廣東水稻細菌性條斑病菌致病性分化研究

馮愛卿，汪聰穎，汪文娟，陳尉芹，蘇 菁，楊健源，陳 深，朱小源

（廣東省農業科學院植物保護研究所/廣東省植物保護新技術重點實驗室，廣東 廣州 510640）

由細菌性條斑病菌（Xanthomonas oryzaepv.oryzicola，簡稱Xoc）稻黃單胞菌侵染引起的水稻細菌性條斑病，于1957年首次發現于廣東珠江三角洲，是國內植物檢疫性水稻病害［1-3］。該病從水稻苗期到抽穗期均可發生，以分蘗末期至抽穗前期發病嚴重，一般造成水稻減產6%～40%，病害嚴重時減產40%以上［4-6］。廣東處于高溫高濕氣候、臺風暴雨發生頻繁，較適合細菌性條斑病的發生。近年隨著田間病菌的積累、帶菌稻種的調運，細菌性條斑病在廣東呈多發或部分區域呈重發態勢，已成為威脅廣東水稻高產、優質生產的重要細菌性病害。

水稻細菌性條斑病主要由種子帶菌傳播，具有傳染快、根治難度大等特點。選育和應用抗病品種是防治水稻細菌性病害最經濟、有效的方法，而水稻品種的抗病性是寄主與病原物互作的結果，病原菌系的分化研究是抗病資源挖掘以及抗病品種選育的的前提。自1965年起，世界各地學者先后對水稻細菌性條斑病病菌的致病力分化進行了系列研究，1965年Goto最早發現來自菲律賓和日本的細菌性條斑病菌菌株對同一品種的致病力不同［7］，1972年Shekhawa根據病菌在10個品種上的抗感反應，將來自不同地區的15個菌株分成了8個小種群，首次提出菌株間致病力存在小種特異性差異［8］。大部分學者普遍認為來自不同地區的條斑病病菌的致病力存在分化，菌株與品種間存在特異性互作現象［9］。但是至今為止國內外研究者對細菌性條斑病病菌的致病力劃分仍沒有統一的標準，所采用的鑒別寄主、接種方法、病情分級標準并不完全相同［10-19］，因此不同地區不同生態稻區鑒別出的結果可借鑒性有限。1992年徐羨明等對廣東地區的細菌性條斑病病菌致病力進行過研究［12］，但距今26年間未見有關廣東地區細菌性條斑病病菌致病力分化和菌系監測的報道，為進一步了解廣東地區細菌性條斑病病菌致病力分化和近年來主栽品種的抗性情況，為該病的綠色防控提供科學依據，本研究采用目前國內應用較多的細菌性條斑病菌菌系鑒別品種金剛 30、IR24、IRBB21、IRBB14、IRBB5、IRBB4［20-23］和本地區高感品種五山絲苗為鑒別品種，對分離自廣東不同稻區的72個細菌性條斑病病菌致病力進行了測試，并利用優勢菌系對18個廣東主栽品種的抗性進行了鑒定，明確了廣東地區現階段細菌性條斑病病菌的致病性分化以及優勢致病型，為細菌性條斑病抗病資源挖掘、抗病育種以及病害綜合防治提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試鑒別品種和主栽品種 細菌性條斑病菌株致病力鑒定的的鑒別品種包括5個近等基因系材料 IRBB4、IRBB5、IRBB14、IRBB21、IR24、金剛 30［20-23］和五山絲苗，其中金剛30和五山絲苗為高感品種。廣東主栽品種18個，其中9個常規稻（新銀占、合美占、粵晶絲苗2號、玉香油占、白香占、金農絲苗、美香占2號、黃華占、五山絲苗）、9個雜交稻（廣8優2168、廣8優169、深優9516、天優3618、華優665、深兩優58香油占、五優308、深優9708、天優華占）。

1.1.2 菌株來源 水稻細菌性條斑病菌致病力分化測試菌株來自廣州、陽春、茂名、新會、興寧、惠州、廣寧、信宜、揭西、龍川、雷州、澄海、肇慶等地，共72個菌株，由廣東省農業科學院植物保護研究所于2016—2017年采集、分離和保存。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌株接種與調查 2017年晚造將供試品種播種在搪瓷盆內，每個品種種植量為15～20粒，每個盆內種植24個品種，每個菌株4次重復。接種時期為秧苗大部分長至4葉齡左右，采用人工噴霧方法，每盆噴菌液量為20～30 mL，以葉片布滿液珠為止。接種菌株在NA培養基28℃條件下培養，接種菌齡為48～72 h，以麥法蘭氏分度計比濁法，配制3×108CUF/mL細菌懸浮液進行接種。接種后置于保濕培養箱中24 h，溫度為28℃，濕度保持在95%以上。然后放于恒溫室中定時噴霧保濕，溫度設置為28～32℃，21 d后當高感品種發病充分時調查各鑒別品種和主栽品種抗感情況。

