陳晴晴, 沈文杰, 胡逸群, 張愛芳

(安徽省農業(yè)科學院植物保護與農產品質量安全研究所,安徽合肥 230031)

稻(OryzasativaL.)別稱水稻,是我國廣泛種植的重要谷物,南方為主要產稻區(qū),北方各省均有栽種[1-2]。稻的種下主要分為2個亞種,即秈稻和粳稻。在我國,秈稻主要分布于淮河、秦嶺以南地區(qū)和云貴高原的低海拔地區(qū),而粳稻主要在黃河流域、北部和東北部,在南方則分布于較高海拔地區(qū)。安徽省地處暖溫帶與亞熱帶過渡地區(qū),以淮河為界,南北兼容,秈稻和粳稻均有栽種。稻米是我國重要的糧食,年產量占全國糧食總產量的45%左右,而病害會嚴重影響水稻的產量和品質,為保證水稻的高產和穩(wěn)產,仍要注意水稻病害的防控[3-4]。

稻瘟病是由稻瘟病菌(Magnaportheoryzae)引起的真菌性病害,在全世界水稻種植區(qū)均有發(fā)生。稻瘟病菌可以侵染不同生長時期的水稻,表現(xiàn)為苗瘟、葉瘟、穗頸瘟和谷粒瘟,其中穗頸瘟對水稻產量損失影響最大。在稻瘟病發(fā)生流行時,一般造成水稻減產10%～20%,嚴重時減產40%～50%,局部范圍甚至顆粒無收[5-7]。白葉枯病別稱白葉瘟、地火燒等,是由水稻黃單胞菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae)引起的細菌性病害,一旦發(fā)生,一般會減產10%左右,嚴重的減產50%～60%,甚至90%[8-9]。長期生產實踐證明,選育和種植抗病品種是防控水稻病害最有效、安全、經濟的措施。由于稻瘟病菌生理小種復雜、易變,不同水稻產區(qū),生理小種存在差異,使在一個地區(qū)抗病的品種,種植在另一個地區(qū),或在種植3～5年后,其抗病性會減弱甚至喪失,嚴重時可導致病害流行。不同白葉枯病菌小種、溫度、濕度等環(huán)境條件下,水稻品種的抗性也會不同,當環(huán)境條件改變時,可能會導致原本抗病的品種抗病性下降甚至喪失[10-11]。因此,水稻品種在一定地區(qū)繁育推廣之前,需要通過區(qū)域抗性鑒定試驗,以避免由病害發(fā)生流行而造成的危害。

本研究采用稻瘟病菌人工噴霧接種和白葉枯病病菌人工剪葉接種的方法,分別于2018、2019、2020、2021年在安徽省農業(yè)科學院院內試驗點,開展引種抗稻瘟病、抗白葉枯病鑒定試驗,根據(jù)稻瘟病抗性綜合指數(shù)和白葉枯病發(fā)病情況,明確引進水稻品種的抗病水平,分析不同年份引進水稻品種的抗病情況,以及秈稻和粳稻的抗病情況,為安徽省水稻良種引進、利用和合理布局等提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

安徽省種子管理總站提供2018—2021年安徽省引進的參試水稻品種共409份。筆者所在團隊提供用作感病對照的水稻品種,抗稻瘟病鑒定試驗用原豐早、WH26、長金糯2號,抗白葉枯病鑒定試驗用金剛30。供試病原菌由筆者所在團隊成員采集、分離、鑒定并保存?zhèn)溆?選擇經鑒定為B群和A群的稻瘟病菌菌株,及Ⅲ型和Ⅳ型白葉枯病病菌菌株。

1.2 稻瘟病抗性鑒定方法

1.2.1 供試菌株 將保存的菌株轉移至PDA平板上,置于26 ℃培養(yǎng)箱。菌株長滿平板后,切成小塊,放入大麥粒瓶中,置于26 ℃培養(yǎng)箱。1周后,待帶有菌絲的大麥粒平鋪,置于26 ℃恒溫保濕培養(yǎng)。次日,用無菌水清洗、過濾產孢大麥粒,濾液經離心(4 000 r/min,1 min)后,用含有0.05%吐溫的無菌水收集孢子液,配制成濃度為2×105個/mL的孢子懸浮液。

