廣西野生稻稻瘟病抗性鑒定及抗源地理分布

陳燦　郭輝　張曉麗　劉百龍　秦學毅　馮銳

摘要：[目的]明確廣西野生稻對稻瘟病的抗性，為水稻抗瘟育種和挖掘抗瘟基因提供抗源材料。[方法]采用人工接種鑒定方法分別在苗期和孕穗期對廣西野生稻進行稻瘟病混合菌株（ZA1、ZB1、ZB15和ZC15）接種，調查不同野生稻材料對葉瘟和穗頸瘟的抗性級別，統計抗感材料，并依據抗病材料地理來源進行統計分析。[結果]從普通野生稻中鑒定出抗葉瘟材料188份、抗穗頸瘟材料9份，占比分別為11.85%和0.58%；從藥用野生稻中鑒定出抗葉瘟材料73份、抗穗頸瘟材料5份，占比分別為36.68%和2.54%；從普通野生野和藥用野生稻中分別鑒定出兼抗葉瘟和穗頸瘟的材料9和4份，占比分別為0.58%和2.03%。貴港和梧州等地是廣西野生稻抗稻瘟病材料最多的地區。[結論]廣西野生稻抗葉瘟資源較豐富，但抗穗頸瘟或兼抗葉瘟、穗頸瘟的資源較匱乏，需進一步挖掘抗穗頸瘟及兼抗葉瘟和穗頸瘟材料。

關鍵詞：野生稻；稻瘟病；抗性；地理分布；廣西

中圖分類號：S435.119 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2017）11-1999-05

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引言

[研究意義]稻瘟病是由子囊菌（Magnaporthegrisea）引起的真菌性病害，是水稻最普遍和毀滅性病害之一，嚴重危害全球糧食安全和限制世界主要水稻產區水稻產量。生產中主要采用化學防治、抗性品種選育、生物防治、栽培管理等方法進行稻瘟病防治（溫小紅等，2013），其中抗性品種選育被認為是最經濟、綠色、有效的方法（杜太宗等，2015；徐小金等，2016），而優異種質資源是品種選育的前提和基礎。因此，鑒定評價種質資源可為水稻抗瘟育種和抗瘟基因挖掘提供新的抗源材料。[前人研究進展]在各種災害和不良環境的自然條件選擇下野生稻形成了豐富的遺傳多樣性，且含有一定比例的抗稻瘟病資源（李容柏和秦學毅，1994；云勇和韓義勝，2014），許多研究者已對各地野生稻開展了大量的鑒定與評價工作。李友榮等（2001）從100份湖南普通野生稻中鑒定出2份稻瘟病抗性種質。李湘民等（2006）采用混合菌株接種法對222份江西省東鄉野生稻進行了2年重復抗性鑒定，篩選出中抗稻瘟病材料2份。楊明摯等（2007）研究發現，云南景洪的直立型普通野生稻中含有Pi-ta⁺等位基因，可借助雜交育種或基因工程等手段對栽培稻進行抗瘟改良。潘大建等（2008）鑒定了108份高州普通野生稻樣本的稻瘟病抗性，篩選出中抗材料3份。唐清杰等（2010，2013）鑒定了410份海南普通野生稻的稻瘟病抗性，從中篩選出中抗材料138份，占供試材料的33.6%；另外調查了2461份材料的田間自然抗病性，從中鑒定出自然抗病材料14份。[本研究切入點]廣西是我國現存野生稻分布點最多的省（區）之一，具有豐富的野生稻資源（鄧國富等，2012）。韋燕萍等（2009）從廣西1500份普通野生稻和113份藥用野生稻中分別鑒定出抗葉瘟材料3份和18份。葉瘟和穗瘟是稻瘟病最常見也是最嚴重類型，但近年來對廣西野生稻穗頸瘟鑒定及地理抗源分布的研究尚未見報道。[擬解決的關鍵問題]采用人工接種鑒定方法對來自廣西的1786份野生稻進行稻瘟病抗性鑒定，以挖掘抗瘟資源，為水稻抗瘟育種提供可靠的抗源材料。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試材料為來自廣西13個地區的1786份野生稻資源，含普通野生稻（以下簡稱普野）1587份，其中苗期鑒定1587份，穗期鑒定1553份；藥用野生稻（以下簡稱藥野）199份，其中苗期鑒定199份，穗期鑒定197份；對照分別為感病品種麗江新團黑谷和抗病品種Tetep。接種菌種為ZA1、ZB1、ZB15和ZC15等4個稻瘟病菌生理小種的混合菌種（由廣西農業科學院植物保護研究所提供）。

