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水稻稻瘟病抗性的研究进展

2020-08-10沈文娟张银霞黄玉锋王文经

农家科技 2020年7期
关键词:稻瘟病抗性宁夏

沈文娟 张银霞 黄玉锋 王文经

摘 要:目前,在水稻集中种植区域,稻瘟病是影响其产量的最大病害之一,宁夏地区便是受害地区之一。通过运用品种抗病性能够很好地防治稻瘟病,同样也是公认的病害综合防治的根本策略。本文通过对抗性鉴定方法、抗性资源筛选和发掘、抗性遗传的研究3个方面的描述,对宁夏地区的水稻稻瘟病抗性的研究现状做就簡明概述。与此同时,对水稻稻瘟病抗性研究的现存问题和研究的发展方向进行了简要讨论。

关键词:水稻;稻瘟病;宁夏;抗性

一、水稻稻瘟病概述

稻瘟病还叫作稻热病,有火烧瘟的俗称,在全球各地都存在,是很厉害的水稻病害。早在17世纪,就有了稻瘟病出现,我国17世纪的著作《天工开物》一书就有稻瘟病的记载,此后,日本在18世纪初期出现对其的记录与描述,意大利在19世纪中期也出现记录,紧接着许多其他国家相继有了记录与描述。直到现在,全球有80多个国家都表示发生了稻瘟病。在水稻的生长期和水稻的各种部分都有可能发生稻瘟病,根据病害的不同阶段和部位可分为秧苗,叶胚,叶枕胚,关节胚,穗胚,枝茎胚和谷粒胚。叶瘟和耳瘟是最常见和最有害的。当叶片爆炸严重时,整个田地都在燃烧。当穗发生严重时,会引起大量白色穗或者颗粒。在水稻的生长发育过程中,从四叶期到成穗期,该病最易发生。

稻瘟病发生在中国各地进行稻米种植的地方,特别是在宁夏地区。在流行年,宁夏地区普遍造成稻米减产10%~20%,其中一些减产达40%~50%,有些田地甚至谷物没有收割。自打进入21世纪以来,宁夏地区水稻种植地区的稻瘟病发生率不曾有过明显降低。发病面积逐年增加,而且设计的品种也较多,情况严重性可见一斑。宁夏每年损失超过1.5万吨水稻,损失的如此多的水稻在全国也占据很大比例,单宁夏地区每年的损失就可以满足数十万人的需求。由此可见,稻瘟病的存在对水稻的产量有很大影响。通过研究出抗病品种来防治稻瘟病,并适当辅助使用化学农药,可以有效控制稻瘟病的危害,保证了稻米的安全。为此,国内外学者致力于稻瘟病的研究。从根本上解决因稻瘟病引起的水稻减产问题。

二、水稻稻瘟病抗性的研究

(一)抗性鉴定方法

鉴定对稻瘟病的抗性,包括鉴定人工接种和鉴定自然诱导的患病区域。传统的稻瘟病抗性种质资源的鉴定主要是田间喷雾测量。这种方法不仅浪费时间,而且受环境因素的影响很大。室内体外鉴定可以很好地避免外界气候影响,它在植物生长早期进行,节省了时间,占用空间小。但是,这种鉴定方法还不成熟,仍然存在许多问题,没有规范的鉴定系统制度,而且鉴定效率低等。最终的结果可想而知,不具备说服力,误差比较大,会影响抗病性的选育。对于识别技术中的问题。王海泉和韩美丽等分别通过各自的抗性鉴定方法进行了研究,都得出了自己想要的满意结果。这都基于在用抗性鉴定方法时,一定要严格控制自己实验中可能存在的变量,并且按步进行,循序渐进,根据不同的实验制作自己的实验系统方能使结果具有可靠性,科学性。

(二)抗性资源的筛选与利用

水稻抗稻瘟病育种的必要前提就是抗性资源的发现。20世纪70年代,中国开展了针对稻瘟病的水稻品种鉴定的国家联合实验研究,并对2000多个品种进行了多点鉴定。结果发现稻瘟病菌有许多复杂的生理变异,在不同的生态条件下优势细菌群差异很大。抗稻瘟病的选育应以目标稻瘟病菌的优势种群为目标。在当地自然诱导条件下,人工接种当地优势种群的母体材料,只有表现出抗性在鉴定抗病性上才具有较高的实用价值。

