李秀花，馬 娟，高 波，王容燕，陳書龍

(河北省農(nóng)林科學院植物保護研究所/河北省農(nóng)業(yè)有害生物綜合防治工程技術研究中心/農(nóng)業(yè)部 華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室，河北保定 071000)

小麥孢囊線蟲病是危害小麥、大麥和燕麥等禾谷類作物的重要線蟲病害，病原種類多[1]，其中禾谷孢囊線蟲(Heteroderaavenae)、菲利普孢囊線蟲(H.filipjevi)和麥類孢囊線蟲(H.latipons)分布廣、危害重[2]。我國小麥孢囊線蟲病的病原種類目前主要有兩種，分別為禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲。禾谷孢囊線蟲自1989年首次在湖北省天門縣發(fā)現(xiàn)以來[3]，目前已遍及我國15個省市[4]，其危害呈逐年加重趨勢，給小麥的安全生產(chǎn)造成巨大威脅。而菲利普孢囊線蟲主要在河南和安徽等部分地區(qū)發(fā)生為害[5-6]。

防治小麥孢囊線蟲病最經(jīng)濟、安全、有效的途徑是種植抗病品種[7]，澳大利亞、瑞典和法國等在大麥、燕麥、小麥及其近緣種屬中已篩選出一批對孢囊線蟲不同致病型有抗性的種質(zhì)資源，并成功用于抗病品種選育中[8-9]。我國針對孢囊線蟲抗病品種的選育工作相對滯后，目前主要集中于抗病品種篩選上。李秀花等[10]通過接種方法測試了114份國外小麥品種(系)和42份國內(nèi)小麥與燕麥品種的抗病性，從國外品種中篩選出15個高抗品種(系)，而國內(nèi)所有參試品種均感病。鄭經(jīng)武等[11]對國內(nèi)22個小麥栽培品種和來源于澳大利亞的25份麥類作物材料進行了抗病性鑒定，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)品種對H.avenae山西太谷群體均感病，而來自澳大利亞的材料大部分表現(xiàn)抗病。袁紅霞等[12]通過室內(nèi)盆栽接種和田間病圃鑒定了75個小麥品種對菲利普孢囊線蟲河南許昌群體的抗性，發(fā)現(xiàn)14個品種抗病。劉炳良等[13]測試了40個小麥栽培品種對禾谷孢囊線蟲的抗病性，發(fā)現(xiàn)35個品種為感病，2個為中抗，3個為高感。說明我國大部分小麥品種缺乏對該病原線蟲的抗性。國際玉米與小麥改良中心(CIMMYT)具有豐富的抗孢囊線蟲小麥種質(zhì)資源。本課題組近年從該中心引進了一些新的品種資源。為明確其對本地線蟲種群的抗性，擬對這些材料以及部分本地生產(chǎn)品種進行抗禾谷孢囊線蟲鑒定，旨在為我國小麥抗孢囊線蟲品種的選育與利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料及來源

供試小麥種質(zhì)共70份，其中國外小麥品種(系)41份(22份冬小麥，19份春小麥)由國際玉米與小麥改良中心Julie Nicol博士惠贈；國內(nèi)適用于本區(qū)域種植小麥品種29份，其中28份小麥生產(chǎn)品種和1份飼草用小麥品種，均購自市場。

1.2 禾谷孢囊線蟲的采集和二齡幼蟲的獲得

于12月中旬在河北省安新縣小麥孢囊線蟲病重病田取回病土，采用漂浮法[14]進行分離，挑取孢囊，用無菌水沖洗5次，于15 ℃恒溫孵化，每天收集孵化的二齡幼蟲，洗滌并于4 ℃存放備用。經(jīng)過形態(tài)和分子鑒定，該群體屬于禾谷孢囊線 蟲。接種用的二齡幼蟲在4 ℃存放時間不超過 10 d。

1.3 不同小麥品種對禾谷孢囊線蟲的抗性測定

1.3.1 室內(nèi)測定

小麥種子經(jīng)0.5%次氯酸鈉消毒2～3 min，流水沖洗干凈后，在25 ℃培養(yǎng)箱中催芽，待胚根長達2 cm時，分別播入含消毒土的小缽塑料管 (5 cm×20 cm)內(nèi)；將小缽塑料管放于培養(yǎng)室，培養(yǎng)6 d后一次性接種[15]，每管扎4個小孔，每株接種1 000條二齡幼蟲，平均接到4個孔內(nèi)，接種后前7 d溫度控制在16±1 ℃，然后將溫度升至 18±2 ℃，每天光照12 h(日光色鏑燈JLZ400D/F 400 W)，空氣濕度55%～60%，常規(guī)管理。

