李志江，賈冠清，李祥羽，李易初，馬金豐，智 慧，湯 沙，張 碩，柴 楊，李艷東，刁現(xiàn)民

（1黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種研究所，哈爾濱 150086；2中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081；3黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，哈爾濱 150086）

谷瘟病菌生理小種鑒別及谷子標(biāo)準(zhǔn)品種體系的構(gòu)建

李志江1，賈冠清2，李祥羽1，李易初3，馬金豐1，智 慧2，湯 沙2，張 碩2，柴 楊2，李艷東1，刁現(xiàn)民2

（1黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種研究所，哈爾濱 150086；2中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081；3黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，哈爾濱 150086）

【目的】谷瘟病是谷子生產(chǎn)中的重要病害，確定谷瘟病菌不同生理小種對谷子抗病資源鑒定、抗病品種培育和生產(chǎn)上不同抗病品種的合理配置有重要意義。構(gòu)建谷瘟病小種鑒別的谷子品種體系，為鑒別不同谷瘟病生理小種奠定基礎(chǔ)?！痉椒ā坑貌杉圆煌茸赢a(chǎn)區(qū)的10份谷瘟病菌對苗期谷子核心種質(zhì)資源的60份代表品種進行接種鑒定，分別對不同菌株進行致病性和谷子品種抗、感敏感性判定，按照谷子谷瘟病0—9級法劃分標(biāo)準(zhǔn)進行劃分，將不同的抗性結(jié)果分別記錄為高抗、抗病、中抗、感病和高感5個抗病水平，其中，高抗、抗病和中抗記作0，感病和高感記作1，將抗感性結(jié)果轉(zhuǎn)化為0/1數(shù)據(jù)，用NTSYS軟件構(gòu)建進化樹，根據(jù)品種的抗感性分類，選擇最少的品種數(shù)量構(gòu)建谷瘟病小種鑒定的標(biāo)準(zhǔn)品種體系。【結(jié)果】根據(jù)谷子資源對接種病菌的抗感反應(yīng)差異，用NTSYS軟件開展谷瘟病菌致病性聚類分析，以相似系數(shù)0.70為界，將10個谷瘟病菌株分為3類，將供試品種對10個谷瘟病菌株的抗感反應(yīng)數(shù)據(jù)同樣用NTSYS軟件進行聚類分析，以相似系數(shù)0.65為界，將谷子品種資源劃分為5類，并篩選出單皮粘、金屏谷子、錦谷5號、大毛毛谷、龍爪谷、假金苗和牛頭谷等7個品種作為谷瘟病小種鑒別品種體系。同時篩選出黃棒頭、齊頭黃、單皮粘、白谷、維子那谷和鄭谷4號等6個抗廣譜菌株的品種，可以作為谷子抗病育種的抗性基因來源?！窘Y(jié)論】建立了一套谷瘟病生理小種鑒別的品種體系，并為谷子抗谷瘟病育種篩選出多份廣譜抗性基礎(chǔ)材料。

