水稻立枯病抗性資源篩選

王顯宗，孫 健，關永鑫，鄒德堂

(東北農業大學 農學院，哈爾濱 150030)

水稻立枯病是黑龍江省常見的苗期病害[1]，對水稻育秧移栽生產造成嚴重影響[2]。引起水稻立枯病的病原菌種類較多，包括鐮刀菌屬、立枯絲核菌屬、腐霉屬和長蠕孢屬等[3]。其中輪枝鐮刀菌是黑龍江省水稻立枯病的優勢菌株[4]。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立枯病防治[1,5-6]。選育和種植抗病品種是控制水稻病害最經濟、有效的措施，抗病種質資源的發掘與研究利用是水稻抗病育種的重要基礎[7-8]。鄭艷[9]對72份廣東水稻種質資源和其他457份水稻種質資源進行葉瘟和穗瘟的抗性鑒定，其中穗瘟1～3級的抗病品種分別為52和239個。段燦星等[10]對138份水稻種質進行抗灰飛虱鑒定，篩選出不同程度抗性的材料25份，占總鑒定材料的18.1%，其中高抗種質2份，抗性種質9份，中抗材料14份。黃富等[11]測定40份水稻種質資源對稻瘟病的抗性，其中20份抗病頻率達80%以上。王明明等[12]對174份水稻微核心種質資源進行白葉枯病的抗性鑒定，其中6個粳稻品種和7個秈稻品種對2個或2個以上的白葉枯病菌株具有抗性。前人對水稻立枯病抗病種質資源鑒定方面的研究鮮見報道，因此，抗病性鑒定方法有待進一步完善。

本研究以黑龍江省226份水稻種質資源為試驗材料，利用輪枝鐮刀菌進行抗病鑒定和抗源篩選，根據種質資源在抗感病上的差異，對材料進行病害級別的評價，篩選不同表現的抗源材料，進一步確定具有代表性的抗性極端品種，為寒地粳稻立枯病的基因定位提供材料基礎。有利于推動水稻抗立枯病分子輔助育種，加快水稻抗病育種進程。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種：黑龍江省226份水稻品種，所有品種均由東北農業大學水稻研究所提供。

供試菌種：輪枝鐮刀菌，由東北農業大學病理實驗室張俊華教授惠贈。

1.2 試驗方法

1.2.1 輪枝鐮刀菌的培養及孢子懸浮液的制備 將保存于試管中的菌種接種于PDA培養基[13]中擴繁，培養基中加入5 μL/mL氯霉素或5 μL/mL 的氯霉素和青霉素，防止細菌感染。菌絲細絨毛至粉末狀，白粉色至淺粉色；培養基背面有時產生淺紫色色素[14]。待培養7 d后，轉入裝有高粱粒的錐形瓶中進行產孢，在26 ℃培養箱中黑暗培養，待菌絲長滿后，用無菌水沖洗，鏡鑒孢子(圖1)，制成1×106mL-1的孢子懸浮液，即可用于接種。

圖1 輪枝鐮刀菌Fig.1 Fusarium verticillioides

1.2.2 接種方法 將226份水稻種子精選用酒精進行表面消毒，再用3 000倍液的w=25%施保克浸泡，在25 ℃下，浸種3 d，催芽1 d，用水清洗后備用播種。試驗用土經160 ℃干熱滅菌2 h，裝入秧盤(60 cm×30 cm×4 cm)澆入配置好的孢子懸浮液，播種浸泡好的種子，每份水稻品種播種3穴，每穴15～20粒，覆蓋塑料薄膜并黑暗保濕(相對濕度90%)處理24 h。待水稻秧苗長至3葉期時調查各處理的發病情況。溫室的溫度、光照、濕度等環境條件同一般苗期生產管理。

1.2.3 病情調查 水稻立枯病分級標準參照王國珍等[15]的5級分級標準(表1)，公式中A、B、C、D、E分別表示0、1、2、3、4各級癥狀的秧苗數。

表1 水稻幼苗表型鑒定立枯病分級標準Table 1 Evaluation criteria of reaction to rice seedling blight