在接種57 d后，小心清洗小麥植株根系，檢查并記錄根系上的白雌蟲數(shù)，同時用漂浮法[14]分離土壤中的孢囊。統(tǒng)計單株形成的孢囊數(shù)量。依據(jù)Julie等[16]標準，以單株小麥根系孢囊數(shù)量≤5為高抗(HR)，5～10(<)為中抗(MR)，10～20(<)為中感(MS)，≥20為高感(HS)，每品種重復10株，以本地感病品種石新733為對照。

1.3.2 田間鑒定

參加田間抗病性鑒定的品種為國內(nèi)28份小麥品種，以感病品種石新733為對照。試點位于河北省安新市老河頭鎮(zhèn)(N39.00°，E115.90°)，土壤為粘性壤土。該地多年種植小麥，夏秋季種植玉米，小麥孢囊線蟲病發(fā)生嚴重。每品種小區(qū)面積為18 m2，重復3次，隨機排列。播種日期為2017年10月8日，播種量為300 kg·hm-2，正常田間管理。于播種前，每小區(qū)按9點取樣法用取樣器采集0～20 cm土層土樣，混勻后取200 mL土樣用漂浮法分離土樣中的孢囊數(shù)，并輕輕擠壓孢囊計數(shù)其中的卵和幼蟲數(shù)量，以確定土壤中孢囊線蟲基數(shù)(Pi)。于2018年5月22日小麥揚花期，采用5點取樣法，每小區(qū)用鐵鏟隨機取樣30株，保持根系完整，統(tǒng)計根系上和土壤中的白雌蟲數(shù)量。分別依據(jù)Julie等[16]標準和Ireholm[17]標準進行抗性評價。Ireholm[17]標準為以單株小麥根系形成的孢囊數(shù)量≤3個為抗病(R)，反之為感病(S)。小麥收獲后，測定土壤孢囊線蟲密度(Pf)，以Soriano等[18]標準進行評價，Pf/Pi≤1個為抗病(R)，反之為感病(S)。

2 結果與分析

2.1 CIMMYT小麥資源對禾谷孢囊線蟲保定群體的室內(nèi)鑒定抗性

供試的41個CIMMYT小麥品種(系)根系均被小麥孢囊線蟲侵染，并發(fā)育形成孢囊，對照石新733單株產(chǎn)生孢囊數(shù)量平均為34.7個，表現(xiàn)為高感。CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA(020615)、SOKOLL/SUNVALE兩個品系單株產(chǎn)生孢囊數(shù)量≤2.5個，為高抗品系，而SPN/MADSEN/3/WA 7163 SISTER/SA 463-GBR//STEPHENS、SIALA、AUS4030.7/2*PASTOR、CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA(020616)、CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA/JANZ、AUS4930 6.5/PASTOR、GS50a/PASTOR 7個品系為中抗，另有21個品種(系)表現(xiàn)中感，其他11個品種(系)表現(xiàn)高感(表1)。

表1 國外小麥品種(系)對禾谷孢囊線蟲保定群體的抗性(室內(nèi)鑒定)Table 1 Resistance of wheat cultivars or lines from abroad to Heterodera avenae Baoding population in greenhouse test

HR：高抗；MR：中抗；MS：中感；HS：高感。依照Julie等[16]評價標準。WW：冬小麥；SW：春小麥。 下同。

HR:High resistance; MR:Moderate resistance; MS:Moderate susceptibility; HS:High susceptibility; Resistance evaluated by criteria of Julie[16]. WW:Winter wheat; SW:Spring wheat. The same below.

2.2 河北省栽培品種對禾谷孢囊線蟲保定群體的室內(nèi)鑒定抗性

室內(nèi)鑒定結果表明，對照品種石新733單株產(chǎn)生孢囊數(shù)量平均為32.6個，表現(xiàn)為高感，其他參試的27個小麥生產(chǎn)品種和飼用小麥品種均表現(xiàn)高感。其中2個小麥品種津農(nóng)6號、冀麥2號和冬牧70小黑麥產(chǎn)生的孢囊數(shù)量較低，平均每株根系孢囊數(shù)量在21.3～22.7個之間(表2)。

表2 國內(nèi)冬小麥品種對禾谷孢囊線蟲保定群體的抗性(室內(nèi)鑒定)Table 2 Resistance of local wheat cultivars to Heterodera avenae Baoding population in greenhouse test

平均數(shù)：單株孢囊平均數(shù)。

Mean:Average of No. of cysts per plant.