谷子；谷瘟??；核心種質(zhì)資源；生理小種；抗病性

0 引言

【研究意義】谷瘟病菌（Pyricularia setariae Nisikado）對谷子（Setaria italica L.）品種的致病性與水稻稻瘟病菌一樣，符合基因?qū)蚣僬f，均具有小種特異性[1]。谷瘟病是中國谷子主產(chǎn)區(qū)的主要病害之一[2-3]，可造成谷子生產(chǎn)嚴(yán)重減產(chǎn)甚至絕收[4-7]。谷瘟病生理小種的鑒定和劃分有利于弄清谷瘟病菌小種類群、區(qū)系分布以及谷瘟病菌消長變化規(guī)律等，為選育和應(yīng)用抗病品種以及合理布局和更換品種提供指導(dǎo)?！厩叭搜芯窟M展】谷子在整個生長期都可感染谷瘟病菌，分別引起苗瘟、葉瘟、節(jié)瘟、穗頸瘟和穗瘟，其中，葉瘟和穗瘟造成的減產(chǎn)程度最大。20世紀(jì)70年代和80年代，吉林省發(fā)生大面積的谷瘟病，僅德惠、九臺、扶余三縣受害面積就達1萬公頃，一般減產(chǎn)20%—30%，嚴(yán)重的減產(chǎn)50%—70%，損失糧食達4 000噸[4-5,7]。進入21世紀(jì)，谷瘟病仍然危害嚴(yán)重，并呈現(xiàn)出同銹病、紋枯病等病害交替爆發(fā)的現(xiàn)象。近幾年，谷瘟病發(fā)病有加重的趨勢：河北、河南、山東等夏谷種植區(qū)域，谷瘟病和銹病混合發(fā)病，在谷子生產(chǎn)上造成嚴(yán)重減產(chǎn)，高感谷瘟病品種的推廣，更加劇了谷瘟病的發(fā)生。選擇抗病品種是防治谷瘟病最經(jīng)濟、有效的措施，但是單一抗病品種長時間大面積種植容易對田間病菌形成選擇壓[8]，導(dǎo)致生理小種發(fā)生變異，寄主抗性減退甚至喪失。因此，需要了解谷瘟病菌田間生理小種組成，鑒定推廣品種的抗性，同時挖掘新的抗病資源用于谷瘟病抗病育種。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院等多家育種單位，自20世紀(jì)70年代以來先后對不同地區(qū)的種質(zhì)資源和優(yōu)良品種進行了抗谷瘟病鑒定，篩選出一部分抗谷瘟病材料[9-11]?！颈狙芯壳腥朦c】1985年，YAN等[5]用6個谷子鑒別品種將采自10個省份的711個谷瘟病單孢分離菌分為7群32個小種，這是谷子上僅有的1套谷瘟病小種鑒別體系[3]，且由于時間太久，該體系6個谷子品種的確切來源和基因型已無從考證，已不能夠滿足目前谷瘟病生理小種鑒定的需要。JIA等[12]構(gòu)建了首個谷子核心種質(zhì)群體，該群體涵蓋了國內(nèi)谷子主要栽培區(qū)域的農(nóng)家品種和育成品種以及國外搜集的材料，最能代表谷子遺傳群體結(jié)構(gòu)，為谷瘟病抗性鑒定標(biāo)準(zhǔn)品種的篩選提供了基礎(chǔ)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究用采自谷子主產(chǎn)區(qū)的10個谷瘟病單孢菌對60份選自谷子核心種質(zhì)資源的品種進行苗期接種鑒定，通過聚類和抗性分析，構(gòu)建谷瘟病生理小種鑒別的標(biāo)準(zhǔn)品種體系，解決谷瘟病小種鑒定缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)品種體系的問題，對摸清中國谷子主產(chǎn)區(qū)谷瘟病主要生理小種的分布，以及開展抗病育種和有針對性地進行抗病品種布局都具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料來源

供試的60份谷子核心種質(zhì)資源由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所提供，包含國內(nèi)谷子主要栽培區(qū)域的農(nóng)家品種和育成品種以及部分國外搜集的材料（表1）。

采用溫室盆栽的方法進行鑒定。將谷子播種在裝有肥沃黑土的營養(yǎng)缽內(nèi)，每個營養(yǎng)缽種植1份材料，每份材料挑取籽粒飽滿的谷粒20粒，均勻播種在營養(yǎng)缽內(nèi)。

表1 60個谷子品種對10個谷瘟病菌株抗感反應(yīng)Table 1 Sensitive reactions of 60 foxtail millet varieties to 10 millet blast isolates

續(xù)表1 Continued table 1

60個品種分別接種10個谷瘟病菌株，每個處理設(shè)3次重復(fù)，共計30個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，播種后10—15 d長出1—2片葉時進行間苗，每個營養(yǎng)缽定苗15株。

1.2 供試菌株的準(zhǔn)備

10個谷瘟病菌菌株由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所在各地采集（圖1），由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所分離，并接種高粱粒，經(jīng)10—15 d，將長滿菌絲體的高粱粒用無菌水洗下菌絲，濾干后，平攤在鋪有1—2層濕紙的搪瓷盤內(nèi)，上蓋1—2層紗布，置于17—25℃室溫下4—5 d，使其生長孢子，制成孢子懸浮液，在顯微鏡10×10倍的視野下觀察，每個視野的孢子數(shù)量平均為20—30個，進行接種。每個菌株對60個供試品種均進行接種。

