湖南桃江病圃稻瘟病菌對24個水稻抗稻瘟基因的毒性分析

周 瑚, 任佐華, 虞選杰, 毛 銳,劉 翔, 張譯允, 王恒滬, 劉二明*

(1. 湖南農業大學植物保護學院, 長沙 410128; 2. 植物病蟲害生物學與防控湖南省重點實驗室,長沙 410128; 3. 南方糧油作物協同創新中心, 長沙 410128)

湖南桃江病圃稻瘟病菌對24個水稻抗稻瘟基因的毒性分析

周 瑚1,2,3, 任佐華1,2, 虞選杰1,2, 毛 銳1,2,3,劉 翔1,2,3, 張譯允1, 王恒滬1, 劉二明1,2,3*

(1. 湖南農業大學植物保護學院, 長沙 410128; 2. 植物病蟲害生物學與防控湖南省重點實驗室,長沙 410128; 3. 南方糧油作物協同創新中心, 長沙 410128)

稻瘟病是水稻生產上的重要病害,了解稻瘟病菌群體毒性組成是水稻抗病品種合理布局的重要基礎。2012-2015年從湖南桃江病圃中不含已知抗瘟基因的水稻品種‘麗江新團黑谷’上成功分離出351個稻瘟病菌單孢菌株,在溫室于水稻5葉期采用離體接種法測定了其對24個水稻抗稻瘟病單基因系的毒性,結果表明,病圃中稻瘟病菌以廣譜強致病性的菌株為主,病菌對不同抗瘟基因的毒力頻率在50.56%～96.67%之間,而不同年度間對24個抗性基因均具毒性的菌株出現頻率在0～15%之間。對2015年的每2個抗瘟基因的聯合毒力分析表明,基因兩兩搭配后的聯合抗病系數最高、聯合致病系數最低的組合是Pi-3*Pi-k(RAC=0.19, PAC=0.43)。

稻瘟病菌; 近等基因系; 毒力頻率

水稻是全世界最重要的糧食作物之一,全球一半以上的人口以水稻為主食。由子囊菌Magnaportheoryzae引起的稻瘟病是影響水稻生產最嚴重的病害之一[1],選育和推廣抗病品種是防止稻瘟病流行和危害最經濟、有效和安全的策略,但多年生產實踐表明,由于品種大面積推廣造成的選擇壓力致使病菌新生理小種或毒性類型出現,水稻抗病品種往往大面積推廣3年左右就可能喪失抗病作用[2-4]。因此,不斷了解病菌的毒性組成和變化,對于抗病品種選育及合理布局極為重要。目前,在水稻及其近緣野生種中已鑒定出位于69個抗稻瘟病位點的84個主效基因,其中24個基因已被克隆[3]。國際水稻研究所(IRBL)與日本合作,利用中國提供的普感水稻品種‘麗江新團黑谷’(LTH)為輪回親本與具有已知抗病基因的秈稻、粳稻品種多次回交育成了24個水稻抗稻瘟病單基因系[4],目前已廣泛應用于基因聚合、病菌毒性分析和監測等研究,對抗病品種合理布局起到指導作用[5-6]。

湖南桃江病圃位于湖南省桃江縣高橋鎮梅水洞村,由于其具有良好的生態環境和稻瘟病發病條件,是國家水稻區域試驗長江中游生態區抗稻瘟病鑒定基地,每年為全國科研、生產單位鑒定大量育種材料和生產品種。了解和監測該病圃稻瘟病菌群體的毒性組成對于抗病品種選育和大面積推廣具有重要意義。本研究從該病圃栽種的‘LTH’上分離獲得了351個稻瘟病菌單孢菌株,并測定了其對24個主要抗瘟基因的毒性,以期為水稻抗病育種、品種布局和病害控制提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

