國際小麥種質抗條銹性監測與評價

摘要：條銹病是威脅小麥生產安全的重要病害，不斷培育和種植抗病品種是最綠色、經濟的防治措施。為了發掘新抗源，2013 — 2023年對376份國內外小麥種質進行了連續10 a的抗條銹病鑒定。結果顯示，表現抗病的材料有88份，占供試材料的23.404%。篩選出免疫及高抗材料26份、中抗材料62份、慢銹材料192份。在含已知抗銹基因的材料中，攜帶有Yr3、Yr5、Yr15、YrZH22的材料表現為免疫和近免疫，攜帶有Yr1、Yr2、Yr3a、Yr4a、Yr3b、Yr4b、YrDa1、YrDa2、Yr16、Yr13、Yr25、Yrsp、YrH46等多個或單個抗病基因的材料表現為中抗。表現免疫或高抗的材料可在條銹病抗病育種中進一步利用，表現為慢銹型和抗性基因未知的材料需進一步根據農藝性狀、抗源背景加以研究和利用。

關鍵詞：小麥；條銹??；抗病性；評價

中圖分類號：S512.1 文獻標志碼：A 文章編號：2097-2172（2024）06-0574-06

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.06.017

Evaluation of Stripe Rust Resistance in International Wheat Germplasms

WANG Hengxing 1， ZHANG Lijun 2， ZHOU Gang 2， ZHOU Jie 2， ZHANG Wentao 2， BAI Yulong 3，

BAI Bin 2， YANG Fangping 2， GUO Ying 2， LU Qinglin 2， WANG Xiaobing 1

（1. Tianshui Agricultural School， Qingshui Gansu 741400， China; 2. Wheat Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 3. Institute of Agricultural Economics and Information， Gansu Academy of

Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： Stripe rust is an important disease that threatens the safety of wheat production. Breeding and planting resistant varieties are the environmental-friendly and economic ways to control the disease. In order to find the new resistance resources for wheat breeding against stripe rust， a total of 376 international wheat germplasms were identified for stripe rustresistance from 2013 to 2023. The results showed that 88 wheat varieties were resistant to stripe rust， accounting for 23.40% of the wheat varieties. 26 varieties were high to immune resistant to the disease， 62 varieties were moderate resistant， and 192 varieties were slow rusting to the disease. The varieties carrying resistance genes Yr3、Yr5、Yr15 and YrZH22 were near-immune to immune for stripe rust， while the varieties carrying multiple or single resistance genes（eg.， Yr1， Yr2， Yr3a， Yr4a， Yr3b， Yr4b， YrDa1， YrDa2， Yr16， Yr13， Yr25， Yrsp， YrH46） were moderate resistant to stripe rust. The immune or high resistance varieties can be used as parents in future wheat breeding， while those varieties containing unknown resistance genes， as well as varieties with slow rusting， need to be further explored in wheat breeding based on their agronomics traits and resistance background.

Key words： Wheat; Stripe rust; Disease resistance; Evaluation

條銹病是我國小麥生產上最重要的病害，該病是由條形柄銹菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）引起的世界范圍內的真菌性病害［1 - 2 ］。甘肅隴南是我國小麥條銹菌生理小種的易變區和重要的越夏菌源基地，也是我國該病的源頭區域［3 - 4 ］。由于銹菌的頻繁變異和新致病小種的不斷出現，導致小麥抗病品種喪失抗性，從而失去利用價值［5 ］。小麥條銹病2020年在全國的中度流行、2021年在甘肅省冬小麥主要種植區的重度流行，均給小麥生產造成了巨大損失［6 ］。控制小麥條銹病危害最根本的措施是選育與應用抗銹品種，但近年來許多育成品種抗病遺傳背景單一，品種抗病不持久，極易因銹菌生理小種的變化而喪失抗性［7 ］。因此，加強小麥種質資源抗條銹病鑒定與評價，才能為抗條銹基因的挖掘及持久廣譜抗病新品種的培育提供新抗源。

