農(nóng)作物抗病蟲性鑒定技術創(chuàng)新與應用研究進展

張 鴻，李其勇，李洪浩，盧代華， 向運佳，楊曉蓉

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學院，成都 610066; 2.四川省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所，成都 610066)

農(nóng)作物病蟲害是我國的主要農(nóng)業(yè)災害之一，主要包括真菌性病害、細菌性病害、病毒病、線蟲病等侵染性病害，以及昆蟲、螨類等蟲害。全國農(nóng)技中心對2022年全國農(nóng)作物重大病蟲害發(fā)生趨勢進行分析指出，預計小麥、水稻、玉米、馬鈴薯等主要糧食作物重大病蟲害呈重發(fā)態(tài)勢，全國發(fā)生面積達1.35×108hm2次[1]。病蟲害大范圍發(fā)生往往給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失，據(jù)統(tǒng)計全球農(nóng)作物每年因為病蟲害導致的產(chǎn)量損失在11%～30%[2]，此外還會產(chǎn)生一些有害毒素威脅人、畜健康[3-5]，并且農(nóng)藥的使用亦會污染環(huán)境威脅食品安全。四川省農(nóng)業(yè)病蟲種類多、傳播強、危害大、防控難[6]，而選育和推廣農(nóng)作物抗病蟲品種是病蟲害防治最經(jīng)濟、最有效和最根本的措施，這必須要以科學的抗病蟲性鑒定技術來提供支撐?！笆濉逼陂g開展了主要農(nóng)作物抗病蟲性鑒定技術創(chuàng)新與應用研究，圍繞我省主要農(nóng)作物抗性鑒定新方法與新技術研制、病蟲致害性變異監(jiān)測、作物抗源篩選與創(chuàng)制、作物抗性評價與利用等方面研究工作取得了顯著成效。

1 研制了一批主要農(nóng)作物抗病蟲性的鑒定新方法與新技術，為作物抗病蟲性育種提供技術保障

研制了水稻抗稻曲病、稻瘟病和紋枯病、小麥抗赤霉病和白粉病、玉米抗黃曲霉穗腐病、油菜抗根腫病、馬鈴薯抗晚疫病、茄子抗綿疫病等輕簡化鑒定技術9項。油菜抗黑脛病、大豆抗花葉病毒病、檸檬抗黃脈病、羊肚菌抗白霉病等新病害抗性鑒定技術4項。水稻抗南方水稻黑條矮縮病、稻瘟病、紋枯病和白葉枯病以及油菜抗菌核病和根腫病的多抗性鑒定技術2項。研發(fā)了新鑒定裝備水稻稻瘟病旋轉(zhuǎn)噴霧接種臺和玉米黃曲霉菌接種釘2項。稻曲球厚垣孢子菌土、油菜黑脛病菌懸浮液、大豆花葉病毒SC3和SC7等4種新接種體。其中，油菜根腫病水培根毛侵染檢測技術實現(xiàn)了室內(nèi)水培條件下油菜抗根腫病鑒定，檢測效率大幅提高。在國內(nèi)首次制定頒布了《茄子抗綿疫病室內(nèi)鑒定技術規(guī)程》(DB51/T2604-2019)[7]，有利于規(guī)范化、標準化開展茄子抗病育種研究。

2 開展主要農(nóng)作物病蟲致害性變異監(jiān)測，明確了四川省重大病蟲致害性動態(tài)

“十三五”期間，對稻瘟病菌、小麥條銹病菌和白粉病菌、玉米大斑病菌和穗腐病菌、馬鈴薯晚疫病菌、辣椒疫霉菌、茄科青枯病菌、茄子黃萎病菌等3451株各類病原菌的致害性開展了監(jiān)測，對318份水稻資源開展了飛虱地理種群抗性測定，共形成監(jiān)測報告35份。

“十三五”期間通過對四川省不同生態(tài)稻作區(qū)稻瘟病取樣分析，鑒定出7群45個小種，種群分析表明，四川省稻瘟病菌種群結構從“十二五”期間的單一優(yōu)勢種群轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N群且呈多樣化發(fā)展趨勢。對四川不同稻瘟病區(qū)毒性測定結果表明，全省稻瘟病菌對Pi2和Pik位點的毒力頻率相對較低，目前仍具備一定的利用價值。水稻飛虱致害性監(jiān)測表明飛虱主要生物型為Ⅱ型，地理種群致病性差異明顯。

