209份國外春小麥種質對禾谷孢囊線蟲的抗性

侯生英，馬 麟，李存貴，謝春輝，侯 璐，張 貴，彭德良

(1.青海大學農林科學院/農業部西寧作物有害生物科學觀測實驗站/青海省農業有害生物綜合治理重點實驗室/省部共建三江源生態與高原農牧業國家重點實驗室，青海西寧 810016； 2.大通縣農業技術推廣中心，青海西寧 810100；3.湟中縣農業技術推廣中心，青海西寧 811600； 4.中國農業科學院植物保護研究所，北京 100193)

禾谷胞囊線蟲(Heteroderaavenae，簡稱CCN)是危害小麥、大麥、黑麥、燕麥、高粱等禾谷類作物和多種禾本科牧草的重要病原線蟲[1-2]，該病自1874年在德國發現以來，已廣泛分布于全世界所有禾谷類作物主產區[3-4]。我國自1989年在湖北首次發現[5]以來,目前已在湖北、河南、河北、山東、山西、青海、內蒙古、北京、安徽、陜西、甘肅、江蘇、寧夏等16個省、市、自治區發生[5-10]，小麥受害面積已達300多萬hm2。近年來，隨著農業機械化、小麥跨區聯合收割、灌溉等因素的影響，CCN發生程度逐年加重，嚴重威脅我國小麥生產和糧食安全[11]。

抗病品種的利用是防治CCN最經濟有效的措施，澳大利亞、挪威、法國等國家已通過大面積使用抗病品種成功控制CCN的危害[12-14]，我國正處于研究探索階段。目前，國內絕大多數推廣品種及小麥種質資源均感此病，而國外的有些小麥品種和種質資源對我國的禾谷孢囊線蟲表現高抗或抗[15-19]。鄭經武等[19]測定了國內晉、冀、魯、豫、京、津、蘇和皖等省(市)選育的22個小麥栽培品種和25份來源于澳大利亞的麥類作物資源，發現國內小麥品種大都中度感病，只有揚州5號和鄭州831抗病，而來自澳大利亞的25份小麥、燕麥和大麥等材料均抗禾谷孢囊線蟲；劉炳良等[15]對國內5省40個小麥品種的抗病性進行了測試，僅發現2個中抗品種，其余均為感病品種；李秀花等[17]測試了104份國外品種(系)和37個國內小麥品種對禾谷孢囊線蟲的抗性，104份國外品種(系)中高抗的14個，中抗的12個，37個國內小麥品種均感病。本研究對引進的209份國外春小麥種質對禾谷孢囊線蟲的抗病性進行鑒定，旨在為我國春麥區小麥抗禾谷孢囊線蟲品種選育及利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試春小麥種質209份，由國家種質資源庫青海復分庫提供。供試禾谷孢囊線蟲群體采自青海省大通縣城關鎮寺嘴村禾谷孢囊線蟲(H.avenae)發生嚴重的地塊。2015年秋收后采集病土用Fenwick漂浮過篩法[20]分離挑取成熟飽滿的胞囊，經0.5%次氯酸鈉表面消毒3～5 min，無菌水沖洗數次，在5℃冰箱中低溫處理8周以上備用。

1.2 方 法

1.2.1 田間病圃鑒定

2015年病圃設在大通縣城關鎮寺嘴村(試驗地H:2 686 m，N:37°02′，E:101°32′，黑鈣土)；2016年病圃設在湟中縣魯沙爾鎮塔灣村(試驗地H:2 724 m，N:36°29′，E：101°32′，暗栗鈣土)和大通縣塔爾鎮王莊村(試驗地H:2 641 m，N:37.02′，E:101.39′，黑黃土)。三塊田均為禾谷孢囊線蟲(H.avenae)發生嚴重的地塊，屬于高海拔非灌溉山區，年降雨量360～650 mm。供試材料均播5行，行寬1 m，行距30 cm，小區面積1.2 m2，小區間距50 cm，重復3次，隨機區組排列。播種采用開溝手溜法，播前分別檢測各小區起始孢囊量(Pi)，小麥收獲期檢測各小區最終孢囊量(Pf)；小麥揚花期，每小區用小鏟隨機挖取30株，保持完整根系，統計根系上白雌蟲量。

抗病性評價標準，依據Andersen等[21]的標準，以小麥單株根系產生的白雌蟲數量進行抗性評價，單株根系白雌蟲量≤10為抗病(R)，單株根系白雌蟲量>10為感病(S)。其中，高抗(HR)，單株根系白雌蟲量0.1～5.0；中抗(MR)，單株根系白雌蟲量5.1～10.0；中感(MS)，單株根系白雌蟲量10.1～20.0；高感(HS)，單株根系白雌蟲量≥20。依據Soriano等[22]的標準，以繁殖系數即小麥收獲期和播種前每100 mL土壤中的孢囊量Pf與Pi的比值評價，Pf/Pi值≤1時，說明土壤中線蟲群體密度沒有增加，為抗病，Pf/Pi值>1時，說明土壤中群體密度增加，為感病。