1.3 接種

于苗齡4—5葉期用噴霧器噴霧接種，接種后用遮陽網(wǎng)及塑料薄膜進行全面遮蓋，保持高溫、高濕條件12—15 h，促進發(fā)病。

1.4 病情鑒定和分級標(biāo)準(zhǔn)

于苗齡6葉期調(diào)查發(fā)病情況。病斑反應(yīng)型是進行谷瘟病定級的主要依據(jù)。用目測法調(diào)查記載不同品種葉片上的病斑反應(yīng)型，谷瘟病分級標(biāo)準(zhǔn)按照谷子谷瘟病0—9級法劃分標(biāo)準(zhǔn)進行劃分[13]，免疫材料（0級）記為IM；高抗材料（1級）記為HR；抗?。?級）記為R；中抗（5級）記為MR；感?。?級）記為S；高感（9級）記為HS（圖2）。

圖1 10個谷瘟病菌在谷子主產(chǎn)區(qū)的分布Fig. 1 Distribution of 10 blast isolates in foxtail millet planting area

1.5 抗性頻率、毒性頻率和侵染率計算

參照水稻中稻瘟病抗性頻率和毒性頻率的計算方法，抗性頻率 =（對供試品種表現(xiàn)抗病的菌株數(shù)/測試總菌株數(shù)）×100%[14]；毒性頻率 =（對供試品種表現(xiàn)感病菌株數(shù)/測試總菌株數(shù)）×100%[15]。某一菌株對品種的侵染率 = 能夠侵染的品種數(shù)量/品種總數(shù)量×100%。

1.6 聚類分析

分別將供試的10個菌株與60份谷子品種的抗感性轉(zhuǎn)換成0、1數(shù)據(jù)，用NTSYS軟件進行系統(tǒng)聚類分析。

圖2 不同品種谷子對谷瘟病菌的病斑反應(yīng)類型Fig. 2 Reaction type of millet blast for different varieties of foxtail millet

1.7 鑒別品種選擇原則

參照水稻鑒別品種的選擇標(biāo)準(zhǔn)[16]，遵循以下幾個原則：（1）在3次重復(fù)中對菌株的抗感性表現(xiàn)明確并且相對穩(wěn)定；（2）能夠較容易的將不同的生理小種區(qū)分，即一個品種可以區(qū)分多個小種；（3）在生產(chǎn)和育種中有較高的應(yīng)用價值；（4）盡量選擇國內(nèi)公知公用的品種。

2 結(jié)果

2.1 谷子品種對10個菌株抗性結(jié)果

接種后7 d，調(diào)查60個品種對10個菌株抗感反應(yīng)（表1），對10個菌株都表現(xiàn)抗病的品種僅有單皮粘1個品種，黃棒頭、齊頭黃和白谷對多數(shù)菌株表現(xiàn)抗病，僅對其中1到2個菌株表現(xiàn)中抗，對谷瘟病抗病性表現(xiàn)明顯；維子那谷和鄭谷4號雖然對10個菌株均抗病，但是對4—6個菌株表現(xiàn)為中抗，抗病反應(yīng)不是十分明確；對10個菌株均表現(xiàn)感病或高感的品種多達11個；其他品種則抗1—9個菌株不等，表現(xiàn)出不同品種谷子對谷瘟病菌株抗性的多樣性。

2.2 鑒別品種的篩選及生理小種命名

2.2.1 鑒別品種的篩選 結(jié)合60個品種對10個谷瘟病菌的抗性頻率（表2）和聚類分析（圖3）結(jié)果，將參試品種分為高抗品種群、中抗品種群、中感品種群和高感品種群，從中選擇鑒別品種。

高抗品種群：包括黃棒頭、齊頭黃、單皮粘、白谷、維子那谷、鄭谷4號、新農(nóng)691、嫩選十二號、廣8、毛大粒、承農(nóng)2號、紅苗老來變、紅谷、九谷14等14個品種，抗性頻率為80%—100%，它們對大多數(shù)參試菌株表現(xiàn)高抗、抗病或中抗。其中單皮粘對10個菌株均表現(xiàn)抗病或高抗，抗性反應(yīng)更明確、穩(wěn)定，因此，選擇能夠代表東北谷子產(chǎn)區(qū)且抗性頻率為100%的單皮粘作為鑒別品種。

