小麥白粉病、條銹病抗性種質(zhì)的鑒定及篩選

韓江

摘 要：本文采用中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)小麥抗條銹病評價技術(shù)規(guī)范和四川省地方標(biāo)準(zhǔn)小麥品種抗白粉病性田間鑒定技術(shù)規(guī)程，對貴州大學(xué)國家小麥改良中心貴州分中心提供的川麥82、中科3144、魯麥23、山農(nóng)15號等857個小麥種質(zhì)資源進(jìn)行白粉病、條銹病田間抗性鑒定，對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計、分析、鑒定、篩選，以期對小麥抗病育種、生產(chǎn)以及病害防治研究提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：小麥；白粉?。粭l銹?。昏b定

1前言

1.1本文研究背景

小麥?zhǔn)侨祟惖闹魇持?，亦是三大谷物之一，?010年產(chǎn)量計算，小麥（6.51億噸）是產(chǎn)量僅次于玉米（8.44億噸）的位居第二的糧食作物，具有入藥、食用、觀賞等價值。然而，有于近年來小麥氮肥使用量大，種植密度不斷提高，加上品種混雜，氣候變化等，造成小麥抗性不斷降低[1]，小麥條繡病、白粉病等病害頻發(fā)，制約了高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗等。嚴(yán)重影響了農(nóng)民的生產(chǎn)和生活，所以，對小麥白粉病、條銹病的抗性種質(zhì)進(jìn)行鑒定，并從中篩選出優(yōu)質(zhì)高抗的小麥品種，以解決當(dāng)前小麥抗性低下問題顯得迫在眉睫。

1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.2.1小麥白粉病抗性種質(zhì)的鑒定及篩選

關(guān)于小麥白粉病抗性種質(zhì)的鑒定及篩選在學(xué)術(shù)界早已有研究。國內(nèi)方面，早在1985年，浙省農(nóng)科院植保所的梁順義及喬司農(nóng)場農(nóng)科所的廖家棟和蔡賽梅就做過相關(guān)方面的研究，實驗使用1983-1984年國內(nèi)2000余份小麥品種資源抗病性鑒定篩選中選留下的對本病害或其它病害有一定抗性的品質(zhì)作為實驗材料[2]，一共有48份，主要在田間成株期進(jìn)行誘發(fā)鑒定，參照國際小麥改良中心對病害分級標(biāo)準(zhǔn)，病害分為9級[3]，病癍反應(yīng)型分為0-4，共5級記載。在48份鑒定材料中，沒有發(fā)現(xiàn)完全抗病的材料，病對其進(jìn)行了分析，得出結(jié)論。國外方便，1930年Waterhouse首次報道了小麥的抗白粉病狀況，此次報道，成為小麥抗性研究成功與否的基礎(chǔ)與關(guān)鍵，對小麥抗性品種的選育及防治具有十分中重要的現(xiàn)實意義。

1.2.2小麥條銹病抗性種質(zhì)的鑒定及篩選

1905年，英國的Biffen就首次研究并報道了小麥多個品種對條銹病的抗性遺傳，證明小麥的抗條銹具有可遺傳的特點，發(fā)現(xiàn)小麥的抗條銹基因可遺傳性對選育優(yōu)質(zhì)小麥品種具有重大影響。自此，國內(nèi)外學(xué)者多次對小麥抗條銹特性進(jìn)行了廣泛研究，1978年Rｏ¨bbelen和Sharp發(fā)表了抗條銹性遺傳專著，總結(jié)了從20世紀(jì)初到70年代中期抗條銹性的遺傳研究。到目前，許多抗條銹基因已被發(fā)掘，鑒定及篩選出了大量小麥抗條銹品種。

2實驗統(tǒng)計方法及分析

2.1實驗材料

本實驗材料由國家小麥改良中心貴州分中心提供，共有857個品種，其中：（1）中科1001-中科3185系列共552個品種，引自中國農(nóng)科院作物研究所；（2）g01-g477系列共179個品種，引自河南省農(nóng)科院；（3）川農(nóng)中科32、川麥82等17個品種，引自四川省農(nóng)科院及各地州市農(nóng)業(yè)局；（4）其它種質(zhì)資源引自云南農(nóng)科所、貴州農(nóng)科院等地，如：旱地品種P197-P273、黔西麥1號、貴農(nóng)1216等。

