146個(gè)小麥品種(系)對小麥黃花葉病毒病的抗性分析

劉 迪，范志業(yè)，陳 琦，沈海龍，侯艷紅，陳 莉，王文豪，李雷雷，張軼芳，郭 鳴，李世民

(1.漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家植物保護(hù)郾城觀測實(shí)驗(yàn)站，河南漯河 462300；2.漯河市科學(xué)技術(shù)局情報(bào)研究所，河南漯河 462000；3.漯河市糧油飼料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，河南漯河 462000)

小麥黃花葉病毒病是危害我國冬小麥的一種重要病害，主要發(fā)生在我國黃淮、長江中下游等冬小麥種植區(qū)，會造成有病田塊小麥減產(chǎn)甚至絕收[1-2]。小麥黃花葉病毒病是由小麥黃花葉病毒(wheat yellow mosaic virus.WYMV)引起的一種土傳病害[3-5]。該病毒存在于禾谷多黏菌(polymyxa graminis)休眠孢子體內(nèi)，而禾谷多黏菌休眠孢子堆壁厚，具有很強(qiáng)的抗逆性，可以持續(xù)十多年保持其侵染能力，一旦傳入田間就很難徹底根除，目前唯一的有效防治方法是使用抗病品種[6]。溫度是該類病害發(fā)展及癥狀表現(xiàn)的主要決定因素，而大面積連作感病品種是造成病害流行的主要原因[6]。近年來，由于氣候條件的變化、土地流轉(zhuǎn)進(jìn)程的加快以及農(nóng)戶缺乏科學(xué)的田間管理能力，該類病害的蔓延和流行趨勢加重，使得發(fā)病面積不斷擴(kuò)大，危害程度不斷上升。

早在1986年，于善謙等[7]、秦家忠等[8]就已經(jīng)明確了中國小麥黃花葉病毒粒體為線條狀，并確定小麥品種對該病毒的抗性為細(xì)胞核遺傳；2005年，陳劍平[6]對中國禾谷多黏菌傳麥類病毒研究做了系統(tǒng)性的闡述；近年來，孫炳劍[9]、崔正勇等[10]、繆 倩等[11]的研究表明，小麥黃花葉病毒病可引起感病植株株高、分蘗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重降低，造成小麥減產(chǎn)。在小麥種質(zhì)資源的小麥黃花葉病毒病抗性鑒定方面前人做了大量工作，孫炳劍等[12]對河南62個(gè)主推小麥品種進(jìn)行抗性評價(jià)，篩選出10個(gè)抗病品種；劉利娟等[13]對145個(gè)黃淮地區(qū)小麥品種進(jìn)行抗性評價(jià)，篩選出豫麥416、泛麥5號等70個(gè)免疫品種；吳 斌等[14]對山東省80個(gè)小麥生產(chǎn)品種進(jìn)行了抗性鑒定，篩選出良星99、山農(nóng)18等15個(gè)抗病品種，但目前生產(chǎn)上對抗病品種的需求仍然迫切。本研究擬于2016—2017年度分別在河南省漯河市前袁村和馬店村的常年重病田塊對146個(gè)小麥品種(系)進(jìn)行小麥黃花葉病毒病的抗性鑒定，并對不同發(fā)病級別小麥的農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析比較，以為小麥抗黃花葉病毒育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試小麥材料共146個(gè)，其中，黃淮麥區(qū)推廣種植的小麥品種116個(gè)，參加黃淮麥區(qū)品種審定的品系材料28個(gè)，以及2個(gè)江蘇省感病品種揚(yáng)麥15和揚(yáng)麥158。試驗(yàn)種子均由漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，分別在漯河市源匯區(qū)空冢郭鄉(xiāng)前袁村和馬店村，為小麥黃花葉病毒病多年重病田，兩田塊直線距離3.5 km，每試驗(yàn)點(diǎn)占地約600 m2。田塊平整，肥力均勻，周邊無樹木、建筑等遮蔭物，前茬作物為玉米。

每個(gè)品種(系)種植2 m單行，每行種50粒，行距25 cm，每9個(gè)品種(系)間種1行感病對照開麥18[12]和1行抗病對照豫農(nóng)416[15]。兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均設(shè)3次重復(fù)。