中抗品種群：抗病頻率為60%—70%，包括金屏谷子、黃苗谷子、SSR25、紫力根、錦谷5號、金德、三紅苗等7個品種。其中金屏谷子、錦谷5號和金德對10個菌株抗病反應(yīng)比較明確，僅對2—3個菌株抗病反應(yīng)表現(xiàn)為中抗，其他品種對10個菌株抗病反應(yīng)中多數(shù)表現(xiàn)為中抗，抗病反應(yīng)不明確，不予選擇，金德來源于美國，因此不予選擇，最終選擇能夠代表夏谷種植區(qū)域抗性頻率為70%的金屏谷子和抗性頻率為60%的育成品種錦谷5號作為鑒別品種。

中感品種群：抗性頻率為30%—50%，包括西1-2-4、大毛毛谷、公谷5號、黃大粒、茭谷、中谷1、黃谷、二白谷、龍輻60533、魯谷9號、龍爪、晉谷20、安06h-8023、2015、晚貓爪粘、龍爪谷子等16個品種。大毛毛谷、中谷1、二白谷和安06h-8023抗病反應(yīng)表現(xiàn)均比較明確，二白谷是新疆農(nóng)家品種，不是谷子主產(chǎn)區(qū)，不予選擇，大毛毛谷的抗性頻率為50%，中谷1和安06h-8023都對GW8-2、GW10和GW2013有抗性，不具代表性，且中谷1和安06h-8023在種質(zhì)資源庫中無統(tǒng)一編號，因此，選擇大毛毛谷作為鑒別品種。

高感品種群：抗性頻率0—20%，有23個品種，占參試品種的38.33%。其中，龍爪谷和假金苗抗性頻率均為20%，抗感反應(yīng)十分明確，因此，選擇甘肅鎮(zhèn)原縣的龍爪谷和內(nèi)蒙古的假金苗作為鑒別品種。在高感品種中，牛頭谷對10個菌株均表現(xiàn)高感，因此選擇牛頭谷作為是否接種上谷瘟病菌的感病指示品種。

根據(jù)4個品種群的分析，初步篩選出單皮粘、金屏谷子、錦谷5號、大毛毛谷、龍爪谷、假金苗和牛頭谷等7個品種作為鑒別品種。

表2 參試品種的抗性頻率Table 2 The resistance frequency of foxtail millet varieties tested

2.2.2 谷瘟病生理小種的分類和命名 選擇的7個鑒別品種根據(jù)抗病程度，分別用英文字母A、B、C、D、E、F、G代表，并作為谷瘟病類群劃分標(biāo)識，進行谷瘟病生理小種分類時，在A品種單皮粘上呈感病反應(yīng)的谷瘟病小種均屬A群；在A品種表現(xiàn)抗病而在B品種金屏谷子上呈感病反應(yīng)的谷瘟病小種均屬B群；在A、B品種上表現(xiàn)抗病而在C品種錦谷5號上呈感病反應(yīng)的谷瘟病小種均屬C群；依次類推，分別劃分D、E、F、G群，若遇到對全部鑒別品種均顯示抗病反應(yīng)時，另列為H群。按照GILMOUR[17]的八進位法進行谷瘟病生理小種命名，先將鑒別品種分為3組，每個鑒別品種編上固定的數(shù)碼，第一組的單皮粘、金屏谷子、錦谷5號分別為1、2和4；第二組的大毛毛谷、龍爪谷、假金苗依次為10、20和40；第三組的牛頭谷為100。被測的生理小種編號就是能夠被菌株侵染的品種數(shù)字之和[18]。例如在1—7鑒別品種上的反應(yīng)為RRRRSSS的菌株，在A、B、C和D品種上表現(xiàn)抗病，在E品種上表現(xiàn)感病，屬于E群小種，在后面的其他鑒別品種上都表現(xiàn)為感病，則小種號是E、F和G這3個品種固定數(shù)碼之和：20+40+100=160，為避免與第一套谷子鑒別體系生理小種命名混淆，用“中國”的“中”的漢語拼音zhong的第一個字母寫在首位，Z字以后寫上所屬類群，小種編號在右下側(cè)表示，因此，該生理小種記作ZE160。10個菌株根據(jù)命名規(guī)則，分別被分成8個生理小種（表3）。