2.2數(shù)據(jù)調(diào)查方法

2.2.1實驗材料處理

由于對供試材料進(jìn)行施用氮肥可使植物體內(nèi)發(fā)生氮素與大量碳水化合物反應(yīng)，形成蛋白質(zhì)，剩下少量的碳水化合物用做構(gòu)成細(xì)胞壁的材料。從而使細(xì)胞壁變薄，植株抗病性減弱，葉片、莖桿等組織柔軟多汁，病害易從這些地方侵入，導(dǎo)致病害發(fā)生嚴(yán)重。為了更好的調(diào)查病害，本次實驗在3月中旬進(jìn)行了增施氮肥處理，為今后的調(diào)查做好初步處理。

2.2.2實驗數(shù)據(jù)調(diào)查

對于條銹病，本實驗采用中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2007年12月1日開始實施的小麥抗病蟲性評價技術(shù)規(guī)范第一部分：小麥抗條銹病評價技術(shù)規(guī)范。主要調(diào)查的指標(biāo)有普遍率（incidence）、嚴(yán)重度（severity）、侵染型（infectiontype）。普遍率即發(fā)病的單元占調(diào)查的單元總數(shù)的多少，用百分率表示，以此反應(yīng)調(diào)查小麥的發(fā)病程度。參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在此次調(diào)查中，植物體單元為葉片，普遍率就是發(fā)病葉片占調(diào)查總?cè)~片的比例。此次調(diào)查中采用估計整體估計法發(fā)病葉片占調(diào)查葉片的比例，計算普遍率：

普遍率（%）=（發(fā)病葉片數(shù)/調(diào)查的總?cè)~片數(shù)）×100%

嚴(yán)重度即是發(fā)病葉片上發(fā)病面積占發(fā)病葉片總面積的百分率，有也可使用分級表示法表示，本實驗采用百分率表示，說明條銹病害發(fā)生的嚴(yán)重程度，為了方便調(diào)查及統(tǒng)計，本實驗依然采用估值法對小麥的嚴(yán)重度進(jìn)行記錄，并主要設(shè)置1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%幾個主要病害嚴(yán)重度區(qū)間。

侵染型是根據(jù)過敏性壞死反應(yīng)有獲無加上其它強度指標(biāo)來劃分小麥病癍類型，采用估值法記錄小麥抗條銹病程度，其記載劃分標(biāo)準(zhǔn)；0、0；1、2、3、4共6個記載標(biāo)準(zhǔn)來表示小麥各品種的抗條銹病程度。為了方便田間鑒定，本實驗將“0”和“0；”標(biāo)準(zhǔn)合記為0，見表1。

對于白粉病，本次調(diào)查采用四川省地方標(biāo)準(zhǔn)中2010年3月1日實施的小麥品種抗白粉病性田間鑒定技術(shù)規(guī)程，調(diào)查項目有嚴(yán)重度、葉位病級和侵染型。嚴(yán)重度使用發(fā)病的菌絲所覆蓋葉面積占葉片面積的比例，使用百分率表示，劃分為8個級別，分別為1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%，若所占比例介于兩個鑒定等級之間，則取其接近值；發(fā)病但是不明顯的，按照1%記載。侵染型參照條銹病記錄標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行記錄。

葉位病級將小麥至下而上分為9個相等的部分，以上重下輕為原則進(jìn)行記載。

各小麥品種調(diào)查過程設(shè)置3次重復(fù)。調(diào)查時間分別是2017年3月27日、2017年4月15日和2017年5月5日，每一次調(diào)查統(tǒng)計時，條銹病的普遍率、嚴(yán)重度、侵染型和白粉病的嚴(yán)重度、葉位病級、侵染型進(jìn)行一次性記錄，進(jìn)行記錄以后，進(jìn)行數(shù)據(jù)電子檔錄入。

2.3篩選依據(jù)

調(diào)查完小麥條銹病的普遍率（incidence）、嚴(yán)重度（severity）、侵染型（infectiontype），進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，若出現(xiàn)一個鑒定群體中3次鑒定結(jié)果不一致，則以病害較嚴(yán)重的為準(zhǔn)。接下來計算病情指數(shù)（diseaseindex），病情指數(shù)是綜合考慮小麥嚴(yán)重度（severity）和發(fā)病普遍率（incidence）兩者情況的綜合性指標(biāo)，此次調(diào)查中，嚴(yán)重度使用百分?jǐn)?shù)表示，故病情指數(shù)的計算公式為：DI=I×S×100

其中：I為小麥的普遍率，S為嚴(yán)重度

根據(jù)鑒定材料的病情指數(shù)和侵染型，參照所選定評價標(biāo)準(zhǔn)，確定其調(diào)查品種對條銹病的抗性級別。其評價標(biāo)準(zhǔn)如表2：

