李桂萍,王圣龍,柏曉宇,陳思曉,陳令志①
(1.淮北師范大學 生命科學學院,安徽 淮北235000;2.安徽永民種業(yè)有限公司,安徽 濉溪 235100)
小麥是我國重要的糧食作物之一,其安全可持續(xù)生產(chǎn)對保障國內(nèi)糧食安全具有非常重要的意義[1-2].小麥條銹病是由小麥條銹菌(Puccinia striiformisf.sp.Tritici,Pst)引起的小麥葉部病害,是中國乃至世界最嚴重的小麥真菌病害之一[3].小麥條銹病爆發(fā)后,會引起小麥減產(chǎn),嚴重時還會導(dǎo)致小麥顆粒無收,因此,小麥條銹病會給糧食安全造成嚴重的損失[4].小麥條銹病在小麥生長的任何時期均有可能發(fā)生,條銹菌會通過葉片的氣孔侵入小麥葉片奪取養(yǎng)分,小麥為應(yīng)對這種侵襲,會褪綠或者出現(xiàn)壞死斑進而保護自己,所以條銹菌對小麥的生長發(fā)育具有嚴重的危害,這種危害對小麥產(chǎn)量具有重大影響[5].近年來,由于陜西、甘肅、寧夏等地小麥條銹病出現(xiàn)大流行,不斷有帶有病菌孢子的氣流進入皖北地區(qū),加之氣候條件適宜,小麥條銹病在皖北地區(qū)呈現(xiàn)擴散流行態(tài)勢[6-7],對皖北地區(qū)小麥生產(chǎn)造成一定的影響[8].
實踐證明,最為經(jīng)濟、安全、有效的條銹病防治途徑就是培育抗病品種[9-10].而優(yōu)異種質(zhì)資源收集、發(fā)掘與創(chuàng)新利用,是持續(xù)提高小麥遺傳改良水平的關(guān)鍵基礎(chǔ).目前關(guān)于小麥種質(zhì)資源的抗病性評價主要圍繞成株期抗病性鑒定開展[11-13],同時進行苗期和成株期抗性鑒定的工作開展相對較少.
小麥條銹菌常見的生理小種有條中1號至34號.自2000年以來,條中32和條中33一直是我國出現(xiàn)頻率最高的條銹菌生理小種[14].其中條中33號(CYR33)具有毒性強、出現(xiàn)頻率高、在我國各地均可以大面積傳播等特點,所以CYR33已經(jīng)成為又一個優(yōu)勢流行小種.因此,研究皖北地區(qū)小麥品種對于生理小種條中33在苗期和成株期的抗性情況,可以為皖北地區(qū)預(yù)防、控制小麥條銹病起到一定的借鑒意義,同時可以為皖北地區(qū)小麥抗條銹病育種的親本選擇提供借鑒與參考.
試驗用到的條銹菌生理小種為條中33,由西北農(nóng)林科技大學植物病理實驗室提供,供試的60個小麥品種(系)由淮北師范大學小麥育種實驗室征集.
1.2.1 小麥條銹病苗期接種及鑒定方法
采用邊長為7 cm、高為10 cm的方形育苗缽,每盆播種16粒小麥種子.待幼苗長至一葉一心時期,采用抖粉法接種條銹菌生理小種條中33[15].待感病對照品種銘賢169充分發(fā)病時,第1次調(diào)查侵染型,5 d后進行第2次鑒定,鑒定結(jié)果以最嚴重的為最終結(jié)果.苗期鑒定按照國際通用標準記載侵染型[16],0~6級為抗病,7~9級為感病,詳情見圖1.
圖1 條銹病苗期反應(yīng)型鑒定標準[16]
1.2.2 小麥條銹病成株期接種及鑒定方法
成株期接種鑒定圃設(shè)置在淮北市杜集區(qū)徐暨村試驗田.每個材料種2行,行長1.5 m,寬30 cm,每行30粒,每隔10個材料種一行感病對照品種銘賢169.待供試材料長至拔節(jié)期,采用涂抹法接種生理小種條中33[17-18].待感病對照銘賢169發(fā)病普遍率達30%,嚴重度達60%時,進行第1次鑒定,7 d后第2次鑒定.成株期抗性鑒定采用中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準(NY/T 2953-2016)《小麥區(qū)域試驗品種抗條銹病鑒定技術(shù)規(guī)程》,記載侵染型和嚴重度.其中,侵染型調(diào)查采用6級標準:0(免疫)、0;(近免疫)、1(高抗)、2(中抗)、3(中感)、4(高感).嚴重度按照9級標準劃分:0、1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%.