表3 8個谷瘟病菌生理小種侵染率Table 3 The infection rate of 8 millet blast physiological races

2.3 谷子品種的抗病性分析

根據(jù)60個品種對10個谷瘟病菌株抗感性不同，對10個谷瘟病菌株的抗性頻率進行統(tǒng)計分析（表2）供試品種的抗性存在明顯差異，其中，抗性頻率100%的品種有6個，包括黃棒頭、齊頭黃、單皮粘、白谷、維子那谷、鄭谷4號等，占參試品種的10.00%；抗性頻率為0的品種有11個，占參試品種的18.33%；抗性頻率低于30.00%的品種占到了53.33%，對大多數(shù)谷瘟病菌感病，抗譜較窄；其他43個品種對不同的谷瘟病生理小種表現(xiàn)了不同反應(yīng)。

將供試品種對10個谷瘟病菌株的抗感反應(yīng)數(shù)據(jù)用NTSYS軟件進行聚類分析，以相似系數(shù)0.65為界，將60個品種分為五組（圖3）：第一組有13個品種，這一組的抗性頻率從80%到100%，高抗谷瘟病；第二組有8個品種，抗性頻率從50%到80%，中抗谷瘟??；第三組包括5個品種，抗性頻率從40%到60%，中感谷瘟?。坏谒慕M僅包含4個品種，抗性頻率從20%到40%，中感谷瘟病；第五組包含30個品種，抗性頻率從0到30%，其中牛頭谷、餓死牛、隴谷3號等11個品種對8個生理小種都表現(xiàn)感病，高感谷瘟病。

2.4 生理小種的致病性分析

對8個生理小種的侵染率進行統(tǒng)計（表3），結(jié)果表明，不同地理來源的生理小種侵染率存在較大差異。大多數(shù)生理小種的侵染率較高，致病能力較強，其中來自遼寧水保所試驗基地的谷瘟病菌致病能力最強，侵染率達76.67%，只有在山西采集的2個谷瘟病菌株致病能力相對較弱，侵染率均低于50%。這說明不同菌株在侵染能力和致病性方面表現(xiàn)了較豐富遺傳多樣性。

通過分析10個谷瘟病菌株對60個谷子核心種質(zhì)資源的致病性，用NTSYS軟件對結(jié)果進行聚類分析，以相似系數(shù)0.70為界，10個谷瘟病菌株被分為Ⅲ類（圖4），第Ⅰ類侵染率46.67%—76.67%，包含6個生理小種：ZE160、ZD150、ZF140、ZB172、ZB174和ZB176；第Ⅱ類包括2個生理小種：ZE120和ZE160；侵染率分別為35.00%和50.00%；第Ⅲ和只包括一個生理小種ZC164，侵染率為53.33%。10個谷瘟病菌株被分為B、C、D、E和F等5群8個生理小種，其中B群、C群和E群各有2個生理小種；D群和F群各有1個生理小種。谷瘟病菌株侵染率均較高，如黑龍江、山東、遼寧、甘肅等谷子主產(chǎn)區(qū)的生理小種侵染率均超過了60%，不同種群的生理小種分布不存在地理偏向性。

圖3 60個品種對10個谷瘟病菌株抗感性構(gòu)建的聚類圖Fig. 3 The cluster of the 60 varieties based on the resistance to 10 millet blast isolates

圖4 10個谷瘟病菌株之間的致病性關(guān)系Fig. 4 The relationship of pathogenicity among 10 millet blast isolates

3 討論

谷瘟病對谷子生產(chǎn)造成巨大危害，其生理小種由于環(huán)境和寄主的變化不斷發(fā)生變異，導(dǎo)致寄主抗性逐漸減退甚至喪失。因此，從谷子核心種質(zhì)資源庫篩選抗病品種，建立谷瘟病鑒別品種體系，明確谷子主產(chǎn)區(qū)谷瘟病菌的田間生理小種組成以及優(yōu)勢生理小種的分布和狀態(tài)，監(jiān)測推廣品種的抗性，根據(jù)品種對不同生理小種的抗性，合理種植對當(dāng)?shù)貎?yōu)勢生理小種具有相應(yīng)抗性的品種[7]，對防范谷瘟病嚴(yán)重發(fā)生具有重要意義。