供試稻瘟病菌單孢菌株于2012-2015年從湖南省益陽市桃江縣稻瘟病病圃(N28°22′, E112°03′)內普感稻瘟病品種‘麗江新團黑谷’(LTH)的葉瘟標本上分離獲得,共計351個,2012-2015年各年度分別分離獲得100、89、120和42株。

1.2 供試水稻品種

普感稻瘟病品種‘LTH’,以及24個水稻抗稻瘟病單基因系(表1)原種由中國農業大學彭友良教授提供,湖南農業大學植物病原微生物實驗室保存和繁殖。

1.3 孢子繁殖、孢子懸浮液制備、接種

將保存于高粱粒上的各稻瘟病菌單孢菌株用可溶性淀粉培養基26～28℃活化培養5～7 d[7],挑取菌塊轉接至番茄燕麥培養基,待菌基本長滿整個培養皿時,首先用滅菌棉簽打斷菌絲,再加入無菌水洗培養皿上的菌絲,吸取洗下的菌液均勻涂布在新的番茄燕麥培養基上,置于28℃培養箱內光暗交替(L∥D=12 h∥12 h)進行產孢培養4 d左右。用添加1‰Tween-20的無菌水洗孢子,利用血球計數板將各孢子懸浮液的孢子濃度調節為2×105個/mL,以供接種[8]。

1.4 秧苗管理和接種

在肥沃的供試土壤中加入適量營養劑[9]備用。稻種催芽前可通過烘干曬種提高發芽率。待用種子用清水在室溫環境下浸泡12 h后置于28℃的環境中定期換水催芽1～2 d,待芽長至1 cm左右時播種于育苗盤內。當水稻秧苗長至1葉1心、3葉1心及接種的前3 d,各追施一次氮肥。

接種前3 d將所需試驗用品及試驗接種房進行全方位的消毒處理。采用離體針刺接種法接種尚未完全展開的第5葉,在相對濕度100%、28℃環境下完全黑暗處理24 h,然后按正常的光暗交替周期培養。期間隨時觀察病斑的親和反應型,4～7 d后記錄發病情況并拍照。當接種葉段沒有病斑或僅有黑褐色壞死斑,為抗病反應型;當病斑較大,病斑中央灰白色,邊緣褐色或有黃色暈圈時,為感病反應型[10]。

1.5 葉瘟田間自然誘發鑒定

田間病圃葉瘟自然誘發鑒定試驗地設在湖南省桃江縣稻瘟病病圃。25個供試品種于5月中下旬采用條播[11]方式播種。田間分廂,對照品種‘LTH’作為誘發品種插植在每廂中間,兩邊隨機排列待鑒定品種,試驗共設3次重復。試驗田塊按照當地豐產栽培方式常規管理,不施用殺菌劑,根據當地蟲害發生情況選用適當藥劑正常防治蟲害。在當年的6月下旬‘LTH’均勻發病,且病情穩定后(葉面布滿典型病斑或枯死)進行田間葉瘟調查,按照湖南省地方標準DB 43/TXXX-2006,0～9級制調查病情,記錄數據(其中0～3級為抗病,4～9級為感病)[12-13]。

1.6 病害調查數據分析

病菌菌株接種品種后引起感病反應記為毒性菌株,稻瘟病菌群體的毒力頻率(virulence frequency,VF,%)=對測試水稻品種有毒性菌株數/接種菌株數×100;當VF≥70%時為病菌群體表現強毒力,50%≤VF<70%時為較強毒力,20%≤VF<50%時為中等毒力,VF<20%時為弱毒力[14]。

聯合致病性系數(pathogenicity association coefficient, PAC)=(對供試2個Pi組合中菌具毒性的菌株數/測試總株數)×100%;聯合抗病性系數(resistance association coefficient, RAC)=(對供試2個抗性基因均不具毒性的菌株數/測試總株數)×100%[15]。

