌后，人工噴霧保持田間濕度，每天噴霧4次，從9時至17時，連續(xù)12 d左右，中間遇雨則暫停，天晴后繼續(xù)。油菜全生育期不施用任何殺菌劑，不摘除老黃葉。

1.4.3 病害調(diào)查方法

油菜成熟后高留茬人工收割，調(diào)查菌核病發(fā)病情況，按0～4級分級標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查菌核病害[5-7]。各小區(qū)逐行逐株調(diào)查，所有品種在2 d內(nèi)調(diào)查完畢。

1.4.4 統(tǒng)計分析方法

根據(jù)調(diào)查的病害級別計算每個參鑒品種的病情指數(shù)(ID)，ID=(1×S1+2×S2+3×S3+4×S4)÷調(diào)查總株數(shù)÷4×100，式中S1、S2、S3、S4為1～4級各級發(fā)病株數(shù)。以當(dāng)年所有參鑒品種的病情指數(shù)平均值為對照，計算每個品種的相對抗性指數(shù)(RRI)，據(jù)RRI劃定每個以品種的抗病等級。

RRI=ln[Ym÷(100-Ym)]-ln[Yck÷(100-Yck)]。

式中，Ym為供試材料的病情指數(shù)，Yck為對照的病情指數(shù)。

1.5 品種(系、組合)最終抗病等級評定

油菜菌核病抗性類型劃分標(biāo)準(zhǔn)[5-8]：RRI≤-1.2為高抗，-1.22.0為高感。

2 結(jié)果與分析

2.1 參鑒品種菌核病抗性的綜合評價

采用田間人工病圃油菜菌核病抗性鑒定方法，對2013—2018年參加陜西省油菜新品種試驗(yàn)的279份材料進(jìn)行了菌核病抗性鑒定。在病圃中，參試材料發(fā)病率平均值2013—2014年為86.1%，2014—2015年為38.9%，2015—2016年為23.3%，2016—2017年為49.9%，2017—2018年為65.6%。參試材料發(fā)病率變幅為15.1%～100.0%，表明病圃的病害壓力大于15%，數(shù)據(jù)(試驗(yàn))有效。

對年度內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)的品種合并取其平均值后，得5年菌核病抗性數(shù)據(jù)225份(表1)，進(jìn)行綜合分析。結(jié)果表明,參鑒油菜新品種抗(耐)菌核病性稍強(qiáng)，以抗病品種偏多，126份，占56.0%，其中高抗品種4份，中抗品種23份，低抗品種99份；4份高抗(耐)材料分別是11004、秦油1709、陜油24和秦優(yōu)50。表現(xiàn)為菌核病感病的品種99份，其中高感品種3份，中感品種19份，低感品種77份。

表1 2013—2018年參試油菜品種的菌核病抗性

2.2 不同年份參試品種的抗性

部分參試的油菜品種在不同年份菌核病抗性表現(xiàn)略有差異，以3個產(chǎn)量對照品種為例(圖1)。秦優(yōu)7號5個年度抗性表現(xiàn)為中抗-抗，抗性級別只相差1個等級，抗性較穩(wěn)定，相對抗性指數(shù)的平均數(shù)為-0.5(低抗)；秦優(yōu)10號5個年度抗性表現(xiàn)為抗-中感，抗性級別相差2個等級，抗性不如秦優(yōu)7號穩(wěn)定；灃油737兩個年度表現(xiàn)均為低抗，抗性穩(wěn)定。

2.3 不同育種單位參試品種的抗性分析

2015—2018年，科研院所、高校和企業(yè)共11個單位推薦參試材料130份，推薦材料不少于3份的單位有6家(表2)。西北農(nóng)林科技大學(xué)參試的43份材料中抗(耐)病品種有19份，占44.2%；陜西省雜交油菜研究中心參試的34份材料中抗(耐)病品種有19份，占55.9%；咸陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院參試的15份材料中抗(耐)病品種有11份，占73.3%；漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所參試的11份材料中抗(耐)病品種9份，占81.8%；陜西榮華農(nóng)業(yè)科技有限公司參試的12份材料中抗(耐)病品種7份，占58.3%；陜西鴻塬種業(yè)有限公司參試的4份材料中抗(耐)病品種1份，占25.0%。相比較，漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供的材料中抗(耐)病材料所占比例較大；但3年鑒定結(jié)果中，3份高抗(耐)性材料秦油1709、陜油24、秦優(yōu)50卻分別由陜西省油菜中心、西北農(nóng)林科技大學(xué)、咸陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。

3 小結(jié)與討論

本研究利用田間病圃，在充分比較了已報道的鑒定方法后[9-10]，結(jié)合鑒定地溫暖濕潤的氣候特點(diǎn)，最終采用人工田間撒麥粒接菌加噴霧保濕誘發(fā)菌核病的抗性鑒定方法，鑒定了2013—2018年參加陜西省油菜新品種試驗(yàn)的材料的抗菌核病性。對225份鑒定數(shù)據(jù)進(jìn)行抗性分析，抗(耐)菌核病的新品種不占優(yōu)勢，且絕大多數(shù)品種僅表現(xiàn)低抗，抗(耐)性較弱，表明陜西省亟需加快油菜抗病育種進(jìn)程，以滿足油菜安全生產(chǎn)的需要。在多年油菜抗病性鑒定試驗(yàn)中筆者也發(fā)現(xiàn)，葉片上蠟粉多、莖稈堅硬不倒伏的品種菌核病感染輕[3]，這類品種還符合現(xiàn)代機(jī)械化收割、高密度種植要求，油菜育種者應(yīng)加大這類品種選育力度，爭取培育出抗病優(yōu)質(zhì)良種。

圖1 2013—2018年產(chǎn)量對照抗性指數(shù)變化趨勢

表2 各育種單位油菜品種的菌核病抗性份數(shù)

油菜菌核病菌源量和氣候因子是影響病害發(fā)生流行的關(guān)鍵因子[11]。本試驗(yàn)采用人工接菌、噴霧保濕方法，能保證田間菌源分布均勻，病害壓力一致，但無法保證在自然條件下所有小區(qū)獲得同樣的小區(qū)環(huán)境、不同年份獲得相同的氣候因子，導(dǎo)致部分品種在年度間的鑒定等級有波動。提高可靠性的方法之一是多年和多點(diǎn)鑒定，固定鑒定圃使鑒定圃自有充足的菌源量，保障植株密度和植株正常生長也是獲得準(zhǔn)確和精確鑒定結(jié)果的重要環(huán)節(jié)。

油菜菌核病遺傳機(jī)制尚不清楚，大多研究傾向于由多數(shù)基因控制的水平抗性，品種抗病性受環(huán)境影響大，連續(xù)選擇效果明顯[4-5]。陜南地區(qū)為長江上中游油菜優(yōu)勢區(qū)域，油菜種植面積和總產(chǎn)量均居全省之首，同時油菜菌核病也比關(guān)中、陜北高發(fā)，為滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，從該地區(qū)選育出的油菜新品種對菌核病抗性相對較強(qiáng)，如漢中市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所久居該地，選育的品種80%以上表現(xiàn)抗(耐)菌核病，但該所油菜菌核病抗性資源遺傳相似度較高，親緣關(guān)系較近，材料間遺傳差異較小，抗菌核病資源遺傳多樣性較低[12]。進(jìn)一步加強(qiáng)抗性資源篩選，豐富現(xiàn)有油菜遺傳背景，有助于抗菌核病油菜品種選育。