自20世紀以來，中國從世界各地引進不同的種質資源，并對其農藝性狀、品質、抗逆和抗病等方面進行了深入研究，培育出一批優良的小麥品種，為小麥高產穩產做出了巨大貢獻。周祥椿等［8 ］用條中29號、條中31號、條中32號、洛13Ⅲ、水3及條中33號混合菌對國內外6 118份材料進行了持續6年的抗性鑒定，篩選出183份抗性優良的材料。杜久元等［9 ］對2 900份國外種質資源及生產品種里勃留拉和N.Strampelli的抗條銹進行了多年連續鑒定，篩選出條銹免疫材料18份、高抗材料9份。孫振宇等［10 ］對1 226份小麥品種（系）進行了小麥條銹菌分小種及混合菌系接種苗期及成株期抗病性鑒定，篩選出成株期抗病材料347份，其中全生育期表現抗病的材料87份。韓德俊等［11 ］對1 980份地方品種和國外種質資源進行連續3年成株期抗病性鑒定，篩選出8份具有全生育期抗性和42份具有成株期抗性的小麥條銹病抗源。然而，自2010年以來，以條銹菌條中34號為代表的貴農22致病類群不斷出現和積累，造成重要抗源材料及生產品種貴農22、南農92R、Moro、川麥42、蘭天17號田間抗條銹性喪失，導致生產及育種上抗條銹材料嚴重匱乏［7 ］。因此，尋找抗條中34號和G22-14為代表的G22致病類群和抗條中25號、條中29號、條中31號、條中32號、條中33號等的新抗源，是當前中國小麥抗病育種工作中亟待解決的任務。我們于2013 — 2023年對甘肅省農業科學院小麥研究所1990年以來引進的國內外376份抗源材料進行了多年田間成株期抗條銹鑒定，以期進一步明確抗病特點，篩選抗病種質資源材料，為抗病育種提供可靠依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

376份供試材料主要由甘肅省農業科學院小麥研究所于1990年前后引自國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）、美國華盛頓州立大學、墨西哥、英國、美國、意大利、法國、比利時、荷蘭、德國、澳大利亞、加拿大、中國農業科學院植物保護研究所、河南省農業科學院、四川省農業科學院、周口市農業科學院等國內外育種機構，其中國外已知抗銹基因載體品種（系）116份、國外未知抗病基因品種（系）200份、國內已知抗病基因載體品種（系）5份、國內未知抗病基因品種（系）55份。感病對照品種為輝縣紅。

1.2 試驗地概況

試驗設在天水農業學校科研實訓基地（N 34°44′ 36″，E 106° 08′ 55″），海拔1 413 m，年均氣溫8.5 ℃，年降水量580 mm。該試驗地為甘肅省農業科學院小麥研究所與天水農業學校長期合作的小麥抗銹育種基地，基地內每年條銹病發生嚴重，是進行小麥抗病性鑒定的理想試驗基地。

1.3 供試菌種

供試菌種為條中31號、條中32號、條中33號和條中34號等的混合小種，所有菌種由甘肅省農業科學院植物保護研究所提供。

1.4 試驗方法

1.4.1 成株期田間誘發接菌鑒定 試驗于2013 —2023年每年10月上旬播種。隨機區組排列，每品種（系）播3行，行長1 m，行距20 cm，垂直條播1行感病對照輝縣紅作為條銹病誘發行。翌年4月上中旬大部分小麥抽出旗葉時，選擇傍晚氣溫在10 ℃左右時采用噴霧法進行混合菌接種：將混合菌用2～3滴5%吐溫20水溶液調成糊狀，每2 g孢子加水1 000 mL稀釋成夏孢子懸浮液。噴霧前給對照品種輝縣紅澆水，噴霧菌液后用塑料薄膜覆蓋植株接種部位，順行用土壓住保濕，翌日上午9點揭去薄膜。6月上旬，感病品種（系）充分發病后記載侵染型、嚴重度（%）和普遍率（%）。