2 結果與分析

2.1 351個單孢菌株對24個單基因系毒力表現

2012-2015年分離的351個單孢菌株對24個單基因系水稻品種的毒性測定結果(表1)表明,各年度病菌對24個抗稻瘟病基因的毒力頻率都在50.56%以上,最高達96.67%。

從菌株毒力頻率年度的結果看,病菌群體具最低、最高毒力頻率的抗稻瘟基因在年度之間具有差異,2012年分別為Pi-zt(VF=56%),Pi-19(VF=92%);2013年分別為Pi-5(VF=50.56%),Pi-a(VF=77.53%);2014年分別為Pi-sh(VF=55%) 和Pi-kp(VF=96.67%);2015年則分別為Pi-3、Pi-20(VF=57.14%)和Pi-zt(VF=92.86%)。4年間病菌群體對抗瘟基因Pi-ta(VF=64.86%)的平均毒力頻率最低;抗瘟基因Pi-11(VF=83.08%)平均毒力頻率最高,其中抗瘟基因Pi-a、Pi-km和Pi-11的毒力頻率連續4年都維持在70%以上。2012-2015年期間病菌對抗瘟基因Pi-ta的毒力頻率表現最為穩定,而對Pi-ks、Pi-kp、Pi-zt、Pi-b、Pi-12等5個抗性基因的毒力頻率變化較大,其中毒力頻率逐漸增長的有Pi-zt、Pi-5、Pi-km和Pi-i等基因。

2012-2015年分離的351個單孢菌株對24個抗性基因均具毒性的菌株共有17株,占總菌數的4.84%;其中2012年對24個基因皆具毒性的菌株有15株,出現頻率占當年總菌株數的15%;而2013年和2014年則沒有對24個抗性基因皆具毒性的菌株;2015年對所有24個抗性基因皆具毒性的菌株僅有2株,占當年總菌數的4.76%,不同年度間對24個抗性基因均具毒性的菌株出現頻率在0～15%之間。

表1 不同年份稻瘟病菌菌株對24個抗瘟基因的毒力頻率1)

1) 2012、2013、2014、2015代表年份,括號內的數字代表該年度分離的菌株數。 2012,2013,2014 and 2015 represent the year of investigation, the data in brackets represent the numbers of isolatedM.oryzaestrains in that year.

2.2 24個單基因系在病圃對葉瘟的抗性

2012年和2014年,將24個單基因系水稻種植在桃江病圃,當對照感病品種‘LTH’均勻發病時進行田間病圃鑒定,結果表明(表2),24個近等基因系水稻品種中絕大多數表現為感或高感,相對2012年,24個單基因系水稻材料在2014年對葉瘟的抗性程度有所下降;綜合表1結果顯示,各水稻材料在病圃葉瘟時期的抗性表現與室內離體接種鑒定的毒力頻率存在一定的相關性,如2012年和2014年抗瘟基因Pi-a田間病圃葉瘟平均病級分別為6和7,其相應年度的毒力頻率分別為83.00%和85.83%;各年度毒力頻率較低且表現較穩定的抗瘟基因Pi-ta,其相應的葉瘟病級分別為5和6;同時毒力頻率較高且表現較穩定抗瘟基因Pi-11,其相應的葉瘟病級分別為8和9;受自然環境影響抗瘟基因Pi-9、Pi-zt部分數據缺失,抗瘟基因Pi-12、Pi-19和Pi-20的田間病圃葉瘟平均病級與室內離體接種鑒定結果的變化規律尚不明確。

表2 24個單基因系水稻病圃葉瘟抗性鑒定結果1)

1) “-”表示因客觀環境問題導致該項數據缺失。 “-”indicates that the data were missing because of the objective environmental factors.