2016年10月19日人工點(diǎn)播，播前撒復(fù)合肥(N∶P∶K=24∶15∶6)750 kg·hm-2，全生育期不噴施殺菌劑，其他管理同大田。播后20 d調(diào)查出苗率。2017年5月31日兩點(diǎn)同時(shí)收獲，6月12日—18日人工脫粒、考種。

1.3 檢測項(xiàng)目與方法

1.3.1 發(fā)病情況調(diào)查

從小麥黃花葉病毒病顯癥初期開始，每7 d進(jìn)行一次發(fā)病情況調(diào)查，逐株記錄發(fā)病級別，最終以發(fā)病最重時(shí)的調(diào)查結(jié)果為判定依據(jù)。

小麥黃花葉病毒病嚴(yán)重度分級標(biāo)準(zhǔn)參照孫炳劍等[12]的方法：0級，無癥狀；1級，新葉出現(xiàn)褪綠條紋或黃花葉癥狀；2級，多數(shù)葉片出現(xiàn)褪綠條紋或黃花葉癥狀，有時(shí)會出現(xiàn)新葉扭曲，植株矮化不明顯；3級，全株呈現(xiàn)嚴(yán)重花葉癥狀，老葉上出現(xiàn)壞死斑，植株明顯矮化，部分分蘗死亡或全株 死亡。

采用相對抗病性方法評價(jià)材料的抗病程度，具體指標(biāo)及其計(jì)算方法見公式1、2、3。品種抗性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)在李洪連等[16]、黎 菊等[17]以及孫炳劍等[12]的基礎(chǔ)上加以調(diào)整，具體見表1。

由于該病害為土傳病害，試驗(yàn)為田間自然發(fā)病，考慮實(shí)際土壤中病毒含量分布不均勻的情況，兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的品種抗性判定以發(fā)病較重的試驗(yàn)點(diǎn)結(jié)果為準(zhǔn)，例如某一品種兩試驗(yàn)點(diǎn)結(jié)果分別為高抗和中感，則判定該品種為中感。

病情指數(shù)(DI)=

(1)

(2)

相對抗病性指數(shù)(RRI)=1-RDI

(3)

表1 小麥品種對小麥黃花葉病毒病抗性標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 農(nóng)藝性狀調(diào)查

在小麥苗期調(diào)查每行的出苗數(shù)。在小麥成株期，于每行長勢一致處隨機(jī)測量3株株高，計(jì)算平均數(shù)。在小麥成熟期調(diào)查每行的有效穗數(shù)(單穗結(jié)粒5粒以上為有效穗)；計(jì)算株成穗數(shù)(公式4)和各抗性級別較免疫組株成穗數(shù)減少的百分比(公式5)。

(4)

低于免疫組百分比=

(5)

收獲期，每行選擇均勻樣段，隨機(jī)收取兩點(diǎn)，每點(diǎn)長度10 cm，剪下所有麥穗，曬干后調(diào)查穗粒數(shù)和千粒重。

以品種審定報(bào)告中的株高、穗粒數(shù)和千粒重?cái)?shù)值為基準(zhǔn)，計(jì)算不同抗性級別下各性狀的偏離率(公式6)；在品種抗性分級結(jié)果的基礎(chǔ)上，以免疫組即不發(fā)病組的偏離率為基準(zhǔn)，計(jì)算不同抗性級別下各性狀的校正偏離率(公式7)。

(6)

校正偏離率=

(7)

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel處理數(shù)據(jù)及制圖，采用DPS 7.05進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試小麥材料對小麥黃花葉病毒病的抗性分級

由田間鑒定結(jié)果(表2)可知，按照相對抗病性指數(shù)，146個(gè)供試材料中有免疫品種(系)12個(gè)，占供試材料的8.2%；高抗品種(系)37個(gè)，占 25.3%；中抗品種(系)28個(gè)，占比為19.2%；中感品種(系)42個(gè)，占比為28.8%；感病品種(系)27個(gè)，占比為18.5%。

