鄧 云

(福建省南平市農(nóng)業(yè)科學研究所，福建 南平 354200)

水稻是我國重要的糧食作物之一[1]，而稻瘟病是水稻上最具毀滅性的真菌病害，也是福建省水稻的主要病害之一.我國稻瘟病年發(fā)生面積在380萬hm2以上，全國每年因此損失的水稻產(chǎn)量達10億kg[2-6].培育和種植抗病品種是防治稻瘟病最經(jīng)濟、有效的措施，但由于自然界中的稻瘟病菌具有小種專化性，長時間推廣單一水稻品種容易造成稻瘟病菌生理小種發(fā)生種群變化或稻瘟病菌無毒基因產(chǎn)生變異，進而導致水稻品種喪失抗病性[7-9].已有研究表明，不同地區(qū)和年份的稻瘟病菌生理小種的組成及致病力存在差異[10-15].我國學者已對福建省稻瘟病菌生理小種進行了一定的研究[16-21]，但都是數(shù)年前的數(shù)據(jù)，近幾年該地稻瘟病菌生理小種組成是否發(fā)生了變化，尚不清楚.因此，本試驗對福建省稻瘟病菌生理小種的組成、分布及致病力等情況進行研究，以期為福建省稻瘟病預測和水稻抗稻瘟病育種提供依據(jù).

表1 2017—2019年稻瘟病樣本采集信息Table 1 Information of rice blast samples from 2017 to 2019

1 材料與方法

1.1 供試稻瘟病菌來源

于2017—2019年每年9月中下旬(中稻黃熟期)在福建省南平、三明、龍巖的23個水稻種植地隨機采集稻瘟病發(fā)生的穗頸部樣本，標明采集日期和地點，共計樣本95份(表1).將稻瘟病菌分離后培養(yǎng)于濾紙片上并放入-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆?

1.2 供試水稻材料

用于生理小種鑒定的7個中國鑒別品種分別為特特普、珍龍13、四豐43、東農(nóng)363、關(guān)東51、合江18和麗江新黑團谷，均由福建省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所陳福如教授提供.

用于致病力測定的水稻為44份福建省主栽品種、20份恢復系和18份不育系，共82份材料，其品種類型和選育單位信息如表2所示.

1.3 方法

1.3.1 單孢分離與鑒定 參考阮宏椿等[3]的方法分離稻瘟病菌單孢.先用75%酒精消毒穗頸瘟樣本1 min，再用無菌水清洗3次，置于帶有濕潤濾紙片的滅菌培養(yǎng)皿內(nèi)無菌培養(yǎng)2～3 d，后倒入2 mL無菌水以保證稻瘟病菌孢子生長濕度.待長出足夠的孢子后，將孢子振落在瓊脂培養(yǎng)基上.在顯微鏡下挑出單孢菌株，將其在淀粉培養(yǎng)基(可溶性淀粉10 g，酵母膏2 g，CaCO33 g，瓊脂粉16 g，蒸餾水1 000 mL，pH 6.5)中培養(yǎng)7 d后轉(zhuǎn)入裝有大麥粒的茄形培養(yǎng)瓶中產(chǎn)孢，待5～7 d后菌絲密布大麥粒表面，用無菌水沖去大麥粒表面菌絲.將無菌紗布鋪墊在醫(yī)用瓷盆中，洗去菌絲的大麥粒平鋪于無菌紗布上，在黑光燈下(溫度26 ℃、相對濕度大于90%)培養(yǎng)2 d.用無菌水洗下孢子，制成孢子懸浮液，濃度約為1×105個·mL-1.

將孢子懸浮液接種于7個中國鑒別品種，對稻瘟病菌生理小種進行分類鑒定[5,22]，按順序?qū)麨閆A-ZG群.

1.3.2 生理小種致病力測定 將7個中國鑒別品種和82份水稻材料浸種、催芽，2 d后分別播種在水稻育秧盤中，每穴播15粒，3次重復.待秧苗長至三葉一心時，將各地區(qū)采集并分離的稻瘟病菌單孢同時接種于7個中國鑒別品種和82份水稻材料.接菌方法：用空壓槍噴霧法向每份水稻材料上均勻噴灑3 mL稻瘟病菌孢子懸浮液，然后用塑料薄膜和遮陽網(wǎng)黑暗保濕處理48 h，使稻瘟病菌充分侵染供試水稻材料.在溫度15～28 ℃、濕度90%以上的條件下培養(yǎng)14 d后，調(diào)查發(fā)病情況.按照國際水稻研究所稻瘟病圃苗瘟分級標準確定水稻病級和抗性：0級無病斑，為抗病；3級以內(nèi)病斑1～2 mm，為中抗；4級以上病斑在2 mm以上，為感病[5].最后計算稻瘟病菌致病力.

