淮南麦区小麦赤霉病抗性鉴定及其在育种中的应用

2021-12-23 09:07张安存王先如陈次娥丁文凯蔡秋峰
种子科技 2021年20期
关键词:育种赤霉病小麦

张安存 王先如 陈次娥 丁文凯 蔡秋峰

摘    要:为筛选淮南麦区抗赤霉病优异种质,进一步丰富抗赤霉病育种亲本材料,以苏麦3号、扬麦158和安农8455分别作为抗、中抗和感病对照,2020—2021年采用病麦粒土表接种从198个小麦育成品种(系)中初步筛选出10个抗赤霉病材料,连续两年对31份主栽小麦品种赤霉病抗性进行鉴定,发现了7个品种表现抗赤霉病,其中自育品种华麦2号、华麦6号、华麦7号抗性好,其病情指数均在5%左右,且抗性比较稳定,部分小麦品种的抗性鉴定结果与江苏省区域试验结果较为一致,但部分材料在不同年度间表现出较大的差异,抗性稳定材料较少。小麦赤霉病的发生受天气条件和品种生育期迟早影响,影响鉴定的准确性。要获得具有良好、稳定抗性的抗赤霉病材料,需要连续多年在不同环境下进行抗病性鉴定。

关键词:小麦;赤霉病;抗性鉴定;育种

文章编号:1005-2690(2021)20-0001-03       中国图书分类号:S512.103       文献标志码:B

小麦赤霉病(Head Scab)又名烂麦头,是麦类作物上的一种气候性疾病,是由多种镰孢属(Fusarium graminearum Schw)真菌侵染而引起的一种流行性小麦疾病,多发生在穗期多雨季节和气候潮湿地区。赤霉病于19世纪80年代在英格兰首次报道,到20世纪在世界各地区均有发生,特别是美国在1990年间因赤霉菌损失高达30亿美元。

在我国,赤霉菌病主要在南方长江流域麦区大面积流行。小麦赤霉病不但影响小麦的产量,还可引起小麦籽粒的腐烂变质,小麦赤霉病流行与小麦品种也有重要关系,改变耕作制度和栽培技术难以解决病害的侵染和蔓延, 依赖化学防治虽然对控制赤霉病的大发生和大流行有一定效果,但无法避免成本增加和环境污染。培育和利用抗病品种是防治病害的最有效、最符合农业可持续发展要求的措施。

本研究采取田间撒培养的赤霉病病粒(土表接种法),辅助喷水增加田间湿度相结合的方法进行田间赤霉病抗性鉴定,探究其抗性水平与抗性类型,为创制抗赤霉病新种质及新品种生产应用提供参考。

1   材料与方法

1.1   供试材料

供试的鉴定材料主要包括小麦育成品种(系)、江苏淮南区试材料和淮南麦区主栽品种,苏麦3号为抗病对照品种,扬麦158为中抗对照品种,安农8455为感病对照品种。

1.2   赤霉病鉴定地点及接种方法

10月30日左右播种,每品种种植3行,行长1 m,每行50粒种子,基本苗设置在17万穗/667 m2。只防治虫害和草害,其他病害均不防治。在抽穗前20 d将赤霉病病粒撒到地里,间隔7 d再撒1次,每次撒病粒3~4 kg/667 m2,每次撒完要喷水保湿7 d(以田间湿度大,但地面无积水为宜),待抽穗后再喷雾保湿7~10 d。每日喷雾保湿4次以上,以保证发病环境的湿度。

1.3   赤霉病抗性调查与记载

每品种随机取150穗,记录每穗的赤霉病严重度,计算病情指数。

严重度分级标准为:1级,发病小穗数不足全穗的1/4;2级,发病小穗数占全穗的1/4~1/2; 3级,发病小穗数占全穗的1/2~3/4;4級,发病小穗数占全穗的3/4以上。

具体计算公式如下:

病株率(%)=病株数÷调查总株数×100            (1)

平均严重度=各级病穗数×相对级数值÷调查总穗数                                                                               (2)