1.2接種和鑒定

苗期葉瘟抗性鑒定：野生稻種莖再生苗長至3-5葉齡時用配制好的孢子液人工噴霧接種，接種后用遮光膜覆蓋，26-28℃保濕24h后揭膜，然后在自然條件下培養。

穗頸瘟抗性鑒定：在孕穗期進行人工注射接種。

接種菌液為1×10⁵～3×10⁵個/mL的孢子懸浮液。接種7-10d后調查記載發病情況。普野和藥野均采用供試混合菌種接種。

1.3調查方法

葉瘟按國際水稻研究所9級制標準調查記錄，0級：無病斑；1級：針頭狀大小的褐點型病斑；2級：稍大病斑；3級：小圓形稍長的灰色病斑，病斑直徑1～2mm；4級：紡錘形病斑，長1-2cm，危害面積小于葉面積的2%；5級：典型病斑，危害葉面積為2%-10%；6級：典型病斑，危害葉面積為11%-25%；7級：典型病斑，危害葉面積為26%-50%；8級：典型病斑，危害葉面積為51%-75%；9級：典型病斑，危害葉面積為76%～100%。穗瘟按國際水稻研究所9級制標準調查記錄，0級：無病；1級：<5%（個別枝梗發病）；3級：5%-20%（三分之一的枝梗發病）；5級：20%-50%（穗頸發病或主軸發病）；7級：50%70%（穗頸發病）；9級：70%-100%（穗頸發病）（IRRI，2002）。0-3級為抗病（R），5-9級為感病（s），葉瘟和穗頸瘟均以最高級為鑒定結果。

2結果與分析

2.1普野抗瘟性鑒定結果

由表1可知，普野苗期葉瘟鑒定的1587份材料中有抗病材料188份（占11.85%），其中1級抗性7份（占0.44%）、2級抗性127份（占8.00%）、3級抗性54份（占3.40%）；感病材料1399份（占88.15%）。穗頸瘟鑒定的1553份材料中有抗病材料9份（占0.58%），其中0級抗性3份（占0.19%）、3級抗性6份（占0.39%）；感病材料1544份（占99.42%）。

2.2藥野抗瘟性鑒定結果

由表1可知，藥野苗期葉瘟鑒定的199份材料中有抗病材料73份（占36.68%），其中2級抗性58份（占29.15%）、3級抗性15份（占7.54%）；感病材料126份（占63.32%）。穗頸瘟鑒定的197份材料中有抗病材料5份（占2.54%），其中0級抗性4份（占2.03%）、3級抗性1份（占0.51%）；感病材料192份（占97.46%）。

2.3野生稻抗瘟性比較分析結果

從表1可看出，野生稻抗病材料比例依次為：普野穗頸瘟（0.58%）<藥野穗頸瘟（2.54%）<普野葉瘟（11.85%）<藥野葉瘟（36.68%），說明野生稻抗葉瘟材料較豐富，而抗穗頸瘟材料較匱乏。野生稻平均抗性級數依次為：藥野葉瘟（3.43）<普野葉瘟（4.62）<藥野穗頸瘟（8.07）<普野穗頸瘟（8.45），說明野生稻的葉瘟抗性優于穗頸瘟抗性，同時，藥野的抗瘟性優于普野。野生稻抗瘟性變異系數依次為：普野穗頸瘟（13.17%）<藥野穗頸瘟（21.52%）<普野葉瘟（30.22%）<藥野葉瘟（30.38%），說明普野材料的穗頸瘟抗性較集中，普野和藥野的葉瘟抗性較分散。