2.3 2015年聯合致病性系數和聯合抗病性系數分析

2015年度菌株對不同抗瘟基因雙基因組合的聯合抗病性系數(RAC)(表3)分析結果表明,RAC相對較高的有Pi-3*Pi-kp(RAC=0.26),Pi-3*Pi-b(RAC=0.24),Pi-kp*Pi-b(RAC=0.21),Pi-k*Pi-12 (RAC=0.21),Pi-k*Pi-20 (RAC=0.21),Pi-12*Pi-20 (RAC=0.21);而聯合致病性系數相對較高的有Pi-zt*Pi-a(PAC=0.79),Pi-zt*Pi-kh(PAC=0.79),Pi-zt*Pi-t(PAC=0.79),Pi-zt*Pi-11 (PAC=0.79),Pi-t*Pi-kh(PAC=0.76),Pi-zt*Pi-sh(PAC=0.76),Pi-zt*Pi-km(PAC=0.76)。

聯合致病性系數高且聯合抗病性系數低的抗瘟基因組合有Pi-zt*Pi-kh(0.79,0.00),Pi-zt*Pi-km(0.76,0.00),Pi-zt*Pi-a(0.79,0.02),Pi-zt*Pi-t(0.79,0.02),Pi-zt*Pi-11(0.79,0.00);聯合致病性系數低且聯合抗病性系數高的組合有Pi-3*Pi-k(0.43,0.19),Pi-3*Pi-1(0.43,0.19),Pi-20*Pi-b(0.36,0.17)。

表3 2015年度水稻抗瘟基因的聯合致病性系數和聯合抗病性系數

續表3 Table 3(Continued)

Pi-aPi-iPi-ksPi-kPi-kpPi-khPi-zPi-2Pi-ztPi-taPi-bPi-tPi-20.670.690.640.520.500.640.520.020.050.070.00Pi-zt0.790.740.710.640.570.790.640.740.050.020.02Pi-ta0.600.600.600.550.430.620.500.520.670.120.14Pi-b0.520.520.600.690.450.550.480.480.570.430.07Pi-t0.710.690.670.640.500.760.640.620.790.670.52Pi-sh0.690.570.620.600.480.640.570.640.760.600.480.71Pi-10.550.600.570.430.480.570.480.570.640.450.450.55Pi-30.500.430.480.430.450.480.430.480.550.400.430.52Pi-50.640.570.620.520.550.640.570.550.740.550.550.64Pi-70.670.640.620.550.520.640.550.640.710.520.500.64Pi-90.600.710.670.500.500.640.520.640.710.520.500.62Pi-120.620.620.570.600.430.640.620.570.690.520.480.69Pi-190.600.620.640.550.480.640.480.640.480.520.500.62Pi-km0.670.710.710.600.550.740.600.690.760.620.550.71Pi-200.520.480.450.430.620.520.480.500.520.380.360.52Pi-ta20.620.640.640.550.500.620.550.670.710.570.480.62Pi-110.710.690.690.620.520.740.570.620.790.620.550.74Pi-shPi-1Pi-3Pi-5Pi-7Pi-9Pi-12Pi-19Pi-kmPi-20Pi-ta2Pi-11Pi-a0.070.050.100.050.070.000.070.020.000.120.020.05Pi-i0.050.120.050.000.070.140.100.070.070.100.070.05Pi-ks0.050.120.120.070.070.120.070.120.100.100.100.07Pi-k0.140.100.190.100.120.070.210.140.100.210.120.12Pi-kp0.070.190.260.170.140.120.100.120.100.190.120.07Pi-kh0.000.050.050.020.020.020.070.050.050.100.000.05Pi-z0.070.100.140.100.070.050.190.020.050.190.070.02Pi-20.070.120.120.000.100.100.070.120.070.140.120.00Pi-zt0.050.050.050.050.020.020.050.020.000.020.020.02Pi-ta0.120.100.140.100.070.070.120.100.100.120.120.10Pi-b0.070.170.240.170.120.120.140.140.100.170.100.10Pi-t0.100.050.120.050.050.020.140.050.050.120.020.07Pi-sh0.050.100.070.050.050.120.070.050.140.070.02Pi-10.500.190.120.120.190.120.140.070.170.100.02Pi-30.450.430.140.170.100.170.120.050.190.140.07Pi-50.620.550.480.070.050.070.050.020.070.050.02Pi-70.600.550.500.600.100.100.070.020.120.050.05Pi-90.600.620.430.570.620.070.120.070.120.120.05Pi-120.620.500.450.550.570.550.100.070.210.050.07Pi-190.600.550.430.550.570.620.550.100.170.120.05Pi-km0.670.570.450.620.620.670.620.670.100.070.02Pi-200.500.400.330.380.450.450.500.480.500.120.10Pi-ta20.620.520.480.600.330.640.520.620.670.450.02Pi-110.640.520.480.620.400.640.620.620.690.500.62

