甘肅省麥類作物對禾谷孢囊線蟲的抗性鑒定

劉霞霞 龍維麗 李惠霞

收稿日期：2024 - 02 - 20

作者簡介：劉霞霞（1988 — ），女，甘肅天水人，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)作物種植及技術(shù)推廣。Email： 1255861163@qq.com。

通信作者：李惠霞（1972 — ），女，甘肅秦安人，教授，博士生導師，主要從事植物線蟲病害、植物真菌病害及其發(fā)生規(guī)律和綜合治理等方面的研究。Email：lihx@gsau.edu.cn。

摘要：禾谷孢囊線蟲是麥類生產(chǎn)上的重要線蟲。為篩選抗禾谷孢囊線蟲的小麥和燕麥種質(zhì)資源，以甘肅孢囊線蟲群體為測試對象，采用室內(nèi)接種法，通過測定單株白雌蟲及孢囊數(shù)，對燕麥和小麥品種進行抗性分析。結(jié)果表明，在供試燕麥品種中無免疫品種，1個高抗品種（隴燕3號），12個中抗品種。同樣，在參試的小麥品種中無免疫品種，其中7個品種表現(xiàn)為中抗，包括定豐12號、西旱3號、武春8號等?？蓪⒏呖寡帑溒贩N隴燕3號作為抗病親本，用來培育和選擇具有持久抗禾谷孢囊線蟲的優(yōu)良品種。

關(guān)鍵詞：禾谷孢囊線蟲；燕麥品種；小麥品種；抗性評價

中圖分類號：S512? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-2172（2024）04-0371-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.04.013

Resistance Evaluation of Cereal Crops to Heterodera avenae

in Gansu Province

LIU Xiaxia 1， LONG Weili 1， LI Huixia 2

（1. Lanzhou New Area Qinchuan Agricultural Investment and Development Co.， Ltd.， Lanzhou Gansu 730300， China;

2. College of Plant Protection， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： Cereal cyst nematodes （Heterodera avenae） is an important nematode in cereal crop production. In order to screen the germplasm resources of wheat and oat resistant to cereal cyst nematodes， the population of Gansu province cereal cyst nematodes was selected as experiment object， and the resistance of oat and wheat varieties was analyzed by measuring the number of white female and sporocysts per plant by indoor inoculation method. The results showed that there were no immune varieties in the oat varieties， 1 high resistant variety （Longyan 3） and 12 medium resistant varietieswere detected. Similarly， there were no immune varieties in the wheat varieties， and 7 varieties showed moderate resistance， including Dingfeng 12， Xishan 3 and Wuchun 8， etc. The high resistance oat cultivar Longyan 3 can be used as the disease-resistant parent to breed and select excellent varieties with persistent resistance to cereal cyst nematodes.

Key words： Heterodera avenae; Oat varietiy; Wheat variety; Resistance evaluation.

禾谷孢囊線蟲（Cereal cyst nematode，CCN）是一類危害禾谷類作物和多種禾本科牧草的世界性植物寄生病害［1 - 2 ］，包括12個有效種，其中危害我國小麥生產(chǎn)的主要是燕麥孢囊線蟲（Heterodera avenae）和菲利普孢囊線蟲（Heterodear filipijevi）［3 - 5 ］。禾谷孢囊線蟲最早于1874年在德國發(fā)現(xiàn)，目前分布于全球40多個國家［6 - 7 ］。我國自1989年在湖北省天門市首次發(fā)現(xiàn)禾谷孢囊線蟲以來，其分布已遍及16個省市，給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及糧食安全帶來了極大的威脅［8 - 9 ］。禾谷孢囊線蟲地理分布非常廣泛，輪作、化學農(nóng)藥、生物防治等方式可以在一定程度上減輕其危害，但這些措施的效果往往受到客觀條件的限制而不能充分發(fā)揮。因此，培育和種植抗病品種是防治禾谷孢囊線蟲最經(jīng)濟有效的方法［10 ］。澳大利亞、瑞典和法國等國家已經(jīng)培育出一些抗孢囊線蟲的種質(zhì)資源，并且通過推廣種植有效控制了禾谷孢囊線蟲的危害［11 - 12 ］。李秀花等［13 ］測試了27份國內(nèi)冬小麥品種和1份飼用小麥品種對禾谷孢囊線蟲的抗病性，發(fā)現(xiàn)參試的小麥品種在室內(nèi)和田間測定中均表現(xiàn)為高感。侯生英等［14 ］通過室內(nèi)二齡幼蟲接種的方法鑒定了88份國內(nèi)春小麥種質(zhì)資源和21個青海省主栽小麥品種對禾谷孢囊線蟲的抗性，發(fā)現(xiàn)所有供試小麥品種均表現(xiàn)出不同程度感病。說明我國的抗性品種選育工作還處于起步階段，目前還缺乏較好的抗病材料。彭德良等［15 ］于2007年首次報道了甘肅省小麥孢囊線蟲病的發(fā)生。研究人員對甘肅省小麥和燕麥主產(chǎn)區(qū)進行了調(diào)查，在冬小麥、春小麥、大麥和燕麥上均發(fā)現(xiàn)了禾谷孢囊線蟲，說明禾谷孢囊線蟲在甘肅省普遍發(fā)生，部分地區(qū)發(fā)生嚴重，且蟲源基數(shù)超過了已有報道的經(jīng)濟閾值［16 - 18 ］，對我省的小麥安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴重的威脅［19 ］。目前甘肅省大面積推廣生產(chǎn)的麥類品種對禾谷孢囊線蟲的抗性尚不明確，本研究對甘肅省內(nèi)的16個燕麥品種和來自甘肅省和寧夏回族自治區(qū)的21個小麥品種進行了抗禾谷孢囊線蟲的室內(nèi)鑒定，以期尋求適應(yīng)本地種植的抗性品種。