1.2.2 室內二齡幼蟲接種鑒定

采用直徑5 cm×高20 cm的 PVC管，用牛皮紙包住底部，裝入已消毒的土壤，每管裝300 mL，供試土壤消毒前加入適量有機肥和專用復合肥，裝好消毒土的PVC管放置在培養室的托盤中，統一適量澆水待其滲透，第二天播種并接種，每缽點播一粒已發芽根長1.5cm左右的種子，同時在根尖接禾谷孢囊線蟲二齡幼蟲(J2)懸浮液1 mL(約含 300條J2)，后覆土1 cm左右，以后每隔3 d接種一次，共接4次，第二次至第四次接種，在距麥苗1.5 cm處扎4個孔，均勻接入線蟲液，4次累計接種約1 200條J2·株-1；各供試材料重復6次(6管)；培養室第一個月溫度控制在15℃左右，以后的溫度控制在18℃左右，每天光照14 h。適期澆水，每次每管澆100 mL。最后一次接種2個月后，開始檢測單株白雌蟲量和新孢囊量：輕輕拍打PVC管壁，連根取出小麥，小心清理小麥根系上的土壤，檢查并記錄根系上的白雌蟲數量，同時用漂浮法[20]分離土壤中的新孢囊，統計各供試材料的平均單株白雌蟲和新孢囊量。依據Andersen等[21]的標準進行抗病性評價。

二齡幼蟲孵化：播種前四周，將5℃冰箱中保存了8周以上的孢囊，加適量無菌水(不淹沒孢囊為準，適期換水)在15℃避光條件下孵化20 d后，開始定期收集二齡幼蟲，在15℃下保存，一周內完成接種。

供試材料種子催芽：播種前兩周，供試材料經0.5% NaOCl表面消毒3～5 min，用無菌水沖洗5次，置于25℃培養箱中催芽，待根長1.5 cm左右開始播種。

2 結果與分析

2.1 田間病圃鑒定結果

2015年在大通縣城關鎮寺嘴村病圃，對209份國外春小麥種質進行禾谷孢囊線蟲的抗性初步篩選，結果表明，依據Andersen等[21]的標準，小麥楊花期單株白雌蟲量≤10的小麥種質有63份，表現抗病，小麥楊花期單株白雌蟲量>10的小麥種質146份，表現感病。

將2015年田間病圃中表現抗病的63份小麥種質于2016年在湟中縣魯沙爾鎮塔爾灣村和大通縣塔爾鎮王莊村兩地進行驗證鑒定，結果(表1)表明，依據Andersen等[21]的標準，兩地小麥揚花期單株根系白雌蟲量均小于10的8份小麥種質分別為：MY00653、MY00865、MY00982、MY001302、MY001307、MY001592、MY002732、MY002838，表現抗病，其他55份表現感病；依據 Soriano等[22]的標準，兩地繁殖系數Pf/Pi值均小于1的小麥種質11份：MY00653、MY00865、MY00899、MY00982、 MY001302、MY001500、MY001307、MY001592、MY002513、MY002575、MY002732，表現抗病，其他52份表現感病。兩個評價標準獲得的結果比較一致，其中，MY00653、MY00865、MY00982、MY001302、MY001307、MY001592和MY002732按兩個標準均表現抗病。

2.2 室內二齡幼蟲接種鑒定結果

對2015年田間病圃中表現抗病的63份春小麥種質進行室內人工接種鑒定，結果(表2)表明，供試的63份小麥種質，依據Andersen等[21]的標準，對禾谷孢囊線蟲高抗的1份，為MY001307；中抗的3份，為MY00653、MY001302、MY001592；中感的26份；高感的33份。

表1 63份國外春小麥種質資源對禾谷孢囊線蟲的抗性(2016年田間病圃鑒定)Table 1 Resistance screening of 63 foreign spring wheat germplasm to H.avenae(2016 Natural field)

(續表2Continuedtable2)