苗期對60個小麥品種(系)的條銹病抗性鑒定結(jié)果列于表1.從表1可以看出,有49個小麥品種(系)對條中33表現(xiàn)出感病,約占供試材料的81.67%,11個小麥品種(系)表現(xiàn)出抗病,約占18.33%.在11個抗條銹病的小麥品種(系)中,綿麥48、小偃4號、臨抗5027、煙農(nóng)12、泰山9818、石麥18、煙農(nóng)19和師欒02-1這8個小麥品種在苗期的鑒定結(jié)果為0(免疫),葉片上不產(chǎn)生任何條中33的孢子.
表1 (續(xù))
表1 皖北地區(qū)60個小麥品種苗期對條銹病的抗性結(jié)果
在成株期鑒定的60個小麥品種(系)中,有29個小麥品種(系)表現(xiàn)為抗病,約占供試材料的48.3 %,有31個小麥品種(系)呈現(xiàn)感病,約占供試材料的51.7 %.在抗病的29個小麥品種(系)中,泰山9818、綿麥37、中國春、矮豐3號、中焦3號、綿麥48、興義4號等7個品種表現(xiàn)為免疫,完全不產(chǎn)生條銹菌的孢子.圖3是供試材料接種條中33后的4種抗病類型.
圖3 供試材料接種條中33后的抗病情況
表2 皖北地區(qū)60個小麥品種成株期對條銹病的抗性結(jié)果
小麥條銹病是世界范圍內(nèi)最嚴重的真菌病害,在中國的發(fā)生尤其嚴重.由于高度變異的條銹菌,加上大面積連續(xù)種植單一抗病品種,導(dǎo)致抗病品種在審定后的幾年內(nèi)就喪失抗性.條銹菌新小種的出現(xiàn)并成為優(yōu)勢小種是歷年來條銹病大流行的主要原因[19-20].如何預(yù)防條銹病的大流行是如今急需解決的問題,培育、推廣、種植抗病品種是持續(xù)控制病害最有效的措施[21].了解目前推廣品種的抗病情況,能夠在今后的抗病育種工作中為合理選配抗源親本提供參考.
已有研究表明,小麥品種對條銹病的抗性表現(xiàn)有不同的類型.根據(jù)抗銹性表達的不同生長階段可以分為苗期抗性、成株抗性和慢銹性等[22-23].胡朝月等[24]指出小麥成株抗條銹病基因和苗期抗病基因組合能夠提供比較穩(wěn)定持久的抗銹性.通過對60份小麥材料接種條中33進行苗期和成株期的條銹病抗性鑒定,結(jié)果表明,在60份材料中,苗期對條銹病表現(xiàn)抗病的品種(系)有11份,表現(xiàn)感病的品種(系)49份,分別占18.3%、81.7%.成株期對條銹病表現(xiàn)抗病的品種(系)有29份,表現(xiàn)感病的品種(系)31份,分別占48.3%、51.7%.有部分品種在苗期對條銹菌表現(xiàn)為高感,但是在成株期表現(xiàn)為高抗,例如綿麥37、中焦3號、矮豐3號、興義4號、陜160等品種.其中綿麥37、中焦3號和矮豐3號在苗期表現(xiàn)為高感,在成株期表現(xiàn)為免疫,屬于慢銹性品種.還有個別品種是苗期表現(xiàn)抗病而成株期表現(xiàn)感病,比如洛麥23和石麥18.綜合苗期和成株期的抗性鑒定結(jié)果,共有綿麥48、泰山9818、煙農(nóng)19、臨抗5027、師欒02-1、慶豐1號、小偃4號等7個小麥品種在苗期和成株期都表現(xiàn)出抗性,也就是全生育期抗病.結(jié)合這些品種的農(nóng)藝性狀和配合力,有望從中篩選一些優(yōu)良品種用于今后抗病育種的抗源親本.