1.2.2 品種抗感評價標準 按病斑特征和國際水稻所分級標準綜合評價鑒別品種的抗感性，抗性分級標準：高抗（HR），無病征；抗（R），病斑占葉面積小于1% ；中抗（MR），病斑占葉面積1%～5%；中感（MS），病斑占葉面積6%～25%；感（S），病斑占葉面積26%～50%；高感（HS），病斑占葉面積51%～100%［24］。品種葉片呈現水漬狀、黃色、擴展長條斑，菌膿較多為感病反應，品種葉片只呈現黃褐至黑褐色短條斑，菌膿較少，此癥狀為抗病反應。計算鑒別品種抗性頻率：

2 結果與分析

2.1 鑒別品種對測試細菌性條斑病菌的抗性頻率

根據72 個水稻細菌性條斑病菌菌株在7個鑒別品種上的致病性反應計算各鑒別品種的抗性頻率。金剛30、五山絲苗、IRBB4、IR24、IRBB21、IRBB14、IRBB5對 72個 水 稻 細 菌性條斑病菌菌株的抗性頻率依次為11.11%、11.11%、38.89%、40.28%、48.61%、63.89%、97.22%。結果表明各近等基因系材料對測試菌株的致病反應存在一定差異，IRBB5可抗絕大部分測試菌株，說明所測試菌株中存在強致病型菌株，IRBB14、IRBB21抗頻中等，IRBB4、IR24相對較差，而金剛30、五山絲苗對大部分菌株都表現感病，說明本研究選用的這一套鑒別品種和鑒別方法對廣東地區的細菌性條斑病病菌具有較好的鑒別力，鑒別結果可靠、有效。

2.2 廣東細菌性條斑病菌菌株致病型

根據72個菌株在7個鑒別品種上的抗感反應，將測試菌株劃分為C1～C19共19個致病型（表1）。C17、C18、C19為強致病力菌株，占測試菌株的27.78%；C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16 為中等致病力菌株，占測試菌株的38.88%；C2、C3、C4、C5為弱致病力菌株，占測試菌株的27.78%；C1為無致病力菌株，占測試菌株的5.56%。其中優勢致病型為C18（SSSSRSS）和C5（SRRRRRS），分別占25%、23.61%，強毒菌系C19（SSSSSSS）占1.39%。由此可見，廣東地區的細菌性條斑病菌菌株的致病力分化明顯，水稻品種與菌株之間存在致病專化性現象，強毒菌系已出現，應加強監測。

表1 廣東細菌性條斑病菌菌株19個致病型在7個鑒別品種上的反應模式

2.3 強致病力菌株的地域分布及其對主栽品種的抗性

C17（SSSRSSS）、C18（SSSSRSS）、C19（SSSSSSS）為廣東地區的強致病力菌株，目前主要分布在廣州、惠州、陽春、茂名、新會、廣寧、雷州地區，其中C17分布惠州1株，C18分布廣州4株、陽春4株、茂名3株、新會3株、惠州2株、廣寧1株、雷州1株，C19分布陽春1株，尤其是陽春地區已出現強毒菌系C19（SSSSSSS），其致病譜廣、毒性強，應加強監測。同時主栽品種美香占2號、五優308、黃華占、廣8優169、粵晶絲苗2號、廣8優2168、華占均對以上3種強致病力菌株表現感病。因此對這些品種在以上地區的布局需慎重和加強防治。

2.4 優勢致病型菌株對廣東主栽品種的抗性

18個廣東主栽品種對優勢致病型菌株C18（SSSSRSS，來自茂名）均表現感病（表2），其中中感、感、高感品種數分別為1、12、5個，只有新銀占表現中感。由此可見，目前廣東主栽品種對細菌性條斑病的總體抗性較低。