白粉病直接根據(jù)葉位病級和嚴(yán)重度，參考侵染型進(jìn)行抗性水平鑒定，其抗性水平評價標(biāo)準(zhǔn)如表3：

3種質(zhì)資源鑒定及篩選

3.1條銹病種質(zhì)資源鑒定及篩選

本試驗采用中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，利用田間實地鑒定的方法對供試的857個小麥種植資源進(jìn)行抗條銹病鑒定。鑒定出抗條銹病資源491份，占總資源數(shù)比例為57.29%。其中：（1）鑒定出免疫資源共22份，占總供試材料的2.57%，占抗條銹病資源的4.48%，如中科3153、中科3158、中科3183、川麥82、川農(nóng)中科32、魯麥23等，（2）鑒定出高抗資源共有214份，占總鑒定材料的29.29%，占抗條銹病資源的43.79%，如科成麥4號、綿麥1403、黔0509等。（3）鑒定出中抗資源有254份，占總鑒定材料的29.963%，占抗條銹病資源的51.73%，如蜀麥133、黔西麥1號、川麥54、貴農(nóng)19CK等。（4）鑒定出慢銹、中感和高感共有366份，占總鑒定材料的42.71%，如川輻9號、川育27、渝麥19、川麥82等。

3.2白粉病種質(zhì)資源鑒定及篩選

本試驗采用四川省地方標(biāo)準(zhǔn)，利用田間實地鑒定的方法對供試的857個小麥種質(zhì)資源進(jìn)行白粉病鑒定，篩選出抗白粉病種質(zhì)資源122個，占總鑒定資源的14.24%。其中：（1）鑒定出免疫資源2份，分別為山農(nóng)14號和山農(nóng)15號，占總鑒定資源的0.23%，占抗白粉病種質(zhì)資源的1.64%，其各項鑒定指標(biāo)均為0。（2）鑒定出高抗資源21份，占總鑒定資源的2.45%，占抗白粉病種質(zhì)資源的17.21%，如中育1023、中麥1208、中原6號、綿麥1中科312等。（3）鑒定出中抗資源99份，占總鑒定資源的11.55%，占抗白粉病種質(zhì)資源的81.15%，如黔西麥1號、川麥602、魯麥23、川麥104等。（4）鑒定出高感、中感種質(zhì)資源共734份，占總鑒定種質(zhì)資源的85.65%，如川育27、衡觀7218、川麥82等。

3.3綜合性狀評價

由于本次共同鑒定白粉病、條銹病兩個病害指標(biāo)，故實驗將對兩項病害綜合病情進(jìn)行共同評價鑒定。本次鑒定中，條銹病免疫的種質(zhì)資源中，白粉病的抗性表現(xiàn)分別為：（1）白粉病和條銹病兼免疫的種質(zhì)資源有2份，分別為山農(nóng)14號和山農(nóng)15號，占總鑒定資源的0.23%，其各項調(diào)查指標(biāo)均為0。（2）條銹病免疫、白粉病高抗的種質(zhì)資源共6份，分別為中科3158、中科3196、中科3197、中科3198、中科3281、中科3282。（3）條銹病免疫、白粉病中抗的種質(zhì)資源有5份，分別為中科3153、中科3183、中科3241、魯麥23、川麥104，（4）條銹病免疫、白粉病中感的種質(zhì)資源有1份，為中科3185，條銹病的普遍率、嚴(yán)重度、侵染型分別為10%、5%、0，病情指數(shù)為0.5，白粉病的嚴(yán)重度、葉位病級、侵染型分別為40%、6、1，為單抗條銹種質(zhì)資源。（5）條銹病免疫、白粉病高感的種質(zhì)資源有8份，分別為中科3187、g437、g438、g463、g479、川麥82、1294、川農(nóng)中科32。

條銹病高抗的種質(zhì)資源中，白粉病的抗性表現(xiàn)分別為：（1）條銹病高抗、白粉病高抗的種質(zhì)資源有2份，分別為g389中育1023、g396中麥1208，兩者各項鑒定指標(biāo)完全一樣，均為：條銹病的普遍率、嚴(yán)重度、侵染型分別為10%、10%、1，病情指數(shù)為1，白粉病的嚴(yán)重度、葉位病級、侵染型分別為1%、1、0，均為兼高抗優(yōu)質(zhì)資源。（2）條銹病高抗、白粉病中抗的種質(zhì)資源有25份，主要為中科3152、中科3154、中科3156、中科3159等。（3）條銹病高抗、白粉病中感的種質(zhì)資源有43份，主要為中科3149、中科3162、中科3164等。（4）條銹病高抗、白粉病高感的種質(zhì)資源有144份，主要為中科3184、中科3186、中科3188、中科3189等。