3 討論

本研究利用廣譜感病且未含目前已知抗瘟基因品種‘LTH’種植在湖南桃江稻瘟病病圃,由于該病圃每年種植品種(系)在1 000份以上,其病圃稻瘟病菌遺傳組成復雜,從‘LTH’分離得到的351個稻瘟病菌單孢菌株具有一定的代表性?？傮w看來,強致病力菌株群體為絕對優勢種群,幾乎無弱致病力菌株存在;其中2013年數據與其他三年區別略大,可能是當年桃江病圃主栽水稻品種不同,弱化了菌株致病力。

根據本次研究結果統計分析,2012-2015年湖南桃江地區沒有對稻瘟病菌群體表現為較高抗性的抗瘟基因;趙正洪等[16]對2007-2008年所采集的菌株研究結果表明Pi-ta可作為湘北、湘東的抗源基因,Pi-3僅可作為湘東地區的抗源基因;楊小林[17]2009-2010年的試驗表明湖北省內各稻區抗瘟基因Pi-kh、Pi-9、Pi-2對稻瘟病群體的葉瘟及穗頸瘟均有較強抗性,可以作為湖北省水稻抗性基因或抗源基因合理使用;根據朱昳[18]2012-2013年試驗結果,抗瘟基因Pi-1、Pi-km可在湖北省各稻區廣泛推廣;何烈干(2010)[19]、張潔(2013)[20]、徐沛東(2014)[21]認為在江西地區Pi-k、Pi-2和Pi-zt是很好的廣譜性抗瘟基因;熊如意等(2002)[22]認為當時在江蘇田間主栽含有抗瘟基因Pi-b或Pi-k的水稻品種抗病性較強;楊秀娟等[23]2003-2006年測定了福建省5個主要稻區的稻瘟病菌菌株的致病性,認為抗瘟基因Pi-11、Pi-12、Pi-2、Pi-kh和Pi-km在福建省可作抗源使用。

隨著稻瘟病菌致病力的增強,單基因系水稻品種抗性表現明顯減弱,在今后的研究中仍然需要在湖南各個地區采集發病水稻分離單孢菌株,以測定其無毒基因的組成和分布,利用基因聚合方式培育含有多個抗瘟基因的水稻廣譜抗性新品種[24]。余玲等[25]通過多次回交并結合分子標記輔助選擇(MAS)的方法將抗瘟基因Pi-1和Pi-2聚合并成功導入粳稻品種‘徐稻3號’后,接種結果顯示其葉瘟抗性頻率提高了50%,穗瘟抗性表現為高抗水平,提高了品種的抗病性;杜太宗等[26]2007年測定了貴州8個地區菌株的致病力,通過MAS技術將稻瘟病抗性基因Pi-19和Pi-1聚合到受體材料‘金23B’中通過田間自然誘發鑒定發現基因聚合后水稻材料對葉瘟、穗頸瘟的抗性相對單個基因時的抗性有所提高;楊揚等[27]通過2012-2014連續三年的接種鑒定,表明抗瘟基因Pi-9分別與抗瘟基因Pi-zt、Pi-7、Pi-12聯合搭配應用,聯合抗病性系數均達到0.81以上,聯合致病系數皆在0.06以下,在抗病育種中仍具有很好的利用價值。本研究2015年的聯合毒力結果表明,最好的抗瘟基因聚合組合為Pi-3*Pi-k,Pi-3*Pi-1,Pi-20*Pi-b,但其實際應用效果有待進一步研究。

[1] Skamnioti P, Gurr S J. Against the grain: safeguarding rice from blast disease [J]. Trends in Biotechnology, 2009, 27(3): 141-150.