1.4.2 田間發病調查標準 成株期小麥品種抗條銹病評價依據NY/T 1443.1 — 2007《小麥抗病蟲性評價技術規范 第1部分：小麥抗條銹病評價技術規范》［12 ］。侵染型按0、0；、1、2、3、4等6級標準記載；嚴重度按1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%等8級標準記載；普遍率在田間目測按0、5%、10%～100%記載?？共⌒栽u價為：0型，為免疫（I）；0；，為近免疫（NIM）；1型，為高抗類型（HR）；2型，為中抗類型（MR）；3～4型且病情指數≤25%，為慢銹類型（SR）；3型且病情指數>25%，為中感類型（MS）；4型且病情指數>25%，為感病類型（HS）。

2 結果與分析

2.1 成株期抗性

成株期抗性鑒定結果（圖1、表1）顯示，表現抗病的材料88份，占23.404%。其中免疫材料7份（1.862%）、高抗材料19份（5.053%）、中抗材料62份（16.489%）。表現感病的材料96份，占25.532%，其中中感38份（10.106%）、高感58份（15.426%）。表現為慢銹的材料有192份，占51.064%。

有7份材料連續10 a表現為免疫或近免疫，分別是T. spelta album、93省（yr16）、AVS/6*Yr15、08SE13、08SE17、中四、02-91-8-2（yr5）。表現高抗的材料19份，分別是Compare、Dippes triumph、德國2號、Rendel vous/5、Armada、黑小燕94-1、斯湯佩利、09SA115、08SE5、08SE38、OSUW8009、OSUW8023、GB16、WP3406、周麥17、周麥22、06CT43、CP93-18-9-1、MX8，病情指數為0.01～1.25，平均0.19。表現中抗的材料62份，病情指數為0.01～11.26，平均1.83。主要是來自美國俄勒岡大學（OSUW8032、OSUW8064、OSUW8068、OSUW8135等8份）、墨西哥（MX30、MX13、MX21等8份）、CIMMYT ［DU-2、DU-4、M0（w）470］、法國（Vilmorn 27、Champlein、Flinor、Atou）、荷蘭（Pagode）、德國（Ibis）、意大利（里勃留拉）、英國（Fenman）、陳賢明教授（TP1295、Dams、Hybrid46、Benno、Louise、Arminda、Hustler、Spaldings Prolifique、 Winnetou、 Top、 Madsen、Mardler）提供的材料，以及甘肅省農業科學院植物保護研究所、中國農業科學院植物保護研究所、甘肅省農業科學院小麥研究所提供的GB17、GB22、GB23、GB25、GB27、92恢94-12、小披96-1、霍諾、CP93-10-2-1、CP93- 12-12-1、CP93-36-17、CP93-12-10-1、Prophet、Bhcastan、Fvndrl-EA900、Armada、德國8661、94異-15、Axminstar、08SE10、白大頭、武都白繭和紅挑頭等。