致病力/%=(感病水稻材料數(shù)量×2+中抗水稻材料數(shù)量×1)/(供試水稻材料總數(shù)×2)×100[5].

表2 82份供試水稻材料信息Table 2 Information of 82 rice materials tested

續(xù)表2

2 結(jié)果與分析

2.1 2017—2019年福建省稻瘟病菌生理小種組成及分布

從95份穗頸瘟樣本中分離鑒定出有效稻瘟病單孢菌株152個，根據(jù)7個中國鑒別品種的接菌結(jié)果和稻瘟病菌生理小種的命名標準，將152個稻瘟病單孢菌株劃分為7個群54個生理小種(表3).其中，ZA群的菌株60個，分為23個生理小種，占比為39.48%，為優(yōu)勢種群；ZB群的菌株36個，分為12個生理小種，占比為23.68%；ZC群的菌株21個，分為9個生理小種，占比為13.82%；ZD群的菌株17個，分為6個生理小種，占比為11.18%；ZE群的菌株5個，為1個生理小種，占比為3.29%；ZF群的菌株5個，分為2個生理小種，占比為3.29%；ZG群的菌株8個，為1個生理小種，占比為5.26%.生理小種ZB5占比最高(7.89%)，為優(yōu)勢生理小種；ZA5(7.24%)次之.平均致病力最強的生理小種為ZA6，達37.50%；ZB7(32.46%)、ZA15(31.94%)和ZA1(31.10%)次之.可見，生理小種的占比與致病力沒有正相關(guān)的關(guān)系，但優(yōu)勢種群中容易出現(xiàn)致病力強的菌株.

2.2 各地區(qū)稻瘟病菌優(yōu)勢種群和優(yōu)勢生理小種

由表4可以看出，在8個地區(qū)中，浦城的優(yōu)勢種群為ZD群，寧化的優(yōu)勢種群為ZB群，其他6個地區(qū)的優(yōu)勢種群均為ZA群.各地區(qū)中，優(yōu)勢生理小種呈現(xiàn)多樣性，且出現(xiàn)的頻率較為平均.

2.3 152個稻瘟病單孢菌株對82份水稻材料的致病力

如表5所示，各地區(qū)稻瘟病菌生理小種的平均致病力在11.48%～29.51%之間，其中邵武地區(qū)的生理小種的平均致病力最強(29.51%)，松溪地區(qū)的生理小種的平均致病力最弱(11.48%).致病力達到50%以上的生理小種有8個，分別為邵武地區(qū)的ZA1(67.19%)、ZA37(67.19%)，建陽地區(qū)的ZB5(65.63%)、ZA5(57.81%)，光澤地區(qū)的ZE1(54.17%)，寧化地區(qū)的ZD7(53.13%)，龍巖地區(qū)的ZB5(52.78%)，松溪地區(qū)的ZC13(51.56%).

表3 2017—2019年福建省稻瘟病菌生理小種組成及分布Table 3 Race composition and distribution of M.oryzae in Fujian Province during 2017-2019

續(xù)表3

表4 福建省8個地區(qū)稻瘟病菌優(yōu)勢種群和優(yōu)勢生理小種Table 4 Dominant population and dominant physiological races in 8 regions of Fujian Province

表5 福建省8個地區(qū)稻瘟病菌生理小種的致病力Table 5 Pathogenicity of physiological races of M.oryzae in 8 regions of Fujian Province

續(xù)表5

表6 福建省4個抗稻瘟病區(qū)試鑒定點的生理小種數(shù)及其致病力Table 6 Numbers of physiological races and pathogenicity of M.oryzae in 4 regional trials in Fujian Province

福建省抗稻瘟病區(qū)試鑒定點分別設在龍巖市上杭縣茶地村、南平市建陽區(qū)麻沙鎮(zhèn)石宇村、三明市將樂縣黃潭鎮(zhèn)西湖村和三明市寧化縣水茜鎮(zhèn)下洋村.如表6所示，在這4個區(qū)試鑒定點共分離出67個稻瘟病菌菌株，包含36個生理小種.其中，龍巖市上杭縣鑒定點的生理小種的平均致病力最強(22.40%)，南平市建陽區(qū)鑒定點的生理小種的平均致病力最弱(12.74%).

