湖南水稻主栽品種對水稻細菌性條斑病的抗性鑒定

肖友倫, 肖放華, 劉 勇*, 李小娟, 張德詠, 梁建文, 胡立冬

(1.湖南省植物保護研究所,長沙 410125; 2.湖南省益陽市赫山區農業局,益陽 430903;3.湖南省桃江縣農業局,桃江 413400)

水稻細菌性條斑病(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)是危害我國與東南亞水稻的重要病害之一[1-2]。該病 1957年首次在我國發現,一般造成15%～20%的產量損失,危害特別嚴重時損失可達60%～70%[2-3]。目前,對水稻細菌性條斑病的防治尚缺乏特效藥劑。生產實踐證明,選育和利用抗耐病品種是最經濟有效的防治手段。然而,抗病品種的選育和利用有待于水稻品種的抗性鑒定及抗性種質資源的篩選。隨著水稻品種培育進程的加快,每年都有很多新的品種獲得審定,目前雜交水稻的種植面積已占湖南省水稻種植面積的80%以上,為糧食增產、農民增收做出了重要貢獻。但隨著雜交水稻種植面積日益增加,水稻細菌性條斑病的危害也逐步加重,因此非常有必要對我省當前大面積栽培的雜交水稻品種進行抗性狀況分析,以提出相應的防治措施。本研究中收集了湖南省生產上種植的54個主栽品種,利用致病力不同的條斑病菌菌株,采用針刺與噴霧法,對這些品種的抗性進行了初步鑒定,以期為生產部門與抗病育種提供直接參考。

1 材料與方法

1.1 供試品種

湖南省的主栽品種,全部是雜交秈稻品種共54個。供試品種主要由湖南省農業科學院、隆平種業、湖南省種子管理站、湖南農業大學、海南神農大種業等提供。供試菌株為 RS105、RSGD10、GDB3-143共3個,由南京農業大學提供。

1.2 接種和調查

試驗時間為2008、2009年,在湖南益陽赫山區岳家橋鎮車塘村進行,此地為細菌性條斑病常發生區。將要鑒定的水稻品種在5月中旬播種,6月中旬移栽,8月上旬進行噴霧接種,此時絕大多數水稻處于分蘗盛期,8月中旬進行針刺接種,此時絕大多數水稻已處于孕穗期。各供試菌株在NA培養基上培養48h后,配成濃度為5×108cfu/mL的菌懸浮液。針刺接種時選平展的劍葉,針刺部位在葉片中部中脈兩側,每片葉接種3個點,每個菌株接種3～5片葉,針刺時使葉片浸入菌液中,以使葉片針刺處能與菌液充分接觸,確保接種成功。針刺接種后21 d測量病斑長度,每處理測量5個病斑,取病斑長度平均值,作為衡量病菌致病力強弱的尺度,并觀察菌膿產生的情況。噴霧接種時用背負式噴霧器,采用高壓噴頭將菌液均勻噴在水稻葉片上,接種后21 d調查各品種的發病情況,調查方法如下：用對角線五點取樣定點調查,每點調查5叢,記載總葉數、病葉數、病葉級數,計算病葉率、病情指數。針刺接種分級標準采用許志剛提出的分級方法[4],噴霧接種分級標準參照文獻[5]進行。

噴霧接種分級標準以完全葉為準,如下：0級,無病;1級,病斑面積為葉面積的10%以下;2級,病斑面積為葉面積的11%～25%;3級,病斑面積為葉面積的 26%～45%;4級,病斑面積為葉面積的46%～65%;5級,病斑面積為葉面積的65%以上。

針刺接種分級標準如下：高抗(HR),平均病斑長度≤5 mm;中抗(MR),5 mm＜平均病斑長度≤15 mm;中感(MS),15 mm＜平均病斑長度≤20 mm;高感(HS),平均病斑長度＞20 mm。

1.3 抗侵入與抗擴展的關系

通過比較同一品種采用不同接種方法接種同一菌株時發病的情況,明確抗侵入與抗擴展的關系。

2 結果與分析

2.1 針刺接種時水稻品種對不同致病力條斑病菌的抗感水平

水稻主栽品種針刺接種3個致病力不同的水稻細菌性條斑病菌的抗性鑒定結果表明：菌株RS105的致病力最弱,接種后54個水稻主栽品種大部分對其表現中抗以上水平。菌株RSGD10、GDB3-143能明顯區分出各品種的抗性差異,其中RSGD10的致病力最強,對水稻品種的抗性差異區分最明顯。

表1 針刺接種時水稻主栽品種對3個致病力不同菌株的抗感表型1)

在供試的水稻品種中,對RSGD10表現中抗的品種有14個,占25.9%,代表品種如‘株兩優83'、‘株兩優819'、‘株兩優211'、‘金優9113'等,其中晚稻抗病品種‘金優9113'在湖南的種植面積較大,尤其在條斑病病區得到大面積推廣種植,其他金優系列品種對其均表現感病;對RS105表現中抗以上水平的品種有33個,占61.1%,而‘金優 207' 、‘金優 706' 、‘金優898'對 RS105表現高感;對GDB3-143表現中抗的品種有15個,占 27.8%,‘株兩優 83'、‘株兩優 819'、‘株兩優211'、‘金優9113'等對其也均表現中抗,而其他金優系列品種等均表現感病;對上述3個菌株均表現中抗的品種僅8個,占鑒定總數的14.8%,分別是‘株兩優 83'、‘株兩優 819'、‘株兩優 211'、‘金優9113'、‘威優 227' 、‘豐優 700'、‘天豐優 85'、‘丁優180',鑒定品種中沒有對上述任一菌株表現高抗或免疫的品種。