表現慢銹的有192個品種（系），病情指數為0.49～35.66，平均9.6。主要有來自墨西哥的MX系列品種44份、美國俄勒岡大學的OSUW系列品種13份、來自CIMMYT持久抗性材料與DU系列品種（系）12份，以及來自英國（C591高、C951矮、Holdfast、Maris Widgon、Mega、Hobbit、Longbow、Norman）、法國（Vilmorn 23、Joss combair）、比利時（Gaby）、意大利（Aquila I）和甘肅省農業科學院植物保護研究所（斯燕93-1、斯燕94-1-4、咸農4號、GB12、GB14、GB18、GB19、GB21、GB24、GB26、N.D136、BY6、三屬麥1號、三屬麥3號、遺選4212、宛抗43）、中國農業科學院植物保護研究所［CP93-34-10、CP93-8-11-2、 CP93-8-13-1、 CP93-10-1-1-1、 CP20-3-3-4-1、CP20-30-2-1、CP20-35-1-2-1、CP01-39-3-1-2 Fs、 CP02-9-1-4-3、 CPO2-62-8-1-1-1、 Yr6、 Pistou、 GRE/FB3、GRE/FB4、Parus、Piko、Galanap、Capltole、Yeoman、Huntsman、V.P.M（yr-17）］、陳賢明教授提供的部分國際材料（RIL65、RIL68、RIL158、Talent、MarisFreeman、Leda、Sonalika、Jupitecor、Riebesel 47-51、Ciano 79、Rauermester（WA7939）、Maris Nimrod、C94.153、Flamingo、Manella、Lee、Brigand、Druchamp、Drca、Felix、Hill81、Maris Ranger、Maris Widgeon、Beeostajae、Fielder、Kin Sman、AVS/6*Yr10、AVS/6*Yr17、Yr26、 Waggoner、 Flevina、 Gaines、 Naulica、 Kador、Baunty、Luke、Maris Huntssman、Eltan、Lambert、Avocet R、Virtue、Cleo、Alba、Express、Galahad、Chinese 166、Stephens、Joss Combier、Nord Despre Ⅰ、Caribo、Yamhill、Liberator、Hobbit、Steeson）、中國農業科學院作物科學研究所（平原50）、周口市農業科學院（周麥12、周8425B）、甘肅省農業科學院旱地農業研究所（隴鑒110）、山東省農業科學院（山農530070、山農330355-1）、河南省農業科學院（鄭9023）和甘肅省農業科學院小麥研究所（紅禿子、西農1號、魯麥22、綜抗58、矮抗58、中國春、中墨3號、牧雜選系、08SE9、08SE26、08SE30、DORICO、weebill*2/bvambling）。

表現中感的材料有38份，病情指數為8.20～43.75，平均30.83。表現高感的材料有58份，病情指數為18.47～93.00，平均56.47，其中Suwon 92/2*omar.s.s、CAO477、BY304、黑馬2號、黑馬7號、黑馬12號、魯麥23、條感601和晉麥47連續10 a病情指數均在80以上。

2.2 含已知抗銹基因載體品種（系）的抗性表現

抗性鑒定結果見表2、圖2。121份含有抗條銹基因的品種（系）中，表現高抗的材料10份，占比8.264%，平均病情指數0.16。其中3份材料表現為免疫，分別是攜帶抗條銹基因Yr5的T.spelta album、02-91-8-2（yr5）、AVS/6*Yr15，其余7份分別是攜帶Yr15的Dippes triumph、攜帶Yr8+Yr19的Compare、攜帶Yr3a+Yr4a+Yr12的Armada、攜帶Yr18+APR QTL的斯湯佩利、攜帶Yr3的WP3406、攜帶Yr3b+Yr4b的周麥17及攜帶YrZH22的周麥22。表現中抗的材料15份，占比12.397%，平均病情指數1.56。分別是攜帶Yr3a+Yr4a+Yr16的Vilmorn 27、Champlein、Atou，攜帶DR的Flinor，攜帶Yr1+Yr2+APR QTL的Ibis，攜帶Yr25的TP1295，攜帶YrDa1+YrDa2的Dams，攜帶Yr3b+Yr4b+YrH46的Hybrid46，攜帶Yr3a+Yr4a+Yr12的Arminda，攜帶Yr1+Yr2+Yr3a+Yr4a+Yr13的Hustler和Mardler，攜帶Yrsp的Spaldings Prolifique，攜帶Yr3a+Yr4a的Top，攜帶Yr17的Madsen，攜帶Yr3的里勃留拉。表現為慢銹的材料有61份，占比50.413%，平均病情指數10.9。多數材料攜帶2個及以上已知基因，如Nord DespreⅠ（Yr3+YrND）、Mega（Yr3a+Yr4a+Yr12）、Maris Widgon（Yr3a+Yr4a+Yr16）、Hobbit（Yr3a+Yr4a+Yr14+YrHVII）、 Druchamp（Yr3a+YrD+YrDru+YrA5+YrA6）和Stephens（Yr3a+Yr5+Yrste+YrA7+YrA8）等。表現為中感的材料17份，占比14.050%，平均病情指數30.83；表現為高感的材料18份，占比14.876%，平均病情指數51.79。

