水稻細條病田間抗性鑒定及指標評價

馬增鳳+劉馳+張月雄+秦鋼+李永清+譚建林+黃大輝

摘 要 以50份水稻材料為研究對象進行田間細條病抗性觀察鑒定，對病斑占總葉面積率（病斑占比）、病斑長度、病葉率和病情指數等抗性指標進行相關和主成分分析，研究3個指數間及其與劍葉寬度的相關性。結果表明：病斑占比是田間評價細條病發病情況的理想指標；病斑長度是唯一與劍葉寬度存在極顯著相關的指數；按照病斑占比（IRRI標準），5份材料L424、L425、L427、L433和L443表現為中抗（10%），15份表現為中感（30%），20份表現為感病（40%），10份表現為高感（20%）。

關鍵詞 水稻 ；細條病 ；抗性 ；標準

分類號 S453.121

Elevation of Disease Index and Identification of Resistance to

Rice Bacterial Leaf Streak in Field

MA Zengfeng1） LIU Chi1） ZHANG Yuesong1）

QIN Gang1） LI Yongqing2） TAN Jianlin2） HUANG Dahui1）

（1 Rice Research Institute / Rice Genetics and Breeding Key Lab of Guangxi /

Nanning Subcenter of the National Center for Rice Improvement， Guangxi Academy

of Agricultural Sciences， Nanning， Guangxi 530007， China

2 Guangxi Hengmao Agro-Tech Co.， Ltd， Nanning， Guangxi 530003， China）

Absract In the late season of 2014， bacterial leaf streak outbroke after the typhoon Kalmaegi at tillering and booting stage of rice. The resistance of 50 rice lines to BLS was evaluated in field conditions. The correlation or principal component analysis was carried out to study disease index. Disease index and flag leaf width was analyzed for correlations. The results indicated lesion area rate proposed by IRRI seemed to be an ideal standard for BLS resistance identification in field conditions. Lesion length was the only index that had significant correlation with flag leaf width. According to the lesion area rate proposed by IRRI， 5 lines L424， L425， L427， L433 and L443 was moderately resistant to BLS by 10%； 15 lines （30%） was moderately susceptible； 20 lines （40%） was susceptible； 10 lines was highly susceptible.

Keywords rice ； bacterial leaf streak ； resistance ； standard

水稻細條病由病原菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola， Xoc）引起，是一種世界性水稻病害，對亞洲和非洲的熱帶和亞熱帶水稻生產造成嚴重危害[1]。在流行爆發年份，細條病能造成高達32%的產量損失。從20世紀70年代中期起，隨著雜交水稻種植面積的增加，雜交種子南制北運日漸頻繁，使檢疫性細條病危害范圍逐步擴大，形成逐年加重的趨勢[2]。培育抗病品種是防治細條病最為有效的方法之一，而抗性品種的培育和推廣必須有相配套的簡便、高效和準確的鑒定方法。細條病的鑒定主要有人工接種鑒定和大田自然鑒定2種。關于人工接種鑒定方法，主要從接種方法、接種菌濃度、接種時期及病情分級標準等方面進行研究[3-4]。目前人工接種常用的方法為針刺法接種，再測量病斑長度以評價發病情況[5-7]。而田間抗性評價目前國內尚無統一標準。煉德進[8]以病斑所占葉面積為準，將病情分為0～5級，以病葉率和病情指數2個指標評價田間細條病發病情況。韋發才等[9]參照水稻白葉枯病病情指數分級標準，以病情指數為指標來評價細條病發病情況。羅志勇等[10]按照IRRI標準，計算出病情指數來反應細條病田間發病情況。酈子華認為，細條病調查應調查病葉率和病情指數等內容，病情指數和病葉率密切相關，通過病葉率可推算出病情指數。

本研究采用國際水稻所（IRRI）提出的標準[11]對田間細條病抗性進行調查，以病斑占比為指標對發病情況進行評價，計算出病情指數，對病斑占比和病情指數及在國內其他標準中常用的病葉率和病斑長度進行相關分析，對抗病標準進行評價；分析劍葉寬度對抗性的影響；通過田間抗性調查希望獲得可供育種利用的抗性材料。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為本課題組自主培育的50份不同基因型穩定遺傳的水稻材料。試驗地為廣西農科院水稻研究所試驗田。

1.2 方法

1.2.1 實驗設計

所有材料浸種催芽，于7月24日播秧，8月7日移栽，每份材料種一小區，按隨機區組排列，面積2 m2，株行距13.3 cm×20.0 cm，小區四周插種當地品種作保護行， 株行距與試驗材料相同。各小區栽培管理措施一致。

1.2.2 調查方法

調查時間為臺風過后2個星期，田間細條病癥狀最明顯時調查。每小區隨機選取10株，調查所有葉片。病情分級，按照國際水稻所標準：0級，沒有癥狀，高抗；1級，病斑占葉面積小于1%，抗；3級，病斑占葉面積為1%～5%，中抗；5級，病斑占葉面積為6%～25%，中感；7級，病斑占葉面積為26%～50%，感；9級，病斑占葉面積為51%～100%，高感。病斑長度、劍葉寬度用尺子直接測量。計算出每份材料的病葉率及病斑長度、劍葉寬度、病斑面積占比的平均數（表1）。病情指數（%）=∑（各級病葉數×各級代表值）/（調查總葉數×最高級代表值）×100。