材料Line湟中縣塔爾灣村病圃FieldinTawanvillageofHuangzhongcounty單株白雌蟲數量No.offemalesperrootsystemAndersen評價Andersen’sevaluationSoriano評價Soriano’sevaluation抗性Resistance大通縣王莊村病圃FieldinWangzhuangvillageofDatongcounty單株白雌蟲數量No.offemalesperrootsystemAndersen評價Andersen’sevaluationSoriano評價Soriano’sevaluation抗性ResistanceMY0071211.0±7.9S1.31S12.5±2.6S1.56SMY008396.5±7.4R1.21S15.0±2.1S1.37SMY0084819.5±2.9S1.16S15.5±4.0S1.07SMY008658.0±0.9R0.47R3.0±1.8R0.63RMY0089911.1±6.6S0.95R4.0±1.8R0.73RMY009826.8±4.4R0.54R7.8±0.8R0.53RMY0013028.9±4.7R0.72R2.2±1.0R0.78RMY00178616.6±19.1S1.17S11.3±1.8S1.63SMY00180617.3±17.0S1.25S4.7±1.5R1.15SMY00183310.5±6.5S1.36S67.0±1.3R1.23SMY00183527.7±14.0S1.80S3.5±0.6R0.45RMY00184228.2±5.1S1.47S0.5±0.5R0.25RMY00207120.0±6.7S1.52S6.6±1.8R0.73RMY00207321.3±6.5S1.48S20.7±2.2S1.18SMY00207827.7±5.4S1.74S8.5±1.7R1.05SMY00150011.6±3.4S0.77R1.9±1.1R0.96RMY0013072.7±1.2R0.48R3.5±1.0R0.65RMY00158334.8±6.5S1.62S3.4±1.5R0.33RMY00158439.7±7.6S1.25S13.3±3.1S1.85SMY00158620.0±15.0S1.48S5.7±0.8R1.27SMY0015926.0±1.2R0.28R4.7±1.5R0.91RMY00161525.5±5.6S1.37S18.0±2.5S2.01SMY00161620.9±3.8S0.14R80.5±13.6S2.83SMY00162320.0±3.8S1.95S8.56±3.2R0.39RMY00162417.4±4.1S1.67S63.4±11.8S2.58SMY00167723.5±6.7S1.38S2.4±2.7R0.91RMY00169929.8±4.6S1.49S49.0±4.9S1.51SMY00457218.9±3.0S1.62S72.0±1.9R0.66RMY00457730.7±3.6S1.16S19.0±5.3S1.38SMY00458930.6±4.9S1.75S13.3±6.7S0.61RMY00234729.2±4.1S0.98R16.0±5.5S1.26SMY00238910.1±3.6S0.83R8.7±0.8R1.07SMY00241716.3±4.0S0.66R11.8±1.8S1.18SMY00242218.8±3.6S1.15S6.3±1.2R0.88RMY00251316.3±3.3S0.64R2.1±1.6R0.63RMY00255022.5±1.7S1.28S1.4±1.3R0.76RMY00255219.3±2.6S1.05S2.0±1.2R0.92RMY00255510.8±5.1S0.83R33.0±1.8R1.36SMY00255830.0±5.0S1.78S5.2±1.4R1.89SMY00257115.7±2.6S0.28R8.2±0.6R1.62SMY00257514.5±3.5S0.38R6.3±3.8R0.69RMY00257613.9±5.2S1.04S20.3±5.6S1.28SMY00259312.0±3.9S1.26S11.7±3.2S1.29SMY00259738.3±2.1S1.54S10.4±1.9S1.56SMY00264337.6±3.1S1.75S19.5±3.3S1.38SMY00265927.7±3.4S1.16S6.5±3.7R0.83RMY00273016.8±5.5S1.24S9.5±1.1R0.62RMY0027326.8±1.5R0.92R7.0±0.8R0.38RMY00281812.8±4.7S1.04S8.7±2.6R1.65SMY0028388.3±3.9R1.23S7.7±1.7R1.71SMY00284624.2±5.5S1.73S11.3±3.0S1.35S

表2 63份國外春小麥種質資源對禾谷孢囊線蟲的抗性(室內二齡幼蟲接種鑒定)Table 2 Resistance screening of 63 foreign spring wheat germplasm to H.avenae(Second javenile inoculation in green house)

3 討 論

關于小麥禾谷孢囊線蟲病的抗性鑒定方法，國內外有不同報道[20-22]，通常主要采取兩種方法，一種是室內定量接種二齡幼蟲，以單株白雌蟲數評價品種的抗病性[21]；另一種是田間自然病圃法，以繁殖系數Pf/Pi值評價品種的抗病性[21]。由于小麥孢囊線蟲在自然病田分布不均勻，環境條件難于控制，較難獲得準確的鑒定結果，以此為評價標準需要多年多點重復的驗證試驗。相對而言，室內人工接種抗性鑒定，其供試土壤、接種量、環境等因素均勻一致，是比較準確可靠的方法，但是根系表面最終形成的孢囊數易受線蟲的活性、環境條件等多方面因素影響。因此，同一品種采用不同的鑒定評價方法，則結果可能存在差異。

本研究中，田間病圃鑒定結果因不同年份不同地點差異較大，但依據兩個標準，兩年三點均表現抗病的種質資源較一致，其中，包括室內人工接種鑒定中表現抗病的4份，說明抗病種質在不同地點、依據不同評價方法抗性表現較穩定而感病種質資源在田間病圃鑒定中易受蟲口基數、環境因素等影響而表現不同的抗性。采用多種鑒定方法多年多點進行種質的抗性鑒定很有必要。

在我國，由于對禾谷孢囊線蟲病的研究起步較晚，針對小麥禾谷孢囊線蟲的抗病育種正處于探索階段，國內品種大多為感病品種，因此，加強種質資源鑒定，不斷的尋找抗源，選育抗病品種非常關鍵。本研究中，大田測試按兩個標準判斷均表現抗病且在室內人工接種鑒定中也表現抗病的春小麥種質為MY00653、MY001302、MY001307和MY001592，將優先被推薦應用于育種。

致謝：感謝國家種質資源庫青海復分庫陳麗華老師為本研究提供寶貴的春小麥種質資源。

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