安科157、才智141、存麥16號等12個(gè)免疫品種(系)的相對抗病性指數(shù)為1，兩試驗(yàn)點(diǎn)均無顯癥表現(xiàn)。

37個(gè)高抗材料的相對抗病性指數(shù)在0.9～1之間，病株率在15%以下，顯癥級別為1級。

28個(gè)中抗材料的相對抗病性指數(shù)在0.7～ 0.9之間，除中育1211在前袁村病株率為 58.33%外，其余材料病株率均在45%以下，顯癥級別為1級。

42個(gè)中感材料的相對抗病性指數(shù)在0.4～0.7之間，病株率在40%～85%，顯癥級別為1～2級。

27個(gè)感病材料的相對抗病性指數(shù)低于0.4，除百農(nóng)4199在馬店村病株率為59.69%外，其余材料病株率均在70%以上，且最高顯癥級別達(dá)到2～3級。

表2 不同品種(系)對小麥黃花葉病毒病的抗性評級

(續(xù)表2 Continued table 2)

(續(xù)表2 Continued table 2)

(續(xù)表2 Continued table 2)

2.2 小麥黃花葉病毒病對小麥株高的影響

有111個(gè)材料可查到品種審定報(bào)告，將其實(shí)測株高與審定報(bào)告中的株高進(jìn)行比較。通過表3可知，各不同抗性組材料的審定株高間差異不顯著，而實(shí)測株高則隨抗性的下降呈下降趨勢，各組之間的差異程度不盡相同，免疫、高抗、中抗和中感組間的差異均達(dá)極顯著水平，感病組與中感組的差異不顯著。免疫組和高抗組小麥株高低于審定值的品種數(shù)量分別占各自組別品種總數(shù)的 33.3%和31.4%；中抗組低于審定值的品種占該組品種總數(shù)的65.0%，中感組低于審定值的品種占該組品種總數(shù)的92.0%，感病組品種全部低于其審定值。

各抗性水平下的株高校正偏離率分別為0、-1.09%、-6.20%、-8.99%和-10.62%，除免疫組與高抗組差異不顯著外，其他各組間的差異均達(dá)到極顯著水平。推測黃花葉病毒病對免疫和高抗品種的株高無顯著影響，對中抗、中感和感病品種影響較大。

2.3 小麥黃花葉病毒病對小麥產(chǎn)量性狀的影響

各抗性級別供試小麥材料的單株成穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重差異顯著性比較見表4。

表3 不同抗性級別株高差異比較

表4 不同抗性級別產(chǎn)量性狀差異性分析

單株平均成穗數(shù)從免疫組到感病組逐級減少，免疫組和高抗組的單株成穗數(shù)極顯著高于中抗組，中抗組極顯著高于中感組和感病組；各抗性級別較免疫組單株成穗數(shù)減少的百分比分別為0、4.01%、24.55%、33.41%和38.34%，可見中抗、中感和感病材料的單株平均成穗數(shù)較免疫材料極顯著減少。

平均穗粒數(shù)從免疫組到感病組逐級減少，免疫組和高抗組極顯著高于中抗、中感和感病組，中抗組和中感組極顯著高于感病組；由高到低各抗性級別較免疫材料的校正偏離率分別為 -0.66%、-13.61%、 -23.33%和-26.40%，可見中抗、中感和感病材料的平均穗粒數(shù)均明顯減少。

各抗性等級間小麥的平均千粒重均無顯著差異。免疫組到感病組的千粒重校正偏離率分別為0、 -3.00%、-4.79%、-7.73%和 -8.83%，且免疫組顯著高于中感組和感病組，極顯著高于感病組，高抗組顯著高于感病組。

可見三個(gè)產(chǎn)量性狀中，受小麥黃花葉病毒病影響較大的是單株成穗數(shù)，其次是穗粒數(shù)，千粒重受影響最小。

3 討 論

小麥黃花葉病毒病近年來在黃淮南部麥區(qū)有逐漸加重和擴(kuò)散的趨勢，而種植抗性品種是目前防治小麥黃花葉病毒病的最便捷有效的方法，因此對現(xiàn)有品種進(jìn)行抗性評價(jià)對小麥黃花葉病毒病的防控有著重要意義。本試驗(yàn)對146個(gè)小麥品種(系)進(jìn)行了抗病性鑒定，鑒定出了安科157、才智141、存麥16號、航麥386、濟(jì)麥22、石家莊8號、皖墾麥1221、皖宿1313、小偃6號、豫麥18、豫農(nóng)416、眾麥7號共12個(gè)免疫品種(系)、37個(gè)高抗品種(系)、28個(gè)中抗品種(系)。