3.1 廣譜抗性材料的篩選

對核心種質(zhì)資源進行抗谷瘟病鑒定，篩選廣譜抗谷瘟病材料，是挖掘谷子中蘊含的抗谷瘟病基因的有效方法。本研究采用的是溫室苗期鑒定法，從60份核心種質(zhì)資源中篩選出6份廣譜抗性材料，這些寶貴的抗谷瘟病資源可以作為雜交親本用于抗病育種；也可以用于谷瘟病抗性基因的標(biāo)記和克隆等基礎(chǔ)研究?？剐灶l率越高，品種攜帶多個谷瘟病抗性基因的幾率越大，品種對谷瘟病生理小種的抗譜越廣，品種的抗病性越好，在谷子生產(chǎn)中應(yīng)用價值越大。本研究中，抗性頻率大于50%的有24個品種，占參試品種的40%，它們可以作為抗性資源，用于改良谷子品種的谷瘟病抗性；抗性頻率較低的品種抗譜較窄，不宜在谷子主產(chǎn)區(qū)大規(guī)模種植，育種選作親本也應(yīng)當(dāng)慎重。在60份核心種質(zhì)資源中，滄谷3號和紅鈣谷、假金苗和95307、齊頭黃和單皮粘等品種對10個谷瘟病菌的抗感反應(yīng)表現(xiàn)完全相同，表明它們對這些谷瘟病菌株的抗性基因可能是完全相同的，或者說是等效的。齊頭黃和單皮粘分別是江蘇和吉林的農(nóng)家品種，地理環(huán)境相差巨大，但對谷瘟病的抗性則表現(xiàn)一致，說明谷子對谷瘟病的抗性和地理分布沒有直接關(guān)系，而跟品種本身的基因組成有關(guān)，因此，今后可以通過挖掘國內(nèi)外不同地理來源的谷子品種蘊含的廣譜抗谷瘟病基因，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

谷子品種資源多數(shù)對谷瘟病菌生理小種抗譜不廣，谷瘟病生理小種分布規(guī)律尚不明確，需要在挖掘現(xiàn)有抗谷瘟病資源基礎(chǔ)上，利用遠緣雜交等手段，尋找更多的抗源。水稻種質(zhì)資源蘊涵豐富的抗稻瘟病資源[19-20]，楊健源等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在水稻三黃占2號EMS誘變突變體庫中包含多種稻瘟病抗性類型，因此，也可利用谷子EMS突變體庫，挖掘新的抗谷瘟病資源，為抗谷瘟病基因的克隆和育種應(yīng)用奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.2 谷瘟病生理小種鑒定的標(biāo)準(zhǔn)體系建立

1974年，曹功懋等[22]首先報道了粟瘟病菌存在致病性分化，閻萬元等[5]用吉林省地區(qū)的18個單孢分離菌，對246個谷子品種進行測定，最后選定了白沙粘310、衡研130、魯谷2號、新農(nóng)761、羅谷6號、金鑲玉等6個品種作為鑒別品種，將來自北方10個?。▍^(qū)）的711株單孢分離菌劃分為7群32個生理小種，建立了第一套鑒別谷瘟病菌生理小種的鑒別品種，明確了中國北方谷子產(chǎn)區(qū)谷瘟病的優(yōu)勢小種，在當(dāng)時起到非常重要的作用。但是，隨著谷瘟病菌致病性的演化[23-24]，目前，一套鑒定品種已經(jīng)很難適應(yīng)中國不同?。ㄊ?，地區(qū)）鑒別谷瘟病菌生理小種的需要[5]，且這套谷子品種材料因多年無人應(yīng)用和管理，確切基因型和種子來源已不清楚。本研究利用谷子主產(chǎn)區(qū)的10個谷瘟病單胞菌株，對60份谷子核心種質(zhì)資源接種鑒定，從谷子核心種質(zhì)資源中初步篩選出7份谷子品種作為鑒別品種，建立了第二套谷瘟菌小種鑒別標(biāo)準(zhǔn)品種。但限于本研究涉及的谷瘟病采樣數(shù)目，本研究所建立的小種鑒定標(biāo)準(zhǔn)品種體系也需進一步核實驗證，在應(yīng)用中逐步完善。

