河南省小麥新品種對莖基腐病的抗性鑒定與評價

陸寧海+吳利民+郎劍鋒+楊蕊+李營營+周文敏+秦琦

摘要：近年來，隨著耕作制度的改變和品種的變化，莖基腐病成為河南省麥區(qū)生產(chǎn)上的新問題，對小麥生產(chǎn)威脅很大，且呈現(xiàn)不斷加重的趨勢。通過室內(nèi)盆栽接種試驗和田間試驗，對河南省19個小麥新品種抗莖基腐病性能進行鑒定和評價。結(jié)果表明，品種間存在明顯的抗性差異，但整體抗性較差，無免疫和高抗品種。室內(nèi)苗期鑒定表明：中抗品種只有1份，是華育198，占總數(shù)的5.0%；中感品種有3份，占總數(shù)的15.0%，包括開麥18、百農(nóng)207和平安8號；高感品種有16份，占總數(shù)的80.0%。田間成株期抗病性鑒定表明：中抗品種有5份，占總數(shù)的25.0%，包括華育198、開麥18、百農(nóng)207、平安8號和偃展410；中感品種有4份，占總數(shù)的20.0%，包括洛麥24、許科718、豫農(nóng)416、懷川916；高感品種有11份，占總數(shù)的55.0%。

關(guān)鍵詞：河南?。恍←?；新品種；莖基腐??；抗病性；鑒定

中圖分類號：S435.121.4

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）04-0190-03

小麥莖基腐病（crown rot，CR）是由多種病菌引起的一種世界性土傳病害。在澳大利亞，莖基腐病每年造成減產(chǎn)所導(dǎo)致的直接經(jīng)濟損失約為7 900萬澳元，間接損失大約為4.34億澳元 [1-2]。近年來，莖基腐病在南非、意大利、埃及、土耳其、敘利亞、摩洛哥和阿根廷等麥類作物種植區(qū)也呈現(xiàn)越來越嚴重的趨勢，受到各國科研工作者的廣泛關(guān)注[3-6]。由于常年實施秸稈還田，造成土壤中菌源積累，加上品種抗性較差、水澆田面積擴大等因素，該病害在我國黃淮小麥主產(chǎn)區(qū)的河南、河北、山東、安徽等省份普遍發(fā)生，特別是河南省焦作市、許昌市、商丘市、新鄉(xiāng)市等部分麥田發(fā)生嚴重，而且呈現(xiàn)不斷加重和蔓延趨勢[7]。2014年新鄉(xiāng)市小麥莖基腐病發(fā)病嚴重，一般田發(fā)病率為10%～15%，個別田塊白穗率高達20%～30%，成為小麥減產(chǎn)最主要的因素。莖基腐病是一種典型的土傳病害，化學(xué)藥劑防治效果逐漸下降，而且大規(guī)模使用化學(xué)藥劑對生態(tài)環(huán)境造成危害，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生影響。篩選莖基腐病抗源，選育和使用抗莖基腐病小麥新品種無疑是解決這一問題最有效、最經(jīng)濟的途徑。本研究對河南省主要的20個小麥新品種進行莖基腐病抗性鑒定和分析，旨在了解目前河南省小麥品種的抗病現(xiàn)狀，從而為全省小麥抗病育種和品種的合理利用及病害控制提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試小麥品種

供試品種有20個，分別為華育198、開麥18、百農(nóng)207、平安8號、偃展410、洛麥24、許科718、豫農(nóng)416、開麥21、懷川916、豫教5號、蘭考198、花培8號、漯麥18、先麥10號、中育9398、焦麥266、中麥78、新麥26和良星66，對照品種周麥18，由河南科技學(xué)院小麥研究中心提供。

1.2 供試病原菌

小麥莖基腐菌為鐮刀菌群，由河南科技學(xué)院植物病理實驗室分離、鑒定、保存。

1.3 接種體的準備

取清水浸泡2 d后的小麥粒置于250 mL三角瓶中，每瓶 50 g，高壓滅菌（121 ℃，1 h），接入在PDA 培養(yǎng)基上培養(yǎng)4 d的病菌菌株，25 ℃靜置培養(yǎng)10 d，每天振搖三角瓶以打碎結(jié)塊的麥粒[8]。