1.2.2 供試品種 選取10～15粒種子放入浸種袋,浸泡在水中,待種子吸飽水后,置于30 ℃培養(yǎng)箱中,發(fā)芽后,按照編號播種,種子上覆蓋1層細土。待苗長至3葉期,混合孢子液噴霧接種,塑料膜覆蓋保濕1晚。調查苗瘟發(fā)病情況后,秧苗移栽,每個品種1行3穴,每穴3～4棵基本苗,每20行栽種1行感病對照品種。待到水稻抽穗期,混合孢子液噴霧接種,將接種的稻穗用稻葉包裹,噴灌系統(tǒng)定時保濕。鑒定圃施肥量較高,治蟲不治病[12]。

1.2.3 病害調查 水稻苗期接種后7～10 d,當感病對照品種發(fā)病充分時,調查苗瘟,待稻穗成熟時,調查穗瘟發(fā)病和損失情況。苗瘟、穗瘟發(fā)病情況的評判標準參照水稻病害抗性鑒定標準[13]。以稻瘟病抗性綜合指數(shù)評價引種的抗病水平,評價標準：綜合指數(shù)<0.1,抗性水平為高抗;綜合指數(shù)為 0.1～2.0,抗病;綜合指數(shù)為2.1～4.0,中抗;綜合指數(shù)為4.1～6.0,中感;綜合指數(shù)為6.1～7.5,感病;綜合指數(shù)為7.6～9.0,高感。同時以抗病率分析引種的抗性表現(xiàn),抗病率=(高抗+抗病+中抗)的品種數(shù)/引種總數(shù)×100%[14]。

1.3 白葉枯病抗性鑒定方法

1.3.1 供試菌株 將保存的菌株用NB培養(yǎng)基活化,置于搖床振蕩培養(yǎng)(28 ℃,160 r/min),配制成 3×108CFU/mL的細菌懸浮液[15]。

1.3.2 供試品種 供試品種管理同“1.2.2”節(jié),待劍葉長出,將解剖剪在細菌懸浮液中浸一下,剪去接種葉片的一段葉尖(約為葉片總長的1/10),每浸1次可剪5次。

1.3.3 病情調查 接種后20 d,感病對照品種發(fā)病時,參照水稻病害抗性鑒定標準調查病情,按照分級標準統(tǒng)計供試品種的抗性水平,0級為高抗,1級為抗病,3級為中抗,5級為中感,7級為感病,9級為高感[13];計算抗病率,方法同“1.2.3”節(jié)。

2 結果與分析

2.1 引種抗稻瘟病水平分析

2018—2021年引種對稻瘟病的抗性情況如圖1所示,4年引種中均無高抗的品種,2018年參試水稻品種共147份,抗病的品種有2個(農香24、泰優(yōu)2806),中抗的品種占比低于中感或感病的品種,中感和感病的品種數(shù)一致,有6個高感的品種。2019年114份參試品種中,抗病的品種僅有1個(浙優(yōu)21),中抗的品種占比下降,中感的品種占比接近50%,感病的品種占比略高于2018年的,高感的品種數(shù)減少為2個。2020年參試品種僅有59份,沒有高抗和抗病的品種,與2019年比,中抗的品種占比上升,中感和感病的品種占比均有所下降,但高感的品種占比上升。2021年有89份參試品種,也沒有高抗和抗病的品種,中抗的品種占比高于2020年,中感的品種占比超過50%,感病的品種占比下降,僅有1個高感的品種。

由圖2可知,2018—2021年引種對稻瘟病的抗病率分別為29.25%、12.28%、20.34%、29.21%,抗病水平不高。年度間引種對稻瘟病的抗病率呈平緩趨勢,抗病水平變化不大。

2.2 秈稻和粳稻的抗稻瘟病水平分析

共引種409份,其中秈稻319份,粳稻90份,其抗稻瘟病水平見圖3,秈稻和粳稻中均無高抗的品種,將其他抗性水平下品種數(shù)占比由高到低排列,秈稻為中感>感病>中抗>高感>抗病,粳稻為中感>感病>中抗>高感,粳稻中沒有抗病的品種。可見,不論是秈稻還是粳稻,中感的品種都最多。秈稻和粳稻對稻瘟病的抗病率分別為26.33%和12.22%,說明秈稻的抗病水平高于粳稻。

2.3 引種抗白葉枯病水平分析

由圖4可知,2018—2021年引種中均無高抗的品種,2018年沒有抗病的品種,有3個中抗的品種,中感的品種占比略高,感病的品種占比最高,有2個高感的品種。2019年抗病的品種僅有1個(圣糯1號),同2018年相比,中抗和中感的品種占比均增加,感病的品種占比下降,高感的品種占比上升。2020年不同抗性水平下的品種占比表現(xiàn)為感病>中感>中抗=高感>抗病,抗病的品種有2個(禾兩優(yōu)676、禾兩優(yōu)639)。2021年沒有抗病的品種,中抗和中感的品種占比較2020年下降,感病和高感的品種占比上升。