病情指数=(各级病穗数×相对级数值)÷(调查总穗数×4)×100                                                          (3)

抗性评价标准为:①抗(R),病情指数<(苏麦3号的平均病情指数+标准差);②中抗(MR),(苏麦3号的平均病情指数+标准差)≤病情指数<(扬麦158的平均病情指数+标准差);③中感(MS),(扬麦158的平均病情指数+标准差)≤病情指数<(安农8455的平均病情指数+标准差);④感(S),病情指数(安农8455的平均病情指数+标准差)。

1.4   统计分析

利用DPS7.05对不同环境、不同年份小麦赤霉病病小穗率进行基本数据统计分析和相关分析。利用Microsoft Excel 2016进行数据整理分析。

2   结果与分析

2.1   小麦品种(系)田间对赤霉病的抗性病情指数

2020—2021年度通过土表接种鉴定调查结果如图1所示,小麦品种(系)间具有不同的赤霉病抗性水平,对照抗病品种苏麦3号平均病情指数4.0,对照中抗品种扬麦158平均病情指数8.9,对照中感品种安农8455平均病情指数29.3。

2.2   小麦品种(系)田间对赤霉病的抗性鉴定

根据病情指数对供试小麦品种(系)进行抗赤霉病分级结果如表1所示,达中抗以上小麦新品系38个,其中抗品系10个, 占全部品种5.05%;中抗品系28个,占供试品种(系)的14.14%;大多数为感病品种(系),占80.81%。

2.3   2020—2021年小麦品种(系)田间赤霉病的抗性

从表2可以看出,31份小麦品种(系)中,供有7个材料表现抗赤霉病,其中自育品种华麦2号、华麦6号、华麦7号抗性好,其病情指数均在5%左右,连续两年10个材料抗性比较稳定,其中有6个材料表现抗赤霉病。苏麦3号最为稳定,抗性最好。感病品种镇麦168两年平均发病小穗率63%,平均病情指数46.67,2021年所有小麦品种(系)平均发病小穗率、严重度、病情指数略高于2020年。

2.4   不同年份小麦品种(系)田间对赤霉病的抗性

从表3可以看出,2020年抗性鉴定结果与省区试结果基本一致,其中自育品种华麦1430抗性好,且抗性比较稳定,大部分中感材料两年鉴定相对较稳定,但部分鉴定为中抗品种(农麦156、扬14-88、宁麦1627),也有可能连续鉴定为中感或感病。

其对照品种苏麦3号抗性稳定。

3   讨论

本研究共筛选出的10份抗病品系,但部分材料在不同年度表现出较大的差异,抗性稳定材料很少。原因是小麦赤霉病属于气候型病害,极易受到当年天气条件影响,抽穗、扬花灌浆期间的温度、湿度和降水量是赤霉病发生轻重的主要原因。一般认为在小麦开花灌浆期、平均温度15 ℃以上、平均相对湿度80%~85%、持续时间10 d以上,就会导致赤霉病的中等或重度发生[1]。因此,不同品种抽穗扬花期与气候条件基本吻合,发病可能性较大。要获得具有良好、稳定抗性的抗赤霉病材料,需要连续多年在不同环境下进行抗病性鉴定,并且设置适宜的抗感病對照来评价材料的抗性,以保证获得的抗病具有可靠性。

土表接种法对供试品种(系)的赤霉病抗性进行鉴定,其反映的是品种(系)抗侵染和抗扩展的综合能力,一致性和稳定性也较差,只能用于群体材料的初步筛选和鉴定[2]。

从结果分析,育成品系经多年鉴定后最好选择抗病以上品系,其抗性稳定,也较为持久;最好不要选择中抗或中感材料,其稳定性、风险性也较大。

参考文献:

[1]余华.小麦抗赤霉病鉴定技术及其在育种中的应用[J].麦类作物学报,1997,17(3):22-24.

[2]朱靖环,王其飞,华为,等.小麦种质材料赤霉病抗性鉴定及遗传多样性分析[J].麦类作物学报,2004,40(12):1461-1471.

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