2.4 福建省4個抗稻瘟病區(qū)試鑒定點的生理小種數(shù)及其致病力

2.5 2017—2019年福建省稻瘟病菌生理小種優(yōu)勢種群和致病力的變化

從表7可以看出， 2017—2019年，在福建省稻瘟病菌生理小種種群中，ZA群始終為優(yōu)勢種群，其在2018和2019年的占比都高達40%以上；ZB群的占比在17.31%～28.57%之間，其在2018年的占比最低；而ZC群在2018年的占比較高.此外，2017和2018年的稻瘟病菌生理小種平均致病力都達到20%以上，而2019年下降到10.46%.

表7 2017—2019年福建省稻瘟病菌生理小種種群和致病力變化Table 7 Changes in population and pathogenicity of M.oryzae physiological races in Fujian Province from 2017 to 2019

3 討論

3.1 ZA群為福建省稻瘟病菌生理小種的優(yōu)勢種群

已有研究顯示，1986—2009年福建省的稻瘟病菌生理小種主要為ZB群或ZC群[16-21]；阮宏椿等[3]研究表明，2012—2015年福建省5個主要稻區(qū)的麗江新團黑谷上的稻瘟病菌以ZA、ZB和ZC為主要種群，占比分別為27.95%、26.22%和22.19%.本試驗結(jié)果表明，2017—2019年福建省各水稻主產(chǎn)區(qū)的稻瘟病菌生理小種的優(yōu)勢種群為ZA群，占比為39.48%；ZB、ZC、ZD群的占比分別為23.68%、13.82%、11.18%.8個采集地區(qū)中，南平浦城的優(yōu)勢種群為ZD群，三明寧化的優(yōu)勢種群為ZB群，其他6個地區(qū)的優(yōu)勢種群均為ZA群.這可能與福建省近年來大面積推廣甬優(yōu)系列品種有關(guān)，本試驗中ZA群稻瘟病菌生理小種對甬優(yōu)9號和甬優(yōu)1540等甬優(yōu)系列品種表現(xiàn)出更強的致病力.浦城是近年來推廣甬優(yōu)系列品種較少的地區(qū)，所以該地的優(yōu)勢種群為ZD群而非ZA群.由此推測在稻瘟病適宜發(fā)生的情況下，甬優(yōu)系列品種的產(chǎn)量損失恐將巨大，應引起重視.

3.2 福建省4個抗稻瘟病區(qū)試鑒定點稻瘟病菌的平均致病力存在差異

不同區(qū)試鑒定點的菌株致病力存在差異，這與劉殿宇等[15]的研究結(jié)論一致.其中，南平市建陽區(qū)鑒定點的生理小種的平均致病力最低，而龍巖市上杭縣鑒定點的生理小種的平均致病力最高.由此認為理論上龍巖市上杭縣鑒定點鑒定出的水稻抗性品種的抗譜相對于南平市建陽區(qū)鑒定點的抗性品種會更寬一些.由于稻瘟病菌存在小種?；裕ㄗh育種時將多個鑒定點的水稻抗性進行綜合評價以獲得抗譜較寬的品種.

3.3 稻瘟病菌的致病力在不同年份間存在差異

王道澤等[23]研究認為，稻瘟病的發(fā)生趨勢與氣象條件關(guān)系密切；氣象條件能影響稻瘟病菌的生長、發(fā)育及致病力，同時影響植株的抗病能力[24-26].本研究發(fā)現(xiàn)，稻瘟病菌的致病力在不同年份間存在較大差異.其中，2017和2018年的生理小種平均致病力都達到20%以上，而2019年下降到10.46%.本研究還發(fā)現(xiàn)，2019年的稻瘟病菌樣本產(chǎn)孢量比2017和 2018年大，但致病力卻不高.實際上，2019年7—10月福建省降雨量較前兩年大幅度減少，不少稻區(qū)嚴重缺水，稻瘟病發(fā)生偏輕.由此推測稻瘟病菌為適應干旱環(huán)境進化出繁殖量較高、致病力較弱的菌群，而在適宜該病發(fā)生的環(huán)境中容易進化出致病力強的生理小種.