條銹病中抗的種質(zhì)資源中，白粉病的抗性表現(xiàn)分別為：（1）條銹病中抗、白粉病高抗的種質(zhì)資源有4份，為中科3268、g397中麥、g405中原6號、綿麥1中科312，各項詳細(xì)指標(biāo)見表3.10。（2）條銹病中抗、白粉病中抗的種質(zhì)資源有21份，主要為g47、安095、黔西麥1號、川麥602、中科1285、中科3008、鄭麥129等。（3）條銹病中抗、白粉病中感的種質(zhì)資源有53份，主要為中科3151、中科3157、中科3166、中科3168、中科3171等。（4）條銹病中抗、白粉病高感的種質(zhì)資源有176份，主要為蜀麥133、云15465、黔西麥1號、川麥54、貴農(nóng)1216、山農(nóng)18等。

條銹病感病而白粉病有抗性表現(xiàn)的種質(zhì)資源有如下幾種情況：（1）條銹病慢銹、白粉病中抗的種質(zhì)資源有12份，主要為g37、g40、g374、g398、渝麥19、1249、許科中科316等，各項詳細(xì)指標(biāo)見表3.11。（2）條銹病中感、白粉病高抗的種質(zhì)資源有1份，為g419，條銹病的普遍率、嚴(yán)重度、侵染型分別為80%、60%、3，病情指數(shù)為48，白粉病的嚴(yán)重度、葉位病級、侵染型分別為10%、2、1，為單抗白粉種質(zhì)資源。（3）條銹病中感、白粉病中抗的種質(zhì)資源有5份，為中科3179、中科3203、g420、P229、中科3057。（4）條銹病高感、白粉病高抗的種質(zhì)資源有8份，為中科3212、周麥18、煙農(nóng)19、濟麥22、綿麥46、德麥8號、云麥52、漯麥18。（5）條銹病高感、白粉病中抗的種質(zhì)資源有中科31份，主要為新麥8083、周麥25、中育1095、中麥1205、周麥28等。

4結(jié)論與建議

目前，小麥遺傳育種的主要問題是抗性單一，對于各種質(zhì)資源的抗病性不清楚，本次實驗從貴州大學(xué)國家小麥改良中心貴州分中心提供的857個種質(zhì)資源中，通過人工鑒定、篩選出具有抗性的種質(zhì)資源613份，占總鑒定種質(zhì)資源的71.53%，占比較高，但大部分種質(zhì)資源為單抗資源。

在篩選出的抗條銹病資源491份中，就有單抗條銹資源425份，如：中科3149、中科3162、中科3164等。占總鑒定種質(zhì)資源的49.59%。在篩選出的122份抗白粉病種質(zhì)資源中，單抗白粉病種質(zhì)資源為57份，如：新麥808、周麥25、中育109等，占總鑒定種質(zhì)資源的6.65%。

兼有抗條銹、白粉的種質(zhì)資源僅有177份，占總鑒定種質(zhì)資源的20.65%。在所有的抗性組合中，最多的為條銹病中抗、白粉病高感的種質(zhì)資源，具有176份，占中科總鑒定資源的20.54%，例如：中科31中科31、中科3133、中科3138、中科3139、中科3141等。其次為條銹病高抗、白粉病高感的種質(zhì)資源，具有144份，占總鑒定資源的16.80%，例如：中科3135、中科3136、中科3137等。而條銹病高抗、白粉病免疫，條銹病中抗、白粉病免疫以及慢銹、免疫等都為0，這個反應(yīng)了條銹病和白粉病或同時發(fā)生，或者兩者分離，但在同時發(fā)生時兩者病害發(fā)生程度均不是太嚴(yán)重，而在分離發(fā)生時，單個病害發(fā)生較重。

從整體看來，本次鑒定的857個小麥種質(zhì)資源中，抗條銹病的種質(zhì)資源相對于抗白粉病種質(zhì)資源多369份，為4.02倍；而單抗條銹資源比單抗白粉資源多368份，為7.46倍，有一半以上具有一定抗病性，調(diào)查結(jié)果還算是樂觀的。分病害來看，抗條銹病種質(zhì)資源明顯多于抗白粉病種質(zhì)資源，這個對于我們來說，在育種及生產(chǎn)上都具有指導(dǎo)作用，提醒我們，在以后的小麥病害防治過程中，應(yīng)該條銹病，白粉病同時防范，重點注意白粉病的發(fā)生，爭取將條銹病、白粉病都控制在一定范圍內(nèi)，最大程度減少條銹、白粉病帶來的損失。

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