在抗病育種中，品種所攜帶的基因數(shù)目越多越好，而鑒別標(biāo)準(zhǔn)品種則需要為單基因控制[25]，谷子的兩套鑒別品種均未實現(xiàn)抗病基因的克隆，僅僅是按照菌株分類選擇的品種，隨著谷子測序的完成以及谷子功能基因組研究平臺的建立，利用抗性頻率低的谷子品種攜帶抗谷瘟病單基因可能性較大的特點，通過與普感品種雜交，可快速獲得攜帶單抗基因的材料，并應(yīng)用于今后的近等基因系構(gòu)建及抗病基因的定位與克隆研究。

4 結(jié)論

選用60份谷子核心種質(zhì)資源，從中選出單皮粘、金屏谷子、錦谷5號、大毛毛谷、龍爪谷、假金苗和牛頭谷7個品種作為鑒別品種，建立了第二套谷瘟病生理小種鑒別標(biāo)準(zhǔn)品種。將來自包括河北、河南、山西、內(nèi)蒙古、黑龍江等谷子主產(chǎn)區(qū)采集分離的10份谷瘟病菌單孢分成8個生理小種，篩選出黃棒頭、齊頭黃、單皮粘、白谷、維子那谷和鄭谷4號等6個抗廣譜菌株的基礎(chǔ)材料，作為谷子抗谷瘟病育種的抗病基因來源。

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（責(zé)任編輯 李莉）

Determination of Standard Varieties for Identifying Physiological Races of Foxtail Millet Blast Fungus

LI Zhi-jiang1, JIA Guan-qing2, LI Xiang-yu1, LI Yi-chu3, MA Jin-feng1, ZHI Hui2, TANG Sha2, ZHANG Shuo2, CHAI Yang2, LI Yan-dong1, DIAO Xian-min2
(1Institute of Crop Breeding, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086;2Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081;3Institute of Plant Protection, Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences, Harbin 150086)

【Objective】Foxtail millet blast (Pyricularia setariae Nisikado) is an important disease, which could cause reduced production and quality of foxtail millet, and the identification of different millet blast physiological races are very important for evaluating the resistant resources, breeding of resistant varieties and reasonable allocation of different resistant varieties for cultivation. The goal of this study is to determine standard varieties for the identification of physiological races of millet blast fungus, which would establish a basis for the evaluation of resistance of foxtail millet to different blast races. 【Method】 Sixty foxtail millet varieties collected from different geographical regions in China were inoculated using ten foxtail millet blast isolates sampled fromdifferent eco-regions. Statistical results of the sensitive reaction of 60 foxtail millet varieties to 10 blast isolates were recorded into excel format according to 0-9 grade standards of millet blast. The different resistant results were recorded as high resistance, resistance, middle resistance, sensitivity and high sensitivity. The high resistance, resistance, middle resistance were denoted with 0, and the sensitivity and high sensitivity were denoted with 1. The results were changed to 0/1 to construct the phylogenetic tree by NTSYS. Based on the resistant and infected results of sixty varieties to ten blast isolates, the standard identification system of foxtail millet blast were constructed. 【Result】Clustering analysis based on the pathogenicity of ten blast isolates and resistance of sixty varieties was conducted, respectively. The foxtail millet blast isolates were grouped into three clusters by similarity coefficient 0.70 as boundary, and foxtail millet varieties were divided into five categories by similarity coefficient 0.65 as boundary. Seven varieties, including Danpinian, Jinpingguzi, Jingu5, Damaomaogu, Longzhuagu, Jiajinmiao and Niutougu, were applied as standard identification varieties. The resistant varieties, Huangbangtou, Qitouhuang, Danpinian, Baigu, Weizinagu, and Zhenggu4 with broad spectrum resistance were screened, which could be used as the resources of resistant gene in foxtail millet blast disease breeding.【Conclusion】This study screened a set of standard varieties for foxtail millet blast fungus identification, and identified several genetic stocks with broad-spectrum resistance to foxtail millet breeding.

foxtail millet; Pyricularia setariae; core germplasm; physiological race; disease resistance

2016-04-11；接受日期：2016-06-06

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-07-12.5-B15）

聯(lián)系方式：李志江，Tel：0451-86668742；傳真：0451-86667448；E-mail：lizhijiang12@163.com。通信作者刁現(xiàn)民，Tel：010-62126889；E-mail：diaoxianmin@caas.cn