按下列公式計算發病率(Disease incidence,DI)。

DI(%)=(B+C+D+E)/(A+B+C+D+E)×100%

評價品種抗性標準為：發病率0為免疫、060%為高感。分析時，0級作為未發病類型，1級、2級、3級、4級均作為發病類型。

1.3 數據分析

采用Excel 2013進行數據整理與計算。

2 結果與分析

2.1 水稻種質不同等級的抗性表現

圖2為2015年4月在東北農業大學溫室內對226份水稻品種進行的輪枝廉刀菌接種鑒定試驗。圖2-a和圖2-b為水稻播種及出苗情況，圖2-c和圖2-d為2～3葉期秧苗發病情況。

圖3為此次鑒定不同等級的水稻品種感病時的狀況。圖3-a為0級的情況，植株生長正常，莖基部沒有出現病斑；圖3-b為1級，莖基部有少量病斑，占莖圍1/4以下，但能繼續生長；圖3-c為2級，莖基部病斑占莖圍的1/4～1/2，植株生長狀況不良；圖3-d為病情等級3級的情況，病斑占據大部分莖圍，植株已不能正常生長；圖3-e為4級，病斑占據全部莖圍，植株全部死亡。

2.2 水稻種植資源抗性分析

為篩選出抗水稻立枯病的優良種質，本研究以226份水稻種質資源為供試品種，以輪枝鐮刀菌為菌種,進行水稻立枯病的抗病鑒定，根據病情分級標準進行鑒定，并計算發病率(表2)。再根據發病率的大小將不同品種歸為相應的抗病類型(表3)。通過鑒定篩選出高抗品種12個，占所有鑒定品種的5.31%，中抗材料29個，占資源總數的12.83%，而感病資源(中感+感病+高感)有185份，感病率為81.86%。鑒定結果表明水稻種質資源中存在輪枝鐮刀菌立枯病抗源，但數量不多，且尚未發現免疫品種。因此，擴大資源篩選范圍和現有少數抗源的有效利用是今后研究工作的重點。

a，b.水稻播種及出苗情況 Rice seeding and seedling emergence; c,d.2～3葉期秧苗發病情況 Incidence of seedling in 2-3 leaf stage

圖2水稻抗立枯病接種鑒定
Fig.2Theinoculationresultsofriceseedlingblight

a.0級 Grade zero；b.1級 Grade one；c.2 級 Grade two；d.3 級 Grade three；e.4級 Grade four

圖3不同等級的水稻立枯病發病狀況
Fig.3Classificationofriceseedlingblight

2.3 抗病種質資源及發病率分析

研究表明，鑒定出的高抗品種有12份，分別為‘龍粳20號’‘東農429’‘富士光’‘龍稻5號’‘龍粳27號’‘墾稻18’‘黑粳2號’‘龍粳21號’‘樸洪根稻’‘石狩白毛’‘墾稻9’‘墾稻11’，其中‘龍粳20號’的發病率最低為5.17%(表4 )。

鑒定出的高感品種為‘合江11號’‘東農420’‘牡丹江31號’‘合江10號’‘東農419’等23份水稻品種，其中‘合江11號’的發病率最高為82.50%(表5)。

3 結論與討論

抗病種質資源的發掘、研究與利用是水稻抗立枯病育種的重要基礎。世界各水稻產國均十分重視抗源篩選利用，培育抗病品種，并已取得成效。中國水稻品種資源十分豐富，蘊藏著各種性狀的遺傳基因[16]。水稻立枯病是影響黑龍江水稻生產的重要病害之一。引起水稻立枯病的病原很多，諸多學者對此看法不一，鄭雯等[3]認為鐮刀菌和立枯絲核菌是水稻立枯病的致病菌，劉燁等[4]認為輪枝鐮刀菌和尖孢鐮刀菌的致病性較強，為黑龍江省水稻立枯病的主要致病菌。而華致甫等[17]則認為絲核菌為主要致病菌，其次為鐮刀菌。王國珍等[15]研究寧夏地區的水稻立枯病病原結果發現，致病性較強的是鐮刀菌、腐霉菌、絲核菌。本研究結果顯示由輪枝鐮刀菌作為供試菌種鑒定的水稻種質全部發病，雖存在抗病品種，但數量較少，感病品種數量居多，可見輪枝鐮刀菌的致病力高，嚴重影響水稻生長發育。

表2 226份水稻種質資源鑒定情況Table 2 The evaluation results of 226 rice germplasm

(續表2Continuedtable2)