對致病力最強菌株RSGD10接種各水稻品種產生的病斑長度進行顯著性分析(表2),結果表明供試的水稻主栽品種對RSGD10的抗性存在顯著的差異。針刺接種RSGD10時,54個水稻品種間存在不同程度的抗感差異。其中,‘金優207'、‘金優898'、‘H37優 207'、‘陸兩優28'、‘T 優 167'等品種感病性最強,‘株兩優 211'、‘豐源優 272'、‘金優9113'、‘株兩優83'等品種對條斑病的抗性最強。

表2 針刺接種時水稻品種對菌株RSGD10的抗感差異比較

在所有供試的雜交水稻品種中,株兩優系列與金優系列品種數目最多,根據對條斑病菌的抗性鑒定結果,陸兩優系列、金優、豐源優系列品種大部分都表現高感,而威優、豐優、部分株兩優系列品種對條斑病的抗性較好,這說明雜交水稻品種其父母親本的抗病性與品種本身的抗性密切相關。由表1可知,在生產上種植面積較大的晚稻品種‘金優207'對條斑病表現高感,早稻品種‘株兩優819'對條斑病表現中抗,‘金優9113'對條斑病的抗性較好,目前該品種在條斑病發生區已得到大面積推廣種植。

2.2 噴霧接種時水稻品種對條斑病菌的抗感表型

根據針刺接種時水稻品種的抗性情況,選用致病力最強的菌株 RSGD10噴霧接種各主栽品種。由表3可知,在所有供試的水稻品種中,對RSGD10抗性表現1級的品種有9個,占16.7%,代表品種有‘株兩優 83'、‘株兩優 819'、‘株兩優 211'、‘金優9113' 、‘豐優 700' 、‘威優 227'等;抗性表現 2 級的品種有 21個,占 38.9%,如‘豐優 210'、‘培兩優43'、‘威優46'等;抗性表現3級的品種有20個,占37.0%,如‘金優706'、‘豐源優 299'等;抗性表現 4級的品種有 4個,占 7.4%,如‘金優 207'、‘金優601' 、‘T 優 167' 、‘陸兩優 28' 。

表3 噴霧和針刺接種RSGD10后的抗性鑒定結果

2.3 水稻品種對條斑病的抗侵入與抗擴展顯著相關

比較針刺和噴霧接種兩種方法對54個水稻主栽品種的抗性鑒定結果,表明針刺接種時表現中抗的品種采用噴霧接種時發病病級大多為1級,而表現高感的品種采用噴霧接種時發病病級均為3或4級。利用Excel統計分析工具對針刺與噴霧接種結果進行相關系數分析,表明兩種方法得到的抗性鑒定結果極顯著相關(R=0.8015＞γ0.01=0.3541)。這表明,水稻品種對條斑病的抗性具有兩重性,即對條斑病抗侵入能力較強的品種其抗擴展能力也較強,這兩種方法鑒定出來的結果基本上是一致的。

3 結論與討論

水稻細菌性條斑病主要從氣孔和傷口侵入,自然條件下水稻品種葉片氣孔數量和結構與其抗病性密切相關[5-6],因此本研究中針刺和噴霧接種所得的抗性鑒定結果基本一致,但接種后的溫濕度條件對抗性鑒定結果也有影響[7]。本研究中針刺接種時共選用了3個致病力不同的菌株,其中菌株RS105的致病力較弱,對各品種的抗性區分不太明顯,這與周明華等的研究有些差異,可能與當時的溫濕度條件有關[4],致病力較強的其他2個菌株接種后水稻品種的抗性存在明顯差異。結合近幾年的水稻生產實際情況,利用上述3個菌株鑒定出的抗性與大田生產基本一致,可為大田推廣應用提供直接參考。

通過對品種抗性的鑒定,篩選出對上述3個菌株表現中抗水平以上的品種8個,如‘株兩優83'、‘株兩優 819'、‘株兩優 211'、‘金優 9113'、‘威優227' 、‘豐優 700' 、‘天豐優 85' 、‘丁優 180'等,這些品種既可直接作為抗病品種種植使用,又可作為抗水稻細菌性條斑病的良好抗源。如2009年在條斑病病區抗病品種‘金優9113'、‘丁優180'得到大面積種植,而之前種植面積較大的品種‘金優207'因為高感條斑病面積明顯減小。對這些雜交水稻品種的抗性鑒定結果進行進一步分析,表明威優、豐優、部分株兩優系列品種對條斑病的抗性較好,而金優、陸兩優系列品種較感條斑病,揭示雜交水稻品種其父母親本的抗病性與品種本身的抗性密切相關,這些抗性較好的品種其親本材料可作為抗條斑病的良好抗源。

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