曹世勤，贾秋珍，孙振宇，王万军，张耀辉， 岳维云，黄 瑾，张 勃，王晓明

(1.甘肃省农业科学院植物保护研究所，甘肃兰州 730070； 2.农业部天水作物有害生物科学观测实验站，甘肃甘谷 741200； 3.天水市农业科学研究所甘谷试验站，甘肃甘谷 741200； 4.天水市农业科学研究所，甘肃天水 741000)

小麦条锈病和白粉病是发生于甘肃陇南小麦生产上最主要的两大叶部病害，种植抗病品种是防治两病害最经济有效且有利于环境保护的措施[1-2]。自20世纪80年代以来，由于热门抗源材料的过度利用，造成抗病品种同质化问题日趋严重，同时因条锈病、白粉病病菌群体毒性的不断变异，导致洛夫林系、繁6及其衍生系、贵农系等诸多热门抗源材料抗条锈性先后丧失而失去利用价值，造成小麦条锈病和白粉病在甘肃陇南及全国范围内大面积发生流行，造成了严重的产量和经济损失[2-5]。进行抗病种质资源的挖掘和利用是开展抗病新品种筛选与利用的基础性工作[6]。以小麦种质资源92R137、92R178为代表的南农92R系列小麦种质是由南京农业大学利用簇毛麦创造的普通小麦易位系材料[6-8]，自20世纪90年代中期引进甘肃陇南以来，由于其具有极好的条锈病和白粉病抗性，甘肃省农业科学院小麦研究所、天水市农业科学研究所等甘肃陇南相关育种单位以其为骨干抗源材料，进行抗病新品种的筛选与利用，先后选育出兰天17号、兰天24号、中梁29号、天选52号等多个冬小麦生产品种[9]，为甘肃陇南小麦条锈病和白粉病的持续控制发挥了重要作用。

尽管国内在南农92R系列小麦种质抗病性研究与利用方面取得了诸多成果[6-13]，但由于病菌特别是小麦条锈菌的高度变异性，使得绝大多数小麦品种及抗源材料在该区域种植和利用3～5年，就会由于抗病性丧失而失去利用价值[1,5]。截止到目前，南农92R系列小麦种质已在甘肃陇南利用21年，在其抗条锈性已丧失的前提下，如何进行进一步利用，目前尚未见相关报道。基于此，本文结合多年研究结果，系统总结了南农92R系列小麦种质92R137和92R178在甘肃陇南的抗病性特点，提出了下一步应用意见。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试小麦材料包括南农92R系列小麦种质92R137、92R178及感病对照品种铭贤169。供试菌系包括条锈菌单孢菌系CYR29、CYR32、CYR33、CYR34及Hy4、Hy7、水11-11、G22-14、中4和混合菌，混合菌除包含上述单一菌系外，还包括水Hy8、水11-3、水11-4、水11-7、G22-111等其他菌系；白粉菌为混合菌，标样采自甘肃省不同生态区的小麦品种上，每年苗期接种包括Bgt-Gangu、Bgt-Tianshui、Bgt-Chengxian、Bgt-Wudu、Bgt-Pingliang、Bgt-Dingxi、Bgt-Lintao、Bgt-linxia等在内的20余个具有不同毒性谱的菌系，成株期混合菌为试验点当地越冬菌源。所有供试品种及条锈菌、白粉菌菌系均由甘肃省农业科学院植物保护研究所小麦病害课题组提供。

1.2 试验方法

1.2.1 人工接种鉴定

2009年和2018年3月下旬到4月中旬，在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州低温温室进行苗期人工接种鉴定。待供试品种第一叶片展开、第二叶片露尖时，采用抖孢子粉法分别接种新鲜菌种。接种后的塑料盒放入保湿桶内，再次喷水雾后在10～15 ℃下黑暗保湿24 h，然后转入温度15～20 ℃、光照时间12～14 h、光照强度90～144 μmol·m-2·s-1的温室内培养。4月28日在甘肃省农业科学院植物保护研究所甘谷试验站采用喷孢子悬浮液法进行成株期接种鉴定[9]。白粉病人工接种鉴定仅进行苗期，与条锈病苗期鉴定同期进行，接种方法采用扫抹法[14]，管理措施与条锈病一致。接种后15～20 d，待感病对照品种铭贤169充分发病后，分别记载供试材料条锈病(苗期、成株期)和白粉病(苗期)病情(反应型/严重度/普遍率)。

1.2.2 自然诱发鉴定

于1999-2019年间每年的上年10月上旬和中旬，分别在天水市秦州区汪川良种场(海拔 1 680 m)和甘肃省农业科学院植物保护研究所甘谷试验站(海拔1 270 m)两地，与其他试验品种(系)一起按序号种植，每品种(系)种植1行，每隔20行种植1行感病对照品种铭贤169。试验行长100 cm，行距30 cm。四周播4行感病对照品种铭贤169作诱发行和保护行，试验地田间管理同当地大田。每年5月下旬至6月上旬，在感病对照品种铭贤169发病高峰期，分别记载条锈病病情和白粉病病级。

1.2.3 调查方法

条锈病病情反应型记载采用0～4型共6级标准，包括0型(免疫)、0；型(近免疫)、1型(高抗)、2型(中抗)、3型(中感)、4型(高感)；严重度记载采用0、t、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%共9级标准；普遍率记载采用0、t、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%共13级标准进行[15]。

白粉病苗期病情反应型记载采用0～4型标准，包括0型(免疫)、0；型(近免疫)、1型(高抗)、2型(中抗)、3型(中感)、4型(高感)[16]，严重度和普遍率记载标准同条锈病。成株期病级记载采用0～9级标准，其中0级为免疫，1和2级为高抗，3和4级为中抗，5和6级为中感，7和8级为高感，9级为极感[17]。