表2 優勢致病型菌株對廣東部分主栽品種的抗性鑒定結果

3 結論與討論

水稻細菌性條斑病菌主要通過氣孔侵入葉肉薄壁組織增殖侵染水稻葉片，有別于白葉枯病菌主要從傷口侵染水稻，因此水稻細菌性條斑病的接種方法更具多樣化，如噴霧法、針刺法、滲入法等。國內已有多篇研究論文證明噴霧法與針刺法、苗期鑒定和成株期所鑒定的結果具有較高的相關性［25-33］。在細菌性條斑病菌致病性分化研究中，Adhikari等［34］、徐羨明等［12］、種藏文等［13］、向建國等［17］與本研究一樣采用噴霧法進行接種，其中Adhikari等［34］、徐羨明等［12］、種藏文等［13］與本研究一樣以病斑占葉面積的百分率來評價菌株毒力，均能使感病的品種充分發病，證明細菌性條斑病菌菌株間存在分化和分成不同的致病型，與本研究結果一致。Adhikari等［34］以8個IR品種將來源于菲律賓的32個菌株分為3種毒力類型，徐羨明等［12］以DD1OO、DV85、BJ1、南粳 15、辛尼斯、IR8和水源290等7個鑒別品種將來自廣東的31個菌株分為6個菌群，種藏文等［13］以V64、010、龍廣4號將來自福建的108個菌株分為3個菌系群。因此，應用苗期噴霧接種法和病斑占葉面積的百分率來評價菌株毒力是可行、簡便和具有一定可靠性的。而在多次的苗期噴霧接種試驗中，我們發現只要是表現抗病的品種，其病斑均表現為長度較短、菌膿少或沒有、病斑邊緣黑褐色，甚至沒有病斑；而感病品種病斑呈現水漬狀、黃色、擴展成長條斑，菌膿較多。因此，本研究將病斑特征和病斑占葉面積的百分率一起作為品種的抗感評價標準，使研究結果較準確可靠。

在細菌性條斑病菌致病性分化研究中，近年來國內多采用金剛30、IR24、IRBB21、IRBB14、IRBB5、IRBB4等為鑒別品種。何濤等［20］將來自安徽省的72個菌株劃分為6個致病型，張榮勝等［21］將來自江蘇、云南、江西、湖南和安徽等省的69個菌株劃分為13個致病型，郭亞輝等［22］將來自南方稻區的62個菌株劃分為6個小種（致病型），李信申等［23］將江西省的129個菌株劃分為9個致病型。其中何濤等、張榮勝等、李信申等研究的菌系中均出現了強毒菌系（SSSSSS），安徽、江蘇、云南、江西、湖南等省份均有分布，而強致病力菌株（SSSSRS）在張榮勝等、李信申等研究的菌系中均有出現，且李信申等研究表明強致病力菌株（SSSSRS）是江西省的優勢致病力菌株。以上研究者采用的人工接種法是針刺法，而本研究采用的接種方法是噴霧法，兩種方法的研究結果均表明細菌性條斑病菌致病性存在明顯分化。國內不同的研究表明，細菌性條斑病菌強致病型（SSSSRS、SSSSSS）菌株已經出現，在不同地域的比例不同。

在本研究中亦發現近年來國內采用的鑒別品種也有一定的局限性，需要進一步改進：（1）金剛30均比其他幾個近等基因系品種的生育期要短，早抽穗，而五山絲苗的生育期與其他幾個近等基因系品種的生育期更相近，且對菌株的抗性頻率與金剛30相當，甚至更感病，因此可考慮將五山絲苗替代金剛30；（2）目前這套鑒別品種只有秈稻品種，沒有粳稻品種；（3）有些鑒別品種對病菌的鑒別力差異不大，在本研究中，IRBB4、IR24、IRBB21的鑒別力較相近（72個測試菌株中3個品種表現抗的菌株分別為28、29、30個，其中IRBB4與IR24共同表現抗的菌株有26個，IRBB4與IRBB21共同表現抗的菌株有24個），因此將來應研究篩選差異更明顯的鑒別品種。

廣東是我國的主要水稻產區之一，同時也是最適合細菌性條斑病菌生長的區域。本研究結果表明該地區的優勢致病型為強致力菌株，分布廣泛，強毒菌系已出現，且主栽品種的總體抗性較低，抗性品種缺乏。因此，以后應在加強監測病菌致病力變化動態的基礎上，加快抗性資源的挖掘以及抗病品種的應用，為廣東地區細菌性條斑病的防控提供有力保障。