在全国各地,根据当地的实际情况,开展了稻瘟病抗性种质资源的鉴定,筛选和利用。

刘媛等人在宁夏,通过研究当地的抗性品种发现,宁夏地方品种有很多抗药性资源,但主要是抗苗瘟资源。抗苗瘟病资源主要是籼稻品种,抗穗瘟病资源主要是粳稻品种。高抗性或叶瘟和耳瘟或抗性(中)“三瘟”的资源主要是粳稻和糯种。研究证实,当地品种确实包含新的抗稻瘟病基因和持久的广谱抗药性来源,其中一些已被用于育种优质抗病品种。彭国良等人从1979年开始使用育苗室对45259个资源材料品种进行抗性鉴定,这表明国际水稻品种抗性材料最强,抗性谱广,是抗性材料的主要来源。有66个抗性谱系,其抗性谱在90%以上,使用它们的抗性谱系培育和推广了5个品种。孙国昌等利用来自不同省市和不同的品种进行了众多组合研究,最终验证稻瘟病菌对近年来在中国培育的一些新水稻品种(品系)和新组合的致病性,并分析了稻瘟病菌的致病性和品种抗性。结果表明,不同稻区稻瘟病菌在籼稻,粳稻和杂交稻中的致病性不同。最终选出了新的一批籼稻,粳稻和杂交稻组合,它们在宁夏地区表现出的特性优良,它们的毒作用的概率在20%以下,且具有良好的抗性。

(三)抗性遗传的研究

为指导水稻抗稻瘟病品种的选择,国内外研究人员进行了大量的抗性遗传研究,发现稻瘟病抗性的遗传非常复杂,通常情况下是一对或者两对基因产生的影响作用。但是有的时候,它还可能受隐性基因和不完全显性基因控制,不过这种情况概率很小。部分抗瘟基因有一定的连锁效应,此外,有的修饰基因也可能对其产生作用。20世纪80年代,在日本有研究人员通过经典遗传方法,判断出了8个位点,还找到了14个主要显性疾病抗性基因。直到现在,通过分子标记已经鉴定出了五十个主要的稻瘟病抗性基因。目前,仅未发现稻瘟病抗性的主要基因。在3号染色体上,但并非所有种族都已用于基因定位分析,因此实际情况仍需要进一步研究。

三、水稻稻瘟病的抗性研究现存问题与展望

近年来,水稻稻瘟病的抗性防治技术应用的区域范围不断扩大,可以说已经很好地防治了稻瘟病。但是同时,由于品种抗性基因的来源清单可能还会导致新的植物保护风险,因此有必要进一步加快抗性品种的选择。这几年,分子标记技术不停地试验研究,终于有所进展,在研究领域已经有了很大用途,分子标记辅助选择可以定向的培育目的品种,这种技术为抗性品种的选育提供了灵活的思维方向。

任何一个创造性的技术都需要经过千锤百炼才能够成熟,虽然现在已经有了不少稻瘟病基因的分子标记定位的报道,而且取得了一定成效,如得到了一些防御反应和抗性有关的基因,但是在现实实践中应用还相对比较少,还不能达到大范围应用的成熟度。由于对水稻稻瘟病菌的抗性反应和诱导病害进程所涉及的网络系统缺乏了解,因此关于提高转基因抗稻瘟病抗性的研究很少,而且进展并不很快。宁夏地区的稻瘟病研究必须认真对待,这不仅涉及当地的经济利益,更加是为全国的研究进展贡献一分力量。举国上下通力合作,不断进行实验研究,最终一定可以很好地控制并解决水稻稻瘟病。

参考文献:

[1]彭国亮,罗庆明,冯代贵,等.稻瘟病抗源筛选和病菌生理小种监测及应用,西南农业学报,1997,10(植保专辑):6-10.

[2]孙国昌.我国稻瘟病菌对水稻新品种(系)新组合的致病性评价[J].中国水稻科学,1997,11(4):222-226.

作者简介:沈文娟(1982-12)女,汉族,研究生,农艺师,主要从事水稻、玉米育种与新技术试验、示范工作。

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