供試材料中，有關(guān)豫麥416、鄭麥366、濟(jì)麥22等24個(gè)品種(系)的抗性鑒定評級已有相關(guān)報(bào)道。由于本研究與前人的評價(jià)方法有所不同，因此對同一品種(系)的抗性評級有所差別，但對品種(系)的抗感性判斷基本一致，如本研究將田間未顯癥品種如濟(jì)麥22評價(jià)為免疫，而吳 斌等[14]則是將ELISA檢測為陽性的未顯癥品種評價(jià)為抗病；本研究將品種抗性分為免疫、高抗、中抗、中感、感病5個(gè)級別，而孫炳劍等[12]、吳斌等[14]將抗性級別分為免疫、抗病、中抗、感病4個(gè)，如孫炳劍等[12]對鄭麥366評價(jià)為抗病，本研究對其評價(jià)為高抗；本研究中的中感與感病品種和濮麥9號(中感)和周麥18(感病)在孫炳劍等[12]的研究中評級均為感病。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，小麥黃花葉病毒病對小麥的株高、單株成穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重均有影響。免疫和高抗品種在株高和產(chǎn)量性狀方面受病害影響不顯著，中抗、中感和感病品種(系)則出現(xiàn)了明顯的植株矮化和各產(chǎn)量性狀的降低，中感和感病品種(系)受病害影響尤為嚴(yán)重；三個(gè)產(chǎn)量性狀中，以單株成穗數(shù)的減少最為明顯，是小麥減產(chǎn)的主要影響因素。此結(jié)果與崔正勇等[10]、孫炳劍等[12]、吳 斌等[14]的研究結(jié)果一致。

小麥株高易受多種因素影響，調(diào)查中的誤差也會導(dǎo)致數(shù)值有小幅波動，免疫組小麥株高低于審定值的品種有3個(gè)，分別低于審定值0.17 cm、0.33 cm、0.67 cm，可視為與正常株高無差異。考慮到實(shí)測株高的誤差波動，另統(tǒng)計(jì)了抗性由高到低各組別實(shí)測株高低于審定株高1 cm以上的品種數(shù)量和占比分別為0(0)、9(26%)、9(45%)、19(76%)、22(100%)。

由于該試驗(yàn)種植密度小于常規(guī)大田，所以單株平均成穗數(shù)大于正常田間數(shù)值，穗粒數(shù)也顯著高于審定值。因此，在分析各抗性級別農(nóng)藝性狀的差異時(shí)，引入了校正偏離率，該指標(biāo)能夠較直觀準(zhǔn)確的體現(xiàn)出株高、單株成穗數(shù)與穗粒數(shù)隨感病加重而出現(xiàn)的變化趨勢。

由于目前小麥黃花葉病毒病尚無明確統(tǒng)一的抗性評價(jià)方法，孫炳劍等[12]、吳 斌等[14]采用了嚴(yán)重度、病株率、ELISA檢測相結(jié)合的方法進(jìn)行小麥的抗性評價(jià)，黎 菊[17]采用發(fā)病率為抗病類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)，但孫炳劍等[12]研究發(fā)現(xiàn)，小麥黃花葉病毒病的發(fā)病率并不能完全代表病害的危害情況。本研究采用病情指數(shù)這一指標(biāo)初步評價(jià)各品種(系)的發(fā)病情況，考慮不同地塊或年份發(fā)病程度也會隨著土壤中病毒含量和氣象因素等的差異而有所不同，最終采用了相對抗病性指數(shù)的分級方法[17]，以發(fā)病最重品種的病情指數(shù)為基準(zhǔn)，對各品種(系)病情指數(shù)進(jìn)行了校正。該評價(jià)方法將發(fā)病嚴(yán)重度和病株率整合到一個(gè)指數(shù)當(dāng)中，使得判定更加簡捷直觀，并排除了不同年份發(fā)病輕重不同的因素，使判定更加準(zhǔn)確可靠。