[2] Baker B, Zambryski P, Staskawicz B, et al. Signaling in plant microbe interactions [J]. Science, 1997, 276(5313): 726-733.

[3] 張銀霞, 田蕾, 李培富. 寧夏自育水稻品種及部分引進品種的稻瘟病抗性基因分子標記檢測[J]. 西北農業學報, 2016, 25(7): 989-996.

[4] Ling Zhongzhuan, Mew T V, Wang Jiulin, et al. Development of near-isogenic lines as international differentials of the blast pathogen [J].International Rice Research Notes,1995,20(1):13-14.

[5] 張海旺, 房文文, 劉翠翠, 等. 離體水稻葉片劃傷接種鑒定稻瘟菌的致病型[J]. 植物保護, 2014, 40(5): 121-125.

[6] 凌忠專, 雷財林, 王久林. 稻瘟病菌生理小種研究的回顧與展望[J]. 中國農業科學, 2004, 37(12): 1849-1859.

[7] 劉翔, 任佐華, 陳娟芳, 等. 利用SSR分析湖南桃江病圃麗江新團黑谷上稻瘟病菌的遺傳多樣性[J]. 西南農業學報, 2015, 28(6): 2496-2500.

[8] 于苗苗, 戴正元, 潘存紅, 等. 廣譜稻瘟病抗性基因Pigm和Pi2的抗譜差異及與Pi-1的互作效應[J]. 作物學報, 2013, 39(11): 1927-1934.

[9] 劉翔, 任佐華, 陳娟芳, 等. 湖南省稻瘟病菌無毒基因鑒定[J]. 南方農業學報, 2016, 47(9): 1500-1505.

[10]Romao J, Hamer J E. Genetic organization of a repeated DNA sequence family in the rice blast fungus [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 1992, 89(12): 5316-5320.

[11]劉毅雄, 任佐華, 虞選杰, 等. 湖南推廣雜交稻品種的稻瘟病抗性評價及不同評價指標的相關性分析[J]. 雜交水稻, 2014, 29(2):72-77.

[12]何烈干, 馬輝剛, 肖葉青, 等. 江西省水稻品種對稻瘟病的抗性鑒定與評價[J]. 江西農業大學學報, 2015, 37(2):278-283.

[13]李小娟, 郭新華, 肖友倫, 等. 長江中下游稻區水稻區試品種稻瘟病的抗性評價[J]. 雜交水稻, 2009, 24(6): 59-61.

[14]周江鴻, 王久林, 蔣琬如, 等. 我國稻瘟病菌毒力基因的組成及其地理分布[J]. 作物學報, 2003, 29(5): 646-651.

[15]張國民, 馬軍韜, 肖佳雷, 等. 24個單基因系對黑龍江省優勢菌群的抗性及聯合抗病性分析[J]. 中國農學通報, 2010, 26(12): 233-237.

[16]趙正洪, 周政, 吳偉紅, 等. 湖南稻瘟病菌生理小種的組成及其致病性[J]. 湖南農業大學學報(自然科學版), 2014, 40(2): 173-177.

[17]楊小林. 湖北省稻瘟病重發區病菌群體致病性分化及水稻抗瘟基因的遺傳分析[D]. 武漢: 華中農業大學, 2012.

[18]朱昳. 湖北省稻瘟病菌無毒基因分析及水稻品種抗瘟基因型及田間抗性鑒定[D]. 武漢: 華中農業大學, 2014.