1.3 數據處理

利用Excel進行相關分析，利用Minitab軟件進行正態性分布檢驗、主成分和多變量聚類分析。

2 結果與分析

2.1 田間調查結果

各抗性指數和劍葉寬度的田間調查結果如表1所示。如表2所示：病斑占比最小值為5%，最大值為90%，均值為34.3%；病斑長度最小值為1.5 cm，最大值為7.0 cm，均值為4.4 cm；病葉率最小值為1%，最大值為100%，均值為15.1%；病情指數最小值為0.27，最大值為81.0，均值為10.18；劍葉寬度最小值為1.0 cm，最大值為2.0 cm，均值為1.46 cm。經正態性分布檢驗，田間所調查性狀均不符合正態性分布（P<0.05）（表2）。

2.2 相關性分析

如表3所示，病斑占比與病斑長度、病葉率均存在極顯著正相關，劍葉寬度只與病斑長度存在正相關。此外，病葉率與病情指數間也存在極顯著正相關性。相關分析結果表明，病斑占比是所研究指數中唯一能與病斑長度和病葉率一同反應所研究材料田間抗性的指標（病情指數由病情占比推算而來，故不進行二者的相關性分析）。

2.3 不同抗性指數聚類和主成分分析

對病斑占比（C1）、病斑長度（C2）、病葉率（C3）和病情指數（C4）進行聚類和主成分分析。聚類分析結果（圖1）表明：在相似系數73.45處，4個抗性指數分為2支，病斑長度單獨成1支，其余3個抗性指數聚成第2支；在82.30處，又可分為2支，病斑占比自成1支，病葉率和病情指數構成另1支。

根據特征值和貢獻率將水稻細條病3個直接觀察抗性指標，即病斑占比、病斑長度和病葉率轉化為4個主成分。由表4可看出，第一個主成分（PC1）的特征值為2.662 7，貢獻率最大為0.666；第二個主成分特征值為0.956 7，貢獻率為0.239；其他2個主成分的特征值和貢獻率依次減小。前2個主成分的累積貢獻率為0.905（表4），說明前2個主成分因子能夠很好說明水稻3個直接觀察抗性指標的特性。

利用Minitab計算2個主成分PC1和PC2的因子負荷量。如表5所示，對于貢獻率最大的主成分（PC1），病斑占比（C1）、病斑長度（C2）和病葉率（C3）的負荷量分別是0.654、 0.497和0.571。由于病斑占比的負荷量最大，因此將一個主成分（PC1）稱為病斑占比因子。對于第二主成分（PC2），病斑占比（C1）、病斑長度（C2）和病葉率（C3）的負荷量分別為-0.081、0.796和-0.600。由于病斑長度的負荷量最大，因此將2個主成分（PC2）稱為病斑長度因子。

2.4 抗性材料篩選

按照國家水稻所標準，以病斑占比為指標，對50份材料進行抗性鑒定，沒有材料表現為抗或高抗，5份材料（5%）表現為中抗，15份（30%）為中感，20份（40%）為感，10份（20%）為高感（表6）。

3 結論與討論

對于細條病田間抗性鑒定，目前國內尚無統一標準。在不同的鑒定系統中，一般以病斑占比為指標，然后按照不同的分級標準，計算出病情指數來反應田間發病程度[8-10]。在不同的鑒定標準系統中，病斑占比是一個較為統一的客觀指標，最大差異是分級標準的不一致，因此導致推算出的病情指數存在差異。本研究相關分析結果表明，病斑占比是所研究指數中唯一能與其他直接觀察抗性指標一同反應所研究材料田間抗性的指標。進一步的聚類和主成分分析結果也表明，病斑占比最能體現田間抗性情況。由上所述，筆者建議在以病斑占比為統一客觀指標前提下，統一制定出較為科學合理的分級標準，然后推算出病情指數，以便更好地對田間細條病抗性情況進行鑒定。

王漢榮等[12]展開關于水稻葉片形態與細菌性條斑病抗性的研究，結果發現，在噴霧接種條件下，葉片較寬的水稻品種的病斑占葉面積率較大，表現為更容易感病。但本研究發現，在田間自然發病條件下，病斑占比與劍葉寬度沒有顯著相關性，只有病斑長度與品種劍葉寬度之間存在極顯著相關。病斑長度是針刺法人工接種鑒定中常用的指標，較少利用在田間抗性鑒定中。但是前期研究發現，在人工接種鑒定中，病斑長度與品種劍葉寬度之間不存在顯著相關性[12]。筆者認為，導致上述不一致的主要原因是田間自然發病、噴霧接種和人工針刺接種3者間發病條件和環境不同。因此，有必要針對田間自然鑒定制定相應的標準。

稻種資源中存在較為豐富的的細條病的抗性資源[13]，但是高抗的資源較少，且大多數來自熱帶地區，農藝綜合性狀較差，難于在育種上直接利用。本研究獲得5份適合華南稻作生態種植的中抗細條病材料，對于豐富華南稻區的抗細條病資源有重要意義。

參考文獻

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