2 结果与分析

2.1 人工接种抗性评价结果

2009年，92R137和92R178对条锈菌供试小种(菌系)CYR29、CYR32、CYR33、Hy4、Hy7、水11-11和混合菌在苗期、成株期的反应型均为0型，抗病性表现为免疫(表1)；2018年，92R137和92R178在苗期、成株期对条锈菌供试小种(菌系)CYR32、CYR33和中4的反应型均为0型，抗病性表现免疫，对CYR34、G22-14及混合菌的反应型为3～4型，抗病性表现为中感或高感(表2)。

92R137和92R178苗期对人工接种的白粉菌混合菌的反应型均为0型，抗病性表现为免疫(表3)。成株期，2009年92R137的病级为0级，表现为免疫；92R178的病级为1～2级，表现为高抗；2018年92R137的病级为2～3级，表现为中抗；92R178的病级为1～2级，表现为高抗。

2.2 自然诱发鉴定结果

2009-2019年调查结果(表4)表明，对自然诱发的条锈病，92R137和92R178在2010年以前，在两地的抗病性表现稳定，田间反应型均为0型，抗病性表现为免疫。自2010年始在汪川试验点，92R137开始表现为中抗，严重度和普遍率分别为10%和20%；2011年在甘谷试验点和汪川试验点，92R137和92R178均表现为中抗；自2012年始，92R137和92R178在两地均开始发病，汪川试验点病情略高于甘谷试验点。随后几年两个种质的严重度、普遍率总体上均呈上升趋势，反应型最高为4型。与对照品种铭贤169一致，表现为中度或高度感病。

表1 南农92R系列小麦种质条锈病抗性人工接种鉴定结果(2009年)Table 1 Resistance to stripe rust in wheat germplasm NAU92R lines at seedling and adult stages in 2009

表2 南农92R系列小麦种质条锈病抗性人工接种鉴定结果(2018年)Table 2 Resistance to stripe rust in wheat germplasm NAU92R lines at seedling and adult stages in 2018

表3 南农92R系列小麦种质白粉病抗性苗期、成株期人工接种鉴定结果Table 3 Resistance to powdery mildew in wheat germplasm NAU92R lines at seedling and adult stages in 2009 and 2018

92R137和92R178对自然诱发的白粉病的抗性均表现稳定， 21年来在两地均表现为免疫或中抗。其中92R137在甘谷点有15年表现为免疫，3年表现为高抗，3年表现为中抗；在汪川点有10年表现为免疫，3年表现为高抗，3年表现为中抗。92R178在甘谷点有11年表现为免疫，3年表现为高抗，7年表现为中抗；在汪川点有16年表现为免疫，1年表现为高抗，4年表现为中抗。这表明两个材料在当前仍是甘肃陇南优异的抗白粉病资源，应进一步研究和利用。

表4 1999-2019年南农92R系列小麦在甘肃陇南田间抗病性表现Table 4 Resistance to stripe rust and powdery mildew in wheat varieties Nannong 92R lines at southern Gansu province during 1999-2019

3 讨 论

南农92R系列小麦是由南京农业大学细胞遗传研究所于20世纪90年代中后期培育而成的优异种质[8]。从1999-2019年在甘肃陇南抗条锈病鉴定与监测结果看，其在2010年以前具有极好的抗条锈病特性，甘肃省相关育种单位以此为亲本选育出多个生产品种，并在生产中得到较好利用[9,18]。抗条锈病性遗传结果表明，92R137中的抗条锈菌特性由单基因控制，并呈显性遗传，被国际小麦组织正式命名为Yr26[19]。Wang等[12]通过中国春缺失系分析，将该基因定位于1BL染色体靠近着丝粒C-1BL-6-0.32 缺失系内。在此基础上，Wang等[20]开展了对Yr26的精细定位和用于分子标记辅助育种的STS标记。随后国内学者利用SSR技术开展并明确了小麦条锈病抗源材料中Yr26抗病基因的存在，为抗病基因合理布局及应用打下了良好的理论和实践基础[21-23]。遗传基础的狭窄，造成病原菌新毒性株系的不断出现，导致品种抗病性的不断丧失和病害的大范围流行。2010年后以CYR34为代表的贵农22致病类群的出现和积累，导致南农92R系列小麦抗条锈病特性逐步丧失利用价值[18，24]。近年来甘肃省小麦条锈菌监测结果进一步支持了此结论[24]。

研究发现，南农92R系列小麦含有抗白粉病基因Pm21，属于单显性遗传，位于6AL染色体上[11]。该基因为广谱抗性基因，对大多数白粉病小种具有很强的抗性[25]。本试验对多年来的抗白粉病鉴定及监测结果发现，南农92R系列小麦在甘肃陇南田间抗白粉病特性稳定，一直保持免疫到中抗水平。截止到目前，虽然国内外已标记出91个抗白粉病基因[14]，但从甘肃陇南目前实际情况看，可直接应用的不多，其主要原因一是农艺性状相差太远，二是抗条锈性不过关。南农92R系列小麦虽然抗条锈病特性较差，但综合农艺性状优良，故仍然是当前陇南抗白粉病育种中不可多得的、具有全生育期抗病特点的优异种质资源材料，可作为小麦抗白粉病育种一线抗源材料在甘肃陇南利用。黄 瑾等[26]对近年来甘肃省小麦白粉病病菌群体毒性频率分析发现，供试菌系对Pm21的毒性频率达到9.3%，应引起育种和生产上的重视。与此同时，应加强后Pm21时期抗源材料挖掘和抗病基因的标记与利用，如Pm40的研究和利用，将会克服和弥补Pm21抗性丧失后抗性基因不足的不利局面，同时进一步充实甘肃陇南抗病基因库。