2.3 國內(nèi)小麥品種對禾谷孢囊線蟲的田間病圃鑒定抗性

田間的抗病鑒定結果表明，采用不同的鑒定標準，其鑒定結果有一定差異。依據(jù)Julie等[16]評價標準，參試的29個品種中有11個品種表現(xiàn)感病，18個品種表現(xiàn)抗病，這和室內(nèi)接種法測得結果差異較大。按照Ireholm[17]評價標準，均表現(xiàn)感病，與室內(nèi)鑒定的結果一致；依據(jù)Soriano等[18]標準，供試的29個品種均表現(xiàn)感病，與室內(nèi)鑒定的結果相同。

3 討 論

3.1 禾谷孢囊線蟲的致病力與小麥品種抗病性

不同孢囊線蟲種群對同一小麥材料的致病力不同，CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA(020616)對H.avenae保定群體表現(xiàn)中抗，但對菲利普孢囊線蟲河南許昌群體中感[12]；AUS 4030.7/2*PASTOR (30857) 對H.avenae保定群體表現(xiàn)中抗，但對菲利普孢囊線蟲許昌群體高感[12]；GS50A、FRAME和 ALTAY 2000對H.avenae保定群體表現(xiàn)中感，但對菲利普孢囊線蟲許昌群體高感[12]；CROC_1/AE.SQUARROSA(224)//OPATA(020615)對H.avenae保定群體表現(xiàn)高抗，但對菲利普孢囊線蟲許昌群體高感[12]，VL411R對H.avenae保定群體和菲利普孢囊線蟲許昌群體均為高感；說明H.avenae保定群體和菲利普孢囊線蟲許昌群體對不同品種的致病力存在較大差異，因此抗病品種的篩選與利用必須利用品種推廣地的小麥孢囊線蟲種類或群體進行測試。我國各地小麥孢囊線蟲病的病原線蟲種類和致病型存在顯著差異[19-21]，這些國外種質(zhì)資源材料對我國其他省份小麥孢囊線蟲的群體抗性如何，均應進一步測定。

3.2 抗性標準

小麥種質(zhì)資源對小麥孢囊線蟲的抗性測定主要采用兩種方法：一種是室內(nèi)定量接種二齡幼蟲，以單株白雌蟲數(shù)評價品種抗感性，分別有Julie等[16]評價標準和Ireholm[17]評價標準；另一種是田間病圃測定，以Soriano等[18]的繁殖系數(shù)法評價品種抗性。室內(nèi)與田間的測試環(huán)境具有較大差異，在室內(nèi)測試中，溫濕度條件均有利于線蟲的遷移、侵染與發(fā)育，且室內(nèi)盆栽中接種的線蟲齡期一致且線蟲接近侵染靶標，導致最后形成的單株孢囊數(shù)量高于田間。在自然環(huán)境條件下，田間孢囊線蟲孵化時間不一致，侵染時期延長，其侵染與發(fā)育受田間土壤溫濕度變化的影響較大，導致形成的孢囊數(shù)量較低。在田間測試中，以繁殖系數(shù)Pf/Pi值評價品種抗感性，能充分體現(xiàn)田間的實際情況。因此建議在室內(nèi)測試采用Julie等[16]評價標準，也是國內(nèi)外采用最多的方法。在田間則采用Soriano等[18]的繁殖系數(shù)法更為適宜。在小麥揚花期調(diào)查采用Ireholm[17]標準和收獲前后采用Soriano等[18]的繁殖系數(shù)法鑒定結果較一致，所以在小麥揚花期調(diào)查單株白雌蟲數(shù)采用Ireholm[17]標準比采用Julie等[16]的標準更適合田間鑒定。

表3 本地栽培小麥品種對禾谷孢囊線蟲的田間抗性Table 3 Resistance of local wheat cultivars to H.avenae in the field experiments

A：Julie等[16]評價標準；B：Ireholm[17]評價標準；C:Soriano等[18]評價標準。R：抗??；S：感病。線蟲密度：指平均每毫升土壤里含有的禾谷孢囊線蟲卵和二齡幼蟲的數(shù)量。A:Evaluated by criteria of Julie[16]; B:Evaluated by criteria of Ireholm[17]; C:Evaluated by criteria of Soriano[18]. R:Resistance; S:Susceptibility. Population density:The average number of eggs and second stage juveniles per milliliter of soil.

3.3 抗性品種的利用

河北省生產(chǎn)上推廣的27份小麥栽培品種和1份牧草小麥品種(冬牧70小黑麥)均表現(xiàn)高感，說明我國抗小麥孢囊線蟲品種匱乏，該結論和前人的研究結果一致[10-13]。今后小麥育種工作者應加強對小麥孢囊線蟲的抗病育種工作。小麥品種津農(nóng)6號、冀麥2號形成的孢囊數(shù)較低。建議在生產(chǎn)上缺乏適宜抗病品種的情況下，可采用產(chǎn)生孢囊數(shù)較低且耐病性較高的小麥品種以減輕孢囊線蟲對小麥生產(chǎn)造成的損失。