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不同小麦品种(系)对全蚀病的抗性鉴定与评价

2013-09-28杨共强何文兰宋玉立王俊美李亚红

植物保护 2013年2期
关键词:全蚀株高抗性

徐 飞, 杨共强, 何文兰, 宋玉立, 王俊美, 李亚红

(河南省农业科学院植物保护研究所,农业部华北南部作物有害生物综合治理重点实验室,郑州 450002)

河南省是中国第一产麦大省,在全国有着十分重要的地位。2009年河南省小麦种植面积526.33万hm2,占全国小麦种植面积的21.7%,小麦产量3 056万t,占全国小麦产量的26.5%[1]。近年来,由Gaeumannomycesgraminisvar.tritici引起的小麦全蚀病在河南省麦区发生普遍,并且有不断蔓延和危害加重的趋势,在局部田块已造成50%以上的损失甚至绝收,成为小麦高产稳产的重要限制因子[2]。如何经济有效地防控小麦全蚀病是生产上面临的重大问题。

防治小麦全蚀病的措施有耕作栽培防治、生物防治、化学防治和品种抗病性利用等[3-4]。由于小麦全蚀病菌的寄主范围广,在土壤中病残体上残存时间长,耕作栽培防治、生物防治和化学防治等都具有不同的限制因素,而种植抗病品种是最为经济有效的防治措施。但是目前小麦品种(系)对全蚀病的抗性还不清楚,有必要对河南省近年来推广品种和后备品种进行抗全蚀病鉴定。因此,本研究对河南省108个小麦推广品种和区试品种进行抗全蚀病性鉴定和评价,为抗病品种培育和生产上的利用提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试小麦品种(系)108个,其中18个推广品种为河南省农科院植物保护研究所小麦病害课题组收集保存,90个河南省区试品种(系)由河南省农业科学院小麦研究中心提供(表1)。

供试菌株:从不同地理来源的小麦全蚀病菌中选取具有代表性且致病力较强的优势菌株GaNS-90,由本课题组从河南省南阳市田间的小麦全蚀病病株上分离并进行单子囊孢子纯化,PDA试管保存于4℃的冰箱,并通过形态学和分子鉴定后确认是Gaeumannomycesgraminisvar.tritici。

1.2 方法

1.2.1 接种物的培养

将小麦全蚀病菌菌株GaNS-90在PDA上活化,然后挑取边缘菌丝块在1/5 PDA平板(20 m L)上培养7 d,接种备用[5]。

1.2.2 不同小麦品种(系)对全蚀病菌的抗性鉴定

采用玻璃管(长18 cm,直径2.5 cm)测定小麦品种对全蚀病菌的抗性。每支试管底部有孔便于浇水。每支试管从下往上依次加入棉球、6 cm深的蛭石、2块9 mm的菌丝块、1 cm深的蛭石、3粒小麦种子、1 cm的蛭石。每块9 mm的菌丝块用挑针平均分为4小块。每个小麦品种4组玻璃管,每组5支玻璃管。每管浇入10 m L蒸馏水,放入25°C的培养箱中2 d,然后转入16℃,12 h光照,湿度90%的培养箱中。每个星期每管浇入10 m L(体积比1∶3)的霍格兰氏大量元素溶液[5]。接种28 d后调查病害发生情况和有关指标。

1.2.3 病害调查和统计方法

病害调查与统计参照Ownley等[6]的方法进行。以根皮层或中柱变褐或变黑为病根。接种28 d后将麦苗拔出,冲洗掉蛭石,记录病害等级,测量株高、根干重和茎叶干重等辅助指标。病害分级标准为0级:无病;1级:黑根面积占总根面积<10%;2级:黑根面积占总根面积10%~25%;3级:黑根面积占总根面积26%~50%;4级:黑根面积占总根面积51%~100%;5级:所有麦苗的根部变黑并且扩展到茎基部;6级:病斑扩展到茎部;7级:植物褪绿并停止生长;8级:植株死亡。按照方中达[7]的方法计算病情指数:病情指数=100×(∑病级×该级株数)/(最高级×总株数)。病情指数0为免疫(I);≤20为高抗(HR);20.01~40.0为抗(R);40.01~50.0为中抗(MR);50.01~60.0为中感(MS);60.01~80.0为感(S);80.01~100.0为高感(HS)。

图1 接种28 d后‘新农19’和‘郑麦00314’的症状图Fig.1 Symptom of‘Xinnong19’and‘Zhengmai 00314’28 d after inoculation

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种(系)的病指及对全蚀病的抗性分析

接菌后28 d的调查结果(表1)表明,供试108个小麦品种(系)平均病指在49.3~91.5之间,整体抗性较差,但品种间抗性存在明显的差异。按照上述病情指数评价标准,无免疫、高抗和抗的品种,达到中抗水平的只有‘新农19’一个品种,占供试品种(系)的0.9%;表现感病的品种有‘郑麦3596’、‘曌氏2010-06’和‘郑麦9023-9’等82个,占供试品种(系)的75.9%;表现高感的品种有‘豫农211’、‘众麦2号’和‘豫麦49’等25个,占供试品种(系)的23.2%。

表1 不同小麦品种在温室条件下对全蚀病的抗性Table 1 Resistance of different wheat cultivars to take-all disease in green house

2.2 株高、根、茎叶干重及其与病指的相关性分析

接菌后28 d调查病情的同时,对麦苗株高、根干重和茎叶干重进行了测定(表1),结果可以看出,小麦发病后植株生长受到影响,表现在株高变矮,根变短,单株根干重和单株茎叶干重变轻。将株高、根干重和茎叶干重分别与病情指数进行相关性分析,结果表明,供试小麦品种株高在12.4~22.8 cm之间,株高与病指成负相关,其相关系数为R=-0.487 1(P<0.001);单株根干重在6.5~26.2 mg之间,根干重与病指成负相关,其相关系数为R=-0.3013(P<0.05);单株茎叶干重在8.8~48.2 mg之间,其相关系数为R=-0.562 1(P<0.001)。相关性分析结果表明株高、根干重和茎叶干重可以作为小麦抗全蚀病的辅助指标,其中单株茎叶干重与全蚀病病情指数相关系数的绝对值最高,是小麦抗全蚀病的最佳辅助指标。

3 讨论

本研究通过温室试管苗菌饼接种法[5]对河南省的108个小麦品种(系)进行抗全蚀病鉴定,结果表明感病和高感的品种共占供试品种的99%,说明这些小麦品种(系)对小麦全蚀病的抗性整体较差。本结果与前人研究[8-9]相同,但抗的品种所占比例低于前人研究结果,可能是因为鉴定方法和评价标准不一样导致的[8-11]。本研究采用试管苗菌饼接种法发病充分,且在试验过程中观察到一些小麦品种根部变黑面积不大,但是茎部已经完全变黑,并对植株生长造成严重危害(图1),如‘新农19’和‘郑麦00314’根部变黑面积相差不大,但对小麦植株危害程度不同,可以说‘新农19’具有耐病性,仅用病指难以有效地评价全蚀病对小麦植株的影响,所以试验过程中采用株高、单株根干重、单株茎叶干重作为小麦品种抗全蚀病的辅助指标,评价结果更为准确。

本研究对小麦苗期温室抗全蚀病进行鉴定并对鉴定评价指标进行了探索,其结果可供大田试验借鉴并进行广泛的田间试验来验证。另外需要多渠道大量引进小麦种质资源进行鉴定筛选,为小麦育种提供更多的抗性资源。

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