序號Code水稻資源Ricegerplasm株數No.ofseedling發病等級Diseaselevels01234DI/%56龍粳20號Longjing20585510115.1757龍粳21號Longjing21504621108.0058龍粳16號Longjing165444341218.5259龍粳17號Longjing172724111011.1160墾稻9號Kendao9444031009.0961龍粳27號Longjing27514721107.8462龍粳15號Longjing153930234023.0863龍粳22號Longjing223631120213.8964龍粳23號Longjing234324456444.1965龍粳24號Longjing244332432225.5866龍粳25號Longjing253833212013.1667龍粳26號Longjing264031224122.5068龍粳14號Longjing145549411010.9169龍粳28號Longjing283426602023.5370龍粳29號Longjing294134511017.0771龍粳30號Longjing303019321536.6772龍粳31號Longjing313117832145.1673龍粳32號Longjing323733301010.8174龍聯1號Longlian12712433555.5675松粳18號Songjign184014668665.0076龍粳香1號Longjingxiang14028342330.0077龍糯1號Longnuo14731541634.0478墾糯1號Kennuo13310847469.7079合江11號Hejiang1140712271282.5080合江3號Hejiang34842312012.5081合江4號Hejiang44540202111.1182合江5號Hejiang55133842435.2983龍粳7號Longjing74033421017.5084合江8號Hejiang83019523136.6785合江9號Hejiang94122654446.3486合粳1號Hejing13520543342.8687墾鑒稻13Kenjiandao133620652344.4488合江13號Hejiang133627431125.0089合江14號Hejiang144130440326.8390合江15號Hejiang154324665244.1991合江16號Hejiang163823542439.4792合江17號Hejiang173931431020.5193合江18號Hejiang183425412226.4794合江19號Hejiang193428320117.6595合江20號Hejiang202721411022.2296合江21號Hejiang213325412124.2497合江22號Hejiang223623731236.1198空育131Kongyu1313818448452.6399三江1號Sanjiang13729510221.62100上育418Shangyu4184017785357.50101雞西稻1號Jixidao14327434537.21102系選1號Xixuan12821511025.00103龍粳33號Longjing3352197791063.46104蓮惠1號Lianhui14034231015.00105龍盾102Longdun1024228534233.33106龍盾103Longdun1033723442437.84107龍盾104Longdun1042922421024.14108龍盾105Longdun4052318212021.74109龍盾106Longdun10647196471159.57110龍盾107Longdun1073427421020.59111牡粘1號Munian13414756258.82

(續表2Continuedtable2)

序號Code水稻資源Ricegerplasm株數No.ofseedling發病等級Diseaselevels01234DI/%112牡粘2號Munian24121347648.78113上育397Shangyu3973124331022.58114龍粳18號Longjing182816533142.86115牡丹江2號Mudanjiang23619744247.22116牡丹江3號Mudanjiang33419643244.12117牡丹江4號Mudanjiang43020432133.33118牡丹江5號Mudanjiang52913744155.17119牡丹江6號Mudanjiang63119434138.71120牡丹江7號Mudanjiang74031430222.50121牡丹江8號Mudanjiang83831331018.42122牡丹江9號Mudanjiang94135213014.63123牡丹江12號Mudanjiang122620312023.08124牡丹江18號Mudanjiang183728422124.32125牡丹江31號Mudanjiang31255345880.00126龍稻10號Longdao10269423865.38127綏糯1號Suinuo14113767868.29128牡丹江22號Mudanjiang223416743452.94129牡丹江23號Mudanjiang233120422335.48130牡丹江24號Mudanjiang242922330124.14131牡丹江25號Mudanjiang254227344435.71132牡丹江26號Mudanjiang263116842148.39133牡丹江27號Mudanjiang274029632027.50134牡丹江28號Mudanjiang282915632348.28135牡丹江30號Mudanjiang303120431335.48136牡丹江19號Mudanjiang193931412120.51137墾稻19Kendao194334521120.93138綏莎莎妮Suishashani3225421021.88139藤系137Tengxi1372719322129.63140綏粳3號Suijing34431424329.55141綏粳4號Suijing42820312228.57142綏粳5號Suijing54836324325.00143綏粳7號Suijing73021411330.00144綏粳8號Suijing84130422326.83145綏粳9號Suijing94034311115.00146綏粳10號Suijing103928441228.21147綏粳11號Suijing113621653141.67148綏粳12號Suijing123931340120.51149綏粳13號Suijing134130423226.83150龍粳35號Longjing3536134541063.89151松粳3號Songjing33122441029.03152松粳4號Songjing43224223125.00153松粳5號Songjing52714623248.15154松粳6號Songjing62721312022.22155松粳7號Songjing73726432229.73156松粳8號Songjing83217634246.88157松粳9號Songjing92818110835.71158松粳10號Songjing103522342437.14159松粳11號Songjing114127643134.15160松粳12號Songjing124128371231.71161松粳13號Songjing134324743544.19162松粳14號Songjing144129432329.27163龍稻5號Longdao5413821007.32164松粳15號Songjing154129342329.27165五優稻1號Wuyoudao148291031539.58166五優稻4號Wuyoudao43118532341.94167松粳香1號Songjingxiang14834631429.17