四川小麥條銹病的優(yōu)勢致病類群為Hybrid46致病類群和貴農(nóng)22致病類群，優(yōu)勢生理小種為條中32號和條中34號。在病菌毒力頻率研究方面，27個四川小麥生產(chǎn)品種中有17個能夠感染西藏大麥分離菌株，有15個青稞品種能感染西藏小麥分離菌株，病菌毒力頻率為3.23%～65.63%，表明小麥、大麥之間條銹病菌流行界限已經(jīng)被打破。

對486株玉米大斑菌菌株用鑒別寄主法進行生理小種鑒定，共鑒定出15個小種，結果顯示西南地區(qū)玉米大斑病生理小種組成復雜，3號、2號有上升趨勢。對1308株玉米穗腐病菌株進行監(jiān)測分析發(fā)現(xiàn)，以擬輪枝鐮孢菌為優(yōu)勢病原菌，占比39.0%，禾谷鐮孢菌次之，占比29.1%，層出鐮孢菌、尖孢鐮孢菌等其他鐮孢菌占27.6%。5年監(jiān)測結果表明擬輪枝鐮孢菌分離頻率在30.6%～43.2%之間，禾谷鐮孢菌從10.3%逐年上升到38.4%，呈現(xiàn)逐漸加重的趨勢。對696株穗腐病菌株進行分析發(fā)現(xiàn)，隨海拔升高，優(yōu)勢菌株從擬輪枝鐮孢菌過渡為禾谷鐮孢菌，導致穗腐病類型組成發(fā)生變化，品種抗性監(jiān)測結果表明，高海拔以禾谷鐮孢菌穗腐病為主，低海拔以擬輪枝鐮孢菌穗腐病為主。

從四川省各馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)采集分離471株馬鈴薯晚疫病菌，按區(qū)域選擇代表性馬鈴薯晚疫病菌462株進行交配型測定，結果表明傳統(tǒng)交配型A1有103株，發(fā)生頻率為22.29%，致病疫霉全球流行后產(chǎn)生的A2交配型有96株，發(fā)生頻率為20.78%，新發(fā)現(xiàn)的自育型有263株，發(fā)生頻率為56.93%，不同地區(qū)間馬鈴薯晚疫病菌交配型存在一定差異?？傮w而言，馬鈴薯晚疫病菌主要以自育型為主，2020年采集的馬鈴薯晚疫病菌中未發(fā)現(xiàn)自育型，經(jīng)測定全部為A2型，顯示出由自育型向A2交配型轉(zhuǎn)變的趨勢，對于A2型是否可變異產(chǎn)生卵孢子有待進一步研究。對晚疫病菌進行甲霜靈敏感性測定表明，甲霜靈高抗菌株發(fā)生頻率為77.34%，在四川各馬鈴薯產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生，中抗菌株發(fā)生頻率為17.24%，敏感菌株發(fā)生頻率為5.42%，由此可見，我省馬鈴薯晚疫病甲霜靈高抗菌株發(fā)生較普遍，在實際生產(chǎn)中必須加強馬鈴薯晚疫病菌甲霜靈用藥管理，開展抗藥性治理。

初步明確了辣椒疫霉菌、茄科青枯病菌、茄子黃萎病3種病原菌的致病類型，辣椒疫霉菌交配類型主要以A2型菌株為主，且新出現(xiàn)1個生理小種，我省青枯病菌均屬于演化型Ⅰ型，以序列變種14和17為主，茄子黃萎病菌株均為非落葉型，這些研究結果可為后續(xù)病原菌致病力研究并提出相應防控策略提供理論依據(jù)。

3 篩選與創(chuàng)制了一批主要農(nóng)作物抗源，為抗病蟲性育種提供了重要的抗性材料支撐

共篩選到優(yōu)異抗源22份，包括：3份同時抗稻瘟病和稻曲病材料，分別為BICO BRANCO::IRGC 38994-1、IR 60080-46 A::IRGC 117396-1、KHAO DO NGOI::IRGC 29772-1；2份高抗南方水稻黑條矮縮病的水稻材料，為106A和旌香1A；8份抗紋枯病的玉米材料，包括巴816、白馬牙等；3份高抗晚疫病的馬鈴薯材料，分別為85、C39和C33；以及3份高抗根腫病的油菜材料、 1份抗花葉病毒病的大豆材料、1份抗青枯病的番茄材料和1份高抗霜霉病的黃瓜材料。