由圖5可知,2018—2021年引種對白葉枯病的抗病率分別為2.04%、6.14%、8.47%、4.49%,抗病水平較低。年度間引種對白葉枯病的抗病率呈上升趨勢,抗病水平有所提高。

2.4 秈稻和粳稻的抗白葉枯病水平分析

由圖6可知,秈稻和粳稻中均無高抗的品種,將其他抗性水平下品種數(shù)占比由高到低排列,秈稻為感病>中感>高感>中抗>抗病,粳稻為感病>中感>中抗>抗病,粳稻中沒有高感的品種?？梢?秈稻和粳稻品種都易感白葉枯病。

秈稻和粳稻對白葉枯病的抗病率分別為3.14%、10.00%,說明粳稻的抗病水平高于秈稻。

2.5 引種中兼抗2種病的品種

由表1可知,在2018—2021年安徽省引種中,創(chuàng)兩優(yōu)銀華粘、皖兩優(yōu)華占、浙糯優(yōu)1號品種抗稻瘟病和白葉枯病,抗性表現(xiàn)均較好。

表1 兼抗2種病的品種在引種試驗和品種審定時的不同抗性表現(xiàn)

3個品種的稻瘟病抗性綜合指數(shù)和白葉枯病病級與該品種審定時的結果(來源于國家水稻數(shù)據(jù)中心https://www.ricedata.cn/)有些不同。因此,水稻品種引進前,在引種目的地進行品種的抗病性鑒定工作,仍然是必要的。

3 討論

稻瘟病是影響水稻生產的重要真菌病害,生產實踐表明,在防治稻瘟病的眾多方法中,種植抗病品種是最經濟有效的方法[16]。但稻瘟病菌生理小種在我國不同稻區(qū)的分布多樣化,水稻生產上推廣應用抗病品種,可能使稻瘟病菌的致病小種發(fā)生改變,會產生新的優(yōu)勢小種[17]。郝中娜等的研究表明,相同一套品種在不同地區(qū)稻瘟病抗性表現(xiàn)有所不同[18]。白葉枯病是一種重要的水稻細菌性病害,嚴重時會影響水稻產量,目前選擇豐產、抗病的品種是防控白葉枯病經濟、有效的方法[19-21]。雖然隨著水稻抗病品種的推廣種植,使病害得到一定的控制,但安徽省后備品種的抗病現(xiàn)狀并不樂觀[22]。在水稻種植中,引入成熟的已推廣應用的優(yōu)良抗病品種是防控病害簡便易行、見效快的措施。兼抗稻瘟病和白葉枯病的水稻種質資源是優(yōu)良育種材料,在生產實際中也具有推廣應用的價值[23]。本研究發(fā)現(xiàn),引種抗稻瘟病和白葉枯病的表現(xiàn),與品種審定時有些不同。因此,在水稻生產中要合理引進與布局品種,以有效防控病害的大規(guī)模發(fā)生。

4 結論

本研究針對2018—2021年安徽省引種抗稻瘟病和白葉枯病的表現(xiàn)進行分析,并以抗病率評價水稻品種的抗病水平,引種對稻瘟病的抗病率在12.28%～29.25%之間,抗病水平一般,年度間抗病水平變化不大;對白葉枯病的抗病率在2.04%～8.47%之間,抗病水平較低,年度間抗病水平呈上升趨勢。秈稻(26.33%)對稻瘟病的抗性好于粳稻(12.22%);粳稻(10.00%)對白葉枯病的抗性好于秈稻(3.14%)。在當年引種的抗病性鑒定試驗中,創(chuàng)兩優(yōu)銀華粘、皖兩優(yōu)華占、浙糯優(yōu)1號兼抗稻瘟病和白葉枯病,農香24、泰優(yōu)2806、浙優(yōu)21表現(xiàn)為抗稻瘟病,圣糯1號、禾兩優(yōu)676、禾兩優(yōu)639表現(xiàn)為抗白葉枯病。這些品種可以作為備選抗病品種引進安徽省內種植,在生產實際中具有推廣應用價值,但本研究只針對當年接收的參試樣品,且利用代表菌株進行人工接種鑒定,結果僅供參考。整體來說,2018—2021年安徽省引種抗稻瘟病和白葉枯病的水平均不高,合理利用的同時仍要注意病害防控。