1? ?材料與方法

1.1? ?供試麥類品種及來源

供試燕麥品種16個，供試小麥品種21個，詳細信息如表1。

1.2? ?供試禾谷孢囊線蟲群體

于2022年12月中旬在甘肅省永登縣民樂鄉(xiāng)采集禾谷孢囊線蟲發(fā)生嚴重的田間病土，帶回實驗室置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩２捎闷∵^篩法分離土樣中的孢囊［20 ］，經(jīng)形態(tài)學觀察，明確供試線蟲群體為禾谷孢囊線蟲。使用0.5% NaClO將分離得到的孢囊表面進行消毒3～5 min，無菌水沖洗數(shù)次后，置于4 ℃冰箱中低溫處理56 d以上備用。

1.3? ?線蟲卵懸液制備

將分離收集到的大量孢囊置于200目網(wǎng)篩中，用橡皮擦將孢囊擠破，在600目網(wǎng)篩上收集禾谷孢囊線蟲卵制成懸浮液，將濃度調(diào)整為6 000粒/mL。

1.4? ?播種與接種

將供試燕麥和小麥種子于25 ℃恒溫催芽，長出約2 cm的胚根后播種于盛有滅菌砂壤土的PVC管中（直徑×長度為5 cm×30 cm），覆土約1 cm。待幼苗生長10 d左右，在每管幼苗根莖周圍用移夜器接入混勻后的卵懸浮液1 mL（約含6 000粒卵），再覆土約1 cm，每個品種5次重復(fù)。將幼苗置于16 ℃的光照培養(yǎng)箱中30 d，每天光照/黑暗時間為14 h/10 h。之后將幼苗置于溫度20±2 ℃溫室內(nèi)，每天光照14 h。接種75 d后，小心清洗植株根系，檢查并記錄單株根系白雌蟲和孢囊數(shù)量。

1.5? 白雌蟲和孢囊數(shù)量測定

白雌蟲即禾谷胞囊線蟲在發(fā)育過程中雌蟲發(fā)育前期，呈白色。孢囊指雌蟲死亡后形成的褐色蟲體，檸檬型，深褐色，陰門錐為兩側(cè)雙膜孔型，無下橋，下方有許多排列不規(guī)則泡狀突。具體檢測方法：取單株植株根系及根際土，清洗后過80目網(wǎng)篩收集，在顯微鏡下檢查雌蟲和孢囊數(shù)量。

1.6? ?抗性分級標準

分級標準參照Andersen等［21 ］關(guān)于麥類作物對禾谷孢囊線蟲抗/感性劃分的標準并略作調(diào)整：單株白雌蟲數(shù)0.1～5.0為高抗（HR），5.1～10.0為中抗（MR），10.1～20.0為中感（MS），大于20.0為高感（HS）。

1.7? ?數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)利用SPSS 11.5軟件進行統(tǒng)計分析，所有數(shù)據(jù)均用平均值加標準誤。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同燕麥品種（系）對禾谷孢囊線蟲的抗性鑒定