統計野生稻葉瘟、穗瘟數據均完整的材料（普野材料1553份，藥野材料197份）并將其分為4類：葉瘟R且穗頸瘟R、葉瘟R且穗頸瘟S、葉瘟S且穗頸瘟R、葉瘟S且穗頸瘟s，然后制成表2。從表2可看出，普野和藥野的葉瘟R且穗頸瘟R材料分別為9和4份，占比為0.58%和2.03%，說明兼抗葉瘟和穗頸瘟的材料較匱乏；當藥野和普野材料葉瘟表現為s時，其穗頸瘟感病占葉瘟感病材料的比率分別為99.21%（125/126）和100.00%（1366/1366），說明野生稻材料葉瘟表現感病對穗頸瘟亦表現感病，葉瘟感病可作為判斷穗頸瘟感病的一個重要指標。

2.4野生稻抗稻瘟病材料的地理分布情況

對稻瘟病表現抗病的野生稻材料按地理分布統計得表3。從表3可看出，不同來源地野生稻抗稻瘟病材料總份數前5位排序為：貴港（96份）>梧州（51份）>南寧（31份）>玉林（30份）>來賓（27份）。普野葉瘟抗性材料分布較廣，前3位排序為：貴港（81份）>來賓（26份）>南寧（23份）。藥野葉瘟抗性材料分布較集中，絕大部分來自梧州（42份），其次是玉林（13份）。普野和藥野的穗頸瘟抗性材料不僅數量少（分別為9和5份），且分布的地區也很窄，普野穗頸瘟抗性材料主要分布在貴港（6份），藥野穗頸瘟抗性材料主要分布在玉林（3份）。

3討論

本研究4個稻瘟病菌生理小種混合接種結果表明，從廣西1587份普野和199份藥野中分別鑒定出抗葉瘟材料188和73份，所占比例較高，與韋燕萍等（2009）的研究結果一致；從1553份普野和197份藥野中分別鑒定出抗穗頸瘟材料9和5份，分別鑒定出兼抗葉瘟和穗頸瘟材料9和4份。本研究葉瘟調查分為9級，但不同的研究者對抗感級別分類存在分歧，韋燕萍等（2009）將0-5級歸為抗病，7-9級為感病；唐清杰等（2010）、任月坤等（2015）將0-4級歸為抗病，5-9級歸為感病；而多數研究者將0-3級歸為抗病，4-9級歸為感病（李彬等，2014；顏群等，2014；朱亞軍等，2016），因此，不同的調查方法會對抗感材料數量產生影響。

普野是雜合體，多代自交和多代抗蟲鑒定可獲得純合的高抗材料（馮銳等，2012）。本研究鑒定的高抗稻瘟病材料也是從抗性等級較低的材料中自交套袋，通過多次鑒定分離出抗性等級更高的材料。植物垂直抗病性（Vertical resistance）具有特異性或專化性，即對某些生理小種免疫或高抗，但對另一些生理小種表現感病，因而不同的菌株接種產生的抗病等級會存在差異。因此，對于非抗病材料需進一步開展其他菌株接種試驗，才能全面評價材料的抗病性并挖掘出更多的抗病材料。

4結論

廣西野生稻抗葉瘟資源較豐富，但抗穗頸瘟或兼抗葉瘟、穗頸瘟的資源較匱乏，需開展進一步試驗挖掘抗穗頸瘟或兼抗葉瘟、穗頸瘟的材料，以豐富育種資源，為水稻抗瘟育種提供更多的抗源材料。

（責任編輯麻小燕）