3 討論與結論

長期進行小麥種質資源抗病性監測對抗病基因的布局及病害流行預測具有重要意義［13 ］。對國內外376份抗源材料長達10年抗病性鑒定的結果表明，表現抗病的材料88個，占鑒定材料的23.404%，其中免疫及高抗材料26份、中抗材料62份。T. spelta album、08SE13、08SE17、AVS/6* Yr15等7份免疫或近免疫材料可根據其農藝性狀直接或間接用于小麥抗病育種中。部分材料（94異- 15、OSUW8135、Spaldings Prolifique、Hybrid46、Hustler、CP93-12-10-1、德國8661、Mardler、GB23、 Axminstar、紅挑頭、 Dams、 Benno、 Prophet、OSUW8068、小披96-1、Champlein等）在前幾年田間抗病性表現為免疫或近免疫，2018年后反應型逐步表現為2型或3型，嚴重度達到25%，整體表現為中抗或慢銹型，表明這部分材料將逐步喪失抗性，這可能與小麥條銹菌生理小種條中34號的流行有關［14 - 16 ］。這部分材料應持續加強后續監測，提早進行品種合理布局和必要的更替。

在含已知抗銹基因材料中，攜帶有Yr3、Yr5、Yr10、YrZH22的材料表現為免疫和近免疫，攜帶有Yr1、Yr2、Yr3a、Yr4a、Yr3b、Yr4b、YrDa1、YrDa2、Yr16、Yr13、Yr25、Yrsp、YrH46等多個或單個抗病基因的材料表現為高抗。李式昭等［17 ］發現，Yr5和Yr15對四川優勢條銹病混合菌系一直持續表現抗性，是四川省有效的抗病基因。本研究中，成株期表現免疫和近免疫的品種攜帶有抗條銹基因Yr5和Yr15。Yr5和Yr15基因分別來源于斯卑爾脫小麥T. spelta album和四倍體野生二粒小麥T. turgidum dicoccoides，位于2BL和1BS染色體，但其在國內小麥抗病育種中卻未被廣泛應用［18 ］。將這些抗條銹基因轉移到豐產品種中去，利于提高豐產品種抗條銹基因的豐富度，是解決當前由條中34號造成品種抗性喪失的一條途徑。目前，仍有大部分抗性材料的抗性基因等信息未知，還需結合基因推導等手段對當前抗性資源的抗源背景進行進一步研究利用。

多抗源材料抽穗期晚，與早熟品種或骨干親本花期不遇，難以組配雜交組合，即使成功組配，也可能因F2表現貪青晚熟、綜合性狀表現不突出、配合力差等原因導致難以選擇。因此，在選配組合時應加大選配組合的概率，在F1進行回交或復交，加大農藝性狀的改造，并對F3株系進行有目的改造，有助于創造綜合農藝性狀初步改良的中間材料并縮短育種年限。

抗病品種的推廣應用是防治小麥條銹病的有效手段，大面積推廣單一免疫品種可能會加快小麥條銹菌生理小種的變異，進而造成病害的大流行。在抗源材料的應用中，多數利用的是一些免疫和近免疫的材料，但抗銹機制十分復雜，抗銹性還應包括慢銹性、持久抗性、溫敏抗性、高溫抗性及耐銹性等［8 ］。本試驗中，表現慢銹的材料有192個品種（系），這部分材料雖然屬中感或感病反應型，但病情指數始終穩定在很低的水平，也有很好的抗銹性。對這類材料應該重視其研究和利用價值，應用到抗銹育種中，提高品種的多抗性。

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