如圖1所示，供試的16個燕麥品種根系均被禾谷孢囊線蟲侵染，發(fā)育形成孢囊。不同燕麥品種抗感性測定結(jié)果如表2所示。單株白雌蟲及孢囊數(shù)為0.1～5.0的僅有隴燕3號，表現(xiàn)為高抗（MR），占供試品種的6.25％；單株白雌蟲及孢囊數(shù)為5.1～10.0的有12個，分別為青引2號、黃燕麥、白燕2號、白燕10號、丹麥444、定莜6號、隴燕1號、壩莜3號、白燕7號、甜燕麥、燕科1號、定燕2號，表現(xiàn)為中抗（MR），占供試品種數(shù)的75.00％；單株白雌蟲及孢囊數(shù)為10.1～20.0的有3個，分別為白燕9號、隴燕2號、青引1號，表現(xiàn)為中感（MS），占供試品種數(shù)的18.75％。說明甘肅省主栽燕麥品種中，對禾谷孢囊線蟲高抗的僅有隴燕3號，可作為抗病親本的來源，有望培育和選擇具有持久抗禾谷孢囊線蟲的優(yōu)良品種。

2.2? ?不同小麥品種（系）對禾谷孢囊線蟲的抗性鑒定

不同小麥品種對禾谷孢囊線蟲的抗性測定結(jié)果如表3所示。供試小麥品種無免疫和高抗品種，單株白雌蟲及孢囊數(shù)為5.1～10.0個的有7個品種，分別為定豐12號、西旱3號、武春8號、武春121、天選50、張春21、定西42號，表現(xiàn)為中抗（MR），占供試品種數(shù)的33.30％；單株白雌蟲及孢囊數(shù)為10.1～20.0個的有11個品種，分別為定西38號、寧春4號、隴春22號、定豐10號、蘭094、寧冬11號、寧春2038、隴鑒108、隴鑒386、寧春50號、長武131，表現(xiàn)為中感（MS），占供試品種數(shù)的52.38％；單株白雌蟲及孢囊數(shù)大于20的有3個品種，分別為蘭天30、蘭天20、寧冬13號，表現(xiàn)為高感（HS），占供試品種數(shù)的14.29％。說明供試小麥品種（系）中對禾谷孢囊線蟲無高抗品種，生產(chǎn)中應(yīng)加強抗病品種篩選。

3? ?討論與結(jié)論

近年來，禾谷孢囊線蟲陸續(xù)在我國小麥主產(chǎn)區(qū)發(fā)生和蔓延，造成了嚴重的經(jīng)濟損失，甘肅省小麥主產(chǎn)區(qū)及農(nóng)牧區(qū)都發(fā)現(xiàn)有禾谷孢囊線蟲的危害［19， 22 ］。培育和種植抗病或免疫品種是防治線蟲危害最經(jīng)濟有效的途徑［23 ］，而我國的抗病資源十分缺乏，因此需要加強種質(zhì)資源的鑒定和挖掘，擴大抗源的選擇范圍。

楊衛(wèi)星等［24 ］2007年對黃淮麥區(qū)主要小麥品種和國外小麥品種研究發(fā)現(xiàn)，無論田間病害自然鑒定還是室內(nèi)接種鑒定，不同小麥品種對禾谷孢囊線蟲病的抗性存在顯著差異，說明利用品種抗性控制該病是可行的。我國各地禾谷孢囊線蟲病的病原線蟲種類和致病型存在顯著差異［25 - 27 ］，一些當?shù)刂髟云贩N對當?shù)厣硇》N的抗性報道不多。禾谷孢囊線蟲病是土傳病害，有效防控難度較大，大面積推廣小麥與非寄主植物輪作在我國小麥主產(chǎn)區(qū)無法實施。生物防治時效太長，化學防治成本高昂且容易污染環(huán)境，選育和推廣抗病品種被認為是防治小麥孢囊線蟲病最經(jīng)濟有效的方法，且在澳大利亞、法國等國家已取得了成功，而我國對禾谷孢囊線蟲病研究起步較晚，尚缺乏較好的抗病材料［28 ］。

本試驗通過對16個燕麥品種和21個小麥品種進行了禾谷孢囊線蟲抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)只有燕麥品種隴燕3號表現(xiàn)為高抗，說明甘肅省燕麥和小麥品種的抗禾谷孢囊線蟲的種質(zhì)資源缺乏，該結(jié)論與前人的研究一致［29 - 31 ］。在目前抗病品種缺乏的情況下，為有效控制孢囊線蟲的危害，今后的研究工作應(yīng)加強抗病品種的保護、利用及抗源篩選工作。同時，建議將高抗品種隴燕3號作為抗病親本培育和選擇具有持久抗禾谷孢囊線蟲的優(yōu)良品種，為進一步加強麥類作物種質(zhì)資源對禾谷胞囊線蟲病的鑒定和評價工作提供依據(jù)［32 ］，以減輕孢囊線蟲對麥類作物生產(chǎn)造成的損失，為麥類作物安全生產(chǎn)提供保障。

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