1.4 室內(nèi)苗期抗性鑒定方法

將供試小麥的種子表面消毒（1%次氯酸鈉溶液），后播于塑料盆缽中（口徑為10 cm），每盆20粒，蓋上滅菌土，每個品種種植3盆，正常栽培管理，待小麥長到1葉1心期接入帶菌病麥粒，35 d后調(diào)查病情。病害嚴重度分級標準為：0級，無癥狀；1級，第1葉鞘褐枯小于葉鞘長度50%，第1張葉褪綠黃化不明顯；2級，第1葉鞘褐枯大于葉鞘長度50%，第1張葉明顯褪綠黃化，但沒有完全枯死；3級，第1張葉完全枯死，第2葉鞘有明顯褐枯，第2張葉葉尖開始褪綠黃化枯死；4級，第2張葉有明顯褐枯，枯死斑占葉片長度的50%以下；5級，第2張葉有明顯褐枯，枯死斑占葉片長度的50%以上；6級，第2張葉完全枯死，第3張葉葉尖開始褪綠黃化枯死；7級，第3張葉有明顯褐枯，枯死斑占葉片長度的50%以下；8級，第3張葉有明顯褐枯，枯死斑占葉片長度的50%以上；根據(jù)下列公式計算病情指數(shù)：

病情指數(shù)=∑（各病級株數(shù)×各病級代表值）/（總株數(shù)×最高級代表值）×100。

1.5 田間抗病性鑒定方法

試驗于2013—2014年在河南省新鄉(xiāng)市洪門鎮(zhèn)橋謝村進行，該區(qū)常年種植小麥，莖基腐病發(fā)生嚴重。品種隨機排列，分20個小區(qū)，每小區(qū)面積為10～15 m2，于2013年10月8日種植，田間管理同當?shù)卮筇铩Ｐ←湽酀{期采用5點取樣法調(diào)查病情，病害嚴重度分級標準為：0級，無癥狀；1級，第1莖節(jié)變?yōu)楹稚?級，第2莖節(jié)變?yōu)楹稚?級，第3莖節(jié)變?yōu)楹稚?，但沒有形成白穗；4級，穗部的50%以下形成了白穗；5級，穗部50%～100%形成了白穗；6級，莖基部腐爛，整株死亡。

1.6 抗性評價

采用相對抗病指數(shù)（I）對不同小麥品種抗病性進行評價[9]。采用相對抗病性方法評價品種的抗病程度，抗病類型分為免疫（I）、高抗（HR）、中抗（MR）、中感（MS）、高感（HS）5類。

I=1.00時為免疫；0.80≤I<1.00時為高抗；0.60≤I<0.80 時為中抗；0.40≤I<0.60時為中感；I≤0.40時為高感。相對抗病指數(shù)（I）=1-所測品種病情指數(shù)/發(fā)病最重品種病情指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥品種對莖基腐病在苗期的抗性評價

由表1可知，供試小麥品種中沒有免疫和高抗品種，0.60≤I<0.80的中抗品種只有1份，是華育198，占總數(shù)的5.0%；0.40≤I<0.60的中感品種有3份，占總數(shù)的15.0%，包括開麥18、百農(nóng)207和平安8號；I≤0.40的高感品種有16份，占總數(shù)的80.0%，包括偃展410、洛麥24、許科718、豫農(nóng)416、懷川916、豫教5號、蘭考198、花培8號、漯麥18、先麥10號、中育9398、焦麥266、新麥26、中麥78、良星66和周麥18。

2.2 小麥品種對莖基腐病在田間成株期的抗性評價

由表2可知，供試小麥品種中沒有免疫和高抗品種，0.60≤I<0.80的中抗品種有5份，占總數(shù)的25.0%，包括華育198、開麥18、百農(nóng)207、平安8號和偃展410；0.40≤I<0.60 的中感品種有4份，占總數(shù)的20.0%，包括洛麥24、許科718、豫農(nóng)416、懷川916；I≤0.40的高感品種有11份，占總數(shù)的55.0%，包括豫教5號、蘭考198、花培8號、漯麥18、先麥10號、中育9398、焦麥266、新麥26、中麥78、良星66和周麥18。

2.3 小麥品種對莖基腐病在苗期和成株期的抗病性比較

由表3可知，小麥品種對莖基腐病在苗期和成株期抗病性有一定的相關(guān)性，但也有一定的差異，苗期和成株期鑒定都沒有發(fā)現(xiàn)免疫或高抗品種，成株期中抗品種比例明顯上升，而高感品種明顯減少，中感品種比例差異不明顯。苗期鑒定只有1個中抗品種，比例為5.0%，而成株期鑒定有4個中抗品種，比例為25.0%；高感品種在成株期占比明顯減少，苗期鑒定有20個高感品種，比例為80.0%，而成株期鑒定有11個高感品種，比例為55.0%。