(續表2Continuedtable2)

序號Code水稻資源Ricegerplasm株數No.ofseedling發病等級Diseaselevels01234DI/%168東農431Dongnong4313814465963.16169北稻4號Beidao43513864462.86170龍慶稻1號Longqingdao158341034741.38171蓮稻1號Liandao14015955662.50172龍稻2號Longdao23726531229.73173龍稻3號Longdao32818312435.71174龍稻4號Longdao43215423853.13175東農422Dongnong42242186441057.14176龍稻6號Longdao62813424553.57177龍稻7號Longdao73423213532.35178龍稻8號Longdao83916585558.97179龍稻9號Longdao93717844454.05180松粳2號Songjing23222412331.25181龍稻11號Longdao112518311228.00182龍稻12號Longdao122920331231.03183牡丹江20號Mudanjiang202918122637.93184北稻2號Beidao22215401231.82185北稻5號Beidao52317211226.09186合江23號Hejiang233018614140.00187龍糯3號Longnuo337211231043.24188墾香糯1號Kenxiangnuo13013224956.67189龍洋1號Longyang137163431156.76190龍慶稻2號Longqingdao23522530537.14191牡丹江17號Mudanjiang173117341645.16192五優稻3號Wuyoudao34117854758.54193延粘1號Yannian13224241125.00194合江6號Hejiang62910434865.52195東農419Dongnong41942116481373.81196滕系138Tengxi1383021412230.00197新雪Xinxue75200028.57198松前Songqian2615310742.31199賓旭Binxu2614102946.15200長白9號Changbai92313312443.48201莎莎尼Shashani3014424653.33202東農413Dongnong4133218243543.75203東農415Dongnong4153420452341.18204東農429Dongnong429333110106.06205東農418Dongnong4182720301325.93206龍香稻1號Longxiangdao13314654457.58207通系112Tongxi1123425323126.47208東農421Dongnong4213115445351.61209東農416Dongnong41635126431065.71210東農423Dongnong4232212312445.45211東農424Dongnong4243622342538.89212龍慶稻4號Longqingdao444165841163.64213東農426Dongnong4263722623440.54214東農427Dongnong4272318210221.74215東農428Dongnong4283223324028.13216牡丹江1號Mudanjiang13626243127.78217東農430Dongnong4302711542559.26218日本晴Nipponbare3518452648.57219北04-20Bei04-202613442350.00220龍花04-050Longhua04-050125312158.33221普選10號Puxuan104331451227.91222松05-274Song05-2743628312222.22223松粳香2號Songjingxiang23216436350.00224北稻6號Beidao64624746547.83225普選30Puxuan303518452648.57226北糯1號Beinuo12513432348.00

表3 226份水稻種質資源對輪枝鐮刀菌的抗性評價Table 3 Evaluation of resistance to Fusarium verticillioides of 226 rice germplasm

表4 水稻輪枝鐮刀菌高抗資源Table 4 Rice germplasm with high resistance to Fusarium verticillioides

表5 水稻輪枝鐮刀菌高感資源Table 5 Rice germplasm with high susceptible to Fusarium verticillioides

通過對226份水稻品種進行接種鑒定，可以看出，高抗水稻品種有‘龍粳20號’‘東農429’等12份，高感水稻品種資源中有‘合江11號’‘東農420’‘牡丹江31號’等23份，李進[18]研究表明，‘東農420’在低溫脅迫下，受傷害嚴重，抗低溫性較弱。孫海正等[19]通過研究分析，認為‘龍粳20號’具有較好的抗逆性。低溫高濕是水稻立枯病的發病誘因之一[20]，因此，品種有較好的抗逆性，可有效抵御病菌的入侵，減少發病幾率。

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