[19]何烈干. 江西省稻瘟病菌的致病性分化及無毒基于的組成[D]. 南昌: 江西省農業科學院, 2010.

[20]張潔.江西省稻瘟病菌的致病性分化和水稻主要抗瘟基因對江西省稻瘟病菌群體的抗性分析[D].南昌:江西農業大學, 2013.

[21]徐沛東.2012-2013年江西省稻瘟病菌的致病性分化和烯丙苯噻唑對水稻主要防御酶活性的影響[D].南昌:江西農業大學,2014.

[22]熊如意, 周益軍, 白娟, 等. 2002年江蘇省水稻稻瘟病菌致病性及遺傳多樣性研究[J]. 植物病理學報, 2005, 35(1): 93-96.

[23]楊秀娟, 阮宏椿, 杜宜新, 等. 福建省稻瘟病菌致病性及其無毒基因分析[J]. 植物保護學報, 2007, 34(4): 337-342.

[24]馬軍韜, 張國民, 辛愛華, 等. 水稻品種抗稻瘟病分析及基因聚合抗性改良[J]. 植物保護學報, 2016, 43(2): 177-183.

[25]余玲, 戴正元, 吳云雨, 等. 利用分子標記輔助選擇提高江蘇粳稻稻瘟病抗性[J]. 揚州大學學報(農業與生命科學版), 2014, 35(4):57-62.

[26]杜太宗, 余顯貴, 朱速松, 等. 稻瘟病抗性基因Pi1與Pi9聚合材料的抗性鑒定[J]. 貴州農業科學, 2015, 43(4):35-38.

[27]楊揚,褚晉,何鵬飛,等.稻瘟病菌無毒基因Avr-Pi9在2個病圃中的動態變化[J].中國農學通報,2016,32(12):195-199.

(責任編輯：楊明麗)

Virulence ofMagnaportheoryzaeto 24 blast resistance genes inrice from the disease nursery at Taojiang, Hunan

Zhou Hu1,2,3, Ren Zuohua1,2, Yu Xuanjie1,2, Mao Rui1,2,3,Liu Xiang1,2,3, Zhang Yiyun1, Wang Henghu1, Liu Erming1,2,3

(1. College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. Hunan Provincial KeyLaboratory for Biology and Control of Plant Diseases and Insect Pests, Changsha 410128, China;3. Southern Regional Collaborative Innovation Center for Grain and Oil Crops in China, Changsha 410128, China)

Rice blast, caused byMagnaportheoryzae, is one of the most devastating diseases of rice. To understand the virulence composition of the pathogen fungus and hence provide the basis of rational deployment of resistant rice varieties, 351 isolates derived from single conidia ofM.oryzaewere obtained from a widely susceptible variety, i.e. ‘Lijiang Xintuan Heigu’ (LTH), planted in the disease nursery at Taojiang, Hunan. The virulence assay was conducted oninvitrosegments from the fifth leaves of 24 near-isogenic lines (NILs) of rice carrying single resistance genes against blast disease. The results showed that most isolates in the nursery had broad-spectrum virulence. The virulence frequency (VF) to 24 resistance genes varied from 50.56% to 96.67%. The frequencies of the isolates showing virulent to all of the 24 resistance genes varied from 0 to 15% in 2012-2015. According to the analysis of pathogenicity association coefficient (PAC) and resistance association coefficient (RAC) tested in 2015, the combination of two genes which had maximum RAC and minimum PAC werePi-3 *Pi-k, with the value of 0.19 and 0.43, respectively.

Magnaportheoryzae; near-isogenic line; virulence frequency

2016-08-04

2016-09-22

公益性行業(農業)科研專項(201203014);湖南省“十二五”重點學科(0904)

S 435.111

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.03.028

* 通信作者 E-mail: ermingliu@163.com