3 結(jié)論與討論

本研究鑒定了河南省主要小麥新品種對莖基腐病的抗性，沒有發(fā)現(xiàn)免疫和高抗品種。室內(nèi)盆栽試驗表明，各供試小麥品種間的確存在抗病性差異，5.0%的品種表現(xiàn)為中抗，15.0% 的品種表現(xiàn)為中感，80.0%的品種表現(xiàn)為高感。田間成株期鑒定有4個中抗品種，比例為25.0%；中感品種有4個，占總數(shù)的20.0%；有11個高感品種，比例為55.0%。因此，河南省目前生產(chǎn)上大面積種植的品種大部分表現(xiàn)為感病，這也是小麥莖基腐病近幾年普遍發(fā)生的主要原因之一。在沒有免疫和高抗品種的背景下，在莖基腐病發(fā)生嚴重的地區(qū)種植中抗品種，在病害發(fā)生較輕的地區(qū)種植中感品種，并結(jié)合藥劑拌種或包衣，合理管理水肥是目前防治小麥莖基腐病的關(guān)鍵措施。

對同一種品種來說，室內(nèi)苗期比田間成株期發(fā)病嚴重，病情指數(shù)高，造成這種差異的原因很多，一方面室內(nèi)苗期鑒定的病原菌數(shù)量比較充足，溫度相對穩(wěn)定，濕度較高，有利于病害發(fā)生；而田間是自然發(fā)病，土壤中初侵染病菌數(shù)量有限，病菌侵染還要受到外界氣候條件的影響，特別是溫濕度的影響顯著；另外，田間土壤性質(zhì)、類型、施肥、種植方式和微生物數(shù)量也可能影響到莖基腐病的發(fā)生和流行。在田間沒有進行苗期莖基腐的抗病性調(diào)查，主要是因為病害苗期癥狀首先表現(xiàn)為葉尖發(fā)黃，葉片黃化褪綠，逐漸枯死，這些癥狀特點也有可能是病毒病、缺微量元素或其他原因?qū)е?，后期莖基部葉鞘和莖稈變褐，有時可引起根部變褐腐爛，嚴重時麥苗發(fā)黃死亡，可能是小麥普通根腐病（Bipolaris sorokiniana）或小麥紋枯?。≧hizoctonia cerealia）導(dǎo)致的，也可能是這些病害混合發(fā)生。因此，僅根據(jù)田間苗期的癥狀特點無法確定是否為莖基腐病。

國外試驗表明，小麥莖基腐病苗期鑒定結(jié)果與田間鑒定結(jié)果具有較高的相關(guān)性[10-11]。雖然苗期鑒定莖基腐病是有效的方法而且相對易于控制，但苗期抗性鑒定與評價結(jié)果還需要通過田間試驗驗證，抗性評價可能存在有誤差。本研究也證明了小麥品種與莖基腐病苗期和成株期抗病性有一定的相關(guān)性，但也有一定的差異，成株期中抗品種比例明顯上升，而高感品種明顯減少。因為田間發(fā)病受到多種因素影響，為了客觀評價小麥品種對莖基腐病的抗性，在苗期抗病性鑒定的基礎(chǔ)上，田間應(yīng)進行多年抗性鑒定。但是田間鑒定受到氣候條件的影響，1年只能進行1次，如果要快速多次鑒定篩選抗源材料和鑒定品種抗病性，苗期抗病性也是一種有效的方法。

小麥莖基腐病是由多種土傳真菌引起的一種小麥病害，國外研究表明，黃色鐮刀菌（F.culmorum）、燕麥鐮刀菌（F.avenaceum）、禾谷鐮刀菌（F.graminearum）也能引起小麥莖基腐病，其中以禾谷鐮刀菌致病性最強[12]。在我國，李偉等報道小麥莖基褐腐病的危害，但其病原以小麥根腐離蠕孢（Bipolari sorokiniana）和鐮刀菌（Fusarium spp.）為主[8]。張向向等報道我國小麥莖基腐病的鐮刀菌主要由F.asiaticum和F.graminearum組成，且以F.asiaticum種群分布為主[13]。Li等報道了引起我國莖基腐病的鐮刀菌除了禾谷鐮刀菌外，還有假禾谷鐮刀菌（F.pseudograminearum）[14]。國內(nèi)外學(xué)者研究病菌的致病性和品種抗性時，多數(shù)以禾谷鐮刀菌為靶標[15-16]，但本研究采用鐮刀菌群為靶標鑒定品種的抗性，因為小麥莖基腐病就是由多種病菌復(fù)合侵染，以多種鐮刀菌為主。因此，研究品種的抗性或抗源的篩選，以鐮刀菌群為靶標，更接近實際情況。

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