創(chuàng)制優(yōu)異的水稻多抗資源2份(瀘恢317和荃優(yōu)2115)、小麥抗赤霉病和白粉病資源2份(L987和L962)。其中，創(chuàng)制的瀘恢317 對60個稻瘟病菌株中的56個表現(xiàn)抗性，抗譜達到93.33%，田間頸瘟抗性為5級，中抗稻瘟病，抗南方水稻黑條矮縮病，為抗(耐)5蟲2病的恢復系。該材料是四川省第一個通過省級鑒定的抗螟蟲恢復系，與生產(chǎn)上應用的水稻恢復系有明顯區(qū)別。荃優(yōu)2115對稻飛虱表現(xiàn)為抗，稻縱卷葉螟危害后卷葉率和二化螟為害后枯心率和白穗率均小于5%。

通過資源篩選和評價，將兼抗白背飛虱和褐飛虱材料HN12-239及糯稻N-2，分別與高感蟲材料TN1雜交，獲得HN12-239 F6 RIL家系苗期兼抗白背飛虱和褐飛虱的家系有5個。將含有Yr15、Yr5等抗性基因的小麥抗源材料與川麥42雜交，在病圃逐代選擇到對新流行的CY34毒性類型的農(nóng)藝性狀穩(wěn)定的小麥材料15份，但育成材料是否含有其他抗性基因，有待進一步分析。

4 主要農(nóng)作物抗性評價與利用進展突出，為全省抗性品種選育審定和品種布局提供了科學依據(jù)

“十三五”期間，完成了32.04萬份育種材料的抗性評價，包括水稻31.2萬份、小麥1433份、玉米2658份、油菜2301份、馬鈴薯157份、大豆230份、蔬菜1480份等作物育種材料的抗性鑒定與評價，為育種家開展抗性品種選育提供了技術支撐。

完成了4608個(次)區(qū)試組合抗性鑒定，其中3540個(次)水稻對稻瘟病，131個(次)小麥對條銹病、白粉病和赤霉病，672個(次)玉米對大斑病、小斑病、紋枯病、絲黑穗病、莖腐病、穗腐病，57個(次)油菜對菌核病和病毒病，71個(次)馬鈴薯對晚疫病，137個(次)大豆區(qū)試組合對病毒病的抗性鑒定，5年來累計淘汰高感水稻新品種679個(次)、玉米組合61個(次)、油菜組合34個(次)，為全省品種審定嚴把抗病關提供了依據(jù)。

完成了2835個農(nóng)作物推廣品種的抗性監(jiān)測，其中水稻1775個(次)、小麥253個(次)、玉米150個(次)、油菜479個(次)、馬鈴薯85個(次)、黃瓜45個(次)、辣椒48個(次)，為品種的持續(xù)利用和退出提供了依據(jù)。

建立抗性品種布局示范基地66.67hm2以上，主要作物病蟲害的控制效果比常規(guī)品種提高70%以上，抗性品種示范區(qū)比常規(guī)品種增產(chǎn)5%～8%，農(nóng)藥減施50%以上。

與“十二五”期間相比，“十三五”的研究工作內(nèi)容更豐富、研究方法特點更明顯。在作物上，涉及的作物為我省優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)，共9大作物，與“十二五”期間相比，保留了水稻、小麥、玉米、油菜、馬鈴薯、蔬菜等我省主要糧經(jīng)作物，同時，取消了棉花，增加了大豆、柑橘和羊肚菌，在蔬菜中以茄果類為主，在黃瓜的基礎上增加了辣椒。在病害上，共選擇主要病蟲害有27種，比“十二五”增加了小麥赤霉病，玉米的穗腐病以及灰斑病，油菜的病毒病、黑脛病，大豆花葉病，馬鈴薯病毒病，辣椒疫病和炭疽病，柑橘黃脈病，羊肚菌白霉病等11種病蟲害。在鑒定方法上，突出新病害鑒定、輕簡鑒定、多抗性鑒定。

五年來，獲得科技成果12項，其中四川省科技進步獎一等獎3項、二等獎5項，參編專著4部，授權發(fā)明專利10件、實用新型專利22件，制定四川省地方標準2項，發(fā)表論文67篇。選育了一批抗病蟲品種，每667m2直接挽回糧食損失50 kg、減少農(nóng)藥施用量200 g、減少農(nóng)藥投入6.0元，累計挽回糧食損失125×108kg，新增產(chǎn)值200×108元，減少5×104t的農(nóng)藥在農(nóng)田環(huán)境的釋放，經(jīng)濟生態(tài)效益極為顯著。