黄淮南片冬小麦品种(系)综合抗病性评价

齐双丽，李 伟，魏雅红，张文才，胡彦奇，廖平安*

(1.漯河市农业科学院，河南漯河 462300；2.漯河市气象局，河南漯河 462300；3.舞阳县农业技术推广总站，河南漯河 462400)

中国是世界第一大粮食生产国、消费国和进口国，粮食安全始终是国家安全、 社会稳定和经济发展的重要基础[1-2]。我国是全球气候变化的敏感区和影响显著区，随着全球气候条件变化，极端天气频发，农作物病虫害呈多发、重发和频发态势，且危害程度加重，给农业造成严重的威胁[3]，我国作物病虫害每年发生面积约 852 万hm2，并以每年0.05%的速度显著增长[4]。

小麦条锈病、小麦赤霉病被列为一类粮食作物病害[5]。小麦条锈病、叶锈病和白粉病均是气传性世界病害，受气候影响较大，容易造成大面积爆发，严重威胁小麦的产量和品质。1950、1964、1990和2002年条锈病在我国麦区4次大流行，造成小麦产量损失10亿～60亿kg[6-7]。我国每年小麦种植面积约0.23亿hm2，感染叶锈病的面积占65%左右[8]。叶锈病曾在中国北方麦区发生4次(1969、1973、1975、1979年)中度以上大流行，近年来在多个麦区局部爆发流行，产量损失10%以上[9]。小麦赤霉病是由镰孢属Fusarium真菌引起的一种世界性小麦病害。我国每年大约700万hm2小麦感染赤霉病，直接产量损失约100万t[10]。近年来，小麦赤霉病在中国发病面积持续增长[11]，导致10%以上的减产，其侵染过程产生的DON毒素给人类食品安全造成严重隐患。小麦白粉病遍及我国各大麦区，2005—2008年我国每年遭受白粉病危害的麦田面积约690万hm2[12]，减产5%以上，小麦纹枯病是土传性真菌病害，已成为黄淮麦区和长江中下游麦区主要病害之一，可导致10%以上的减产[13]。

黄淮南片是我国小麦的主产区和高产区，常年播种面积在800万hm2左右，约占全国小麦种植面积的1/3[14]，黄淮南片横跨河南、安徽、江苏、陕西4省，种质资源丰富，是研究小麦抗病的典型样本，但目前对该麦区的抗病性评价较少。冯家春等[14]对黄淮南片2004—2008年国审品种的抗病性进行分析发现，白粉病、赤霉病和纹枯病抗性较差，叶锈、条锈和秆锈的抗性较好。张斌等[15]研究指出，黄淮南片麦区65份主栽小麦品种对赤霉病抗性普遍较差。曹延杰等[16]分析表明，2011—2020年河南省审定品种整体抗性水平较低，赤霉病抗性较低，兼抗多抗品种少，抗病品种抗源单一。刘易科等[17]在对湖北省52个主要小麦品种抗病基因分析中指出，利用分子标记聚合育种引入抗赤霉主效基因Fhb1和Fhb4，可提高湖北小麦品种抗赤霉病水平，小麦抗条锈基因遗传基础狭窄，缺乏白粉病主效抗性基因，要加强抗纹枯病小麦种质资源鉴定力度。刘太国等[18]对1999—2014年中国冬小麦区试试验品种抗病性分析指出，抗叶锈病小麦品种(系)缺乏，抗条锈病和白粉病品种主要出现在甘肃、四川等地，抗原缺乏的病害未鉴出抗性强的品种。培育和利用抗病品种是防治小麦病害最有效、最经济、最环保的有效途径。鉴于此，笔者以2017—2021年国家良种联合攻关黄淮南片水地组冬麦区38个生产试验参试小麦品种(系)为材料，分析其主要病害抗病水平，对中抗水平品种进行谱系分析，分析黄淮南片品种(系)抗病背景，以期为黄淮麦区抗病育种和小麦病害防治提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料供试材料为2017—2021年国家良种联合攻关黄淮南片水地组生产试验的38个小麦品种(系)，其中2017—2018年参试材料8份，2018—2019年参试材料7份，2019—2020年材料11份，2020—2021年参试材料12份(表1)。

表1 2017—2021年参试小麦品种(系)

1.2 数据来源参试的38个小麦品种(系)抗病性鉴定数据来源于中国种业大数据平台(http：//202.127.42.145/bigdataNew/)以及2017—2021年每年度国家良种联合攻关黄淮南片生产试验总结报告。

1.3 数据分析采用Microsoft Excel 2010进行数据整理及作图。

2 结果与分析

2.1 气候条件对小麦病害发生情况的影响2017—2018年小麦从播种到收获遇到多种恶劣天气，播前长期阴雨延迟播种、出苗后持续干旱、春季倒春寒、灌浆期阴雨寡照及雨后高温逼熟，造成生育期缩短，影响产量和品质。2018—2019年基本没有经历特殊灾害性天气，病害整体较轻，对小麦生长发育有利。2019—2020年秋季降水偏多，冬季较暖，小麦整体发育偏快，生育进程提前，但倒春寒频发，锈病整体较重。2020—2021年，越冬期大部分试点遭遇强冷寒潮天气，返青期发生晚霜冻害，拔节至孕穗期雨水充足，田间纹枯病整体较重，灌浆期部分试点遭遇大风降雨出现倒伏，小麦生长发育期间气象条件对小麦产生的影响整体利大于弊。

2.2 参试小麦品种(系)对5种主要病害的抗病性分析参照国家农作物品种审定委员会2017年公布的主要农作物品种审定标准(国家级)对黄淮冬麦区南片抗病性的要求，对2017—2021年的38份参试材料抗病性鉴定结果进行统计分析。由表2和3可知，38份参试材料仅有1份材料(漯麦39)对叶锈病达到免疫水平，2份材料(濮麦168和洛麦33)对条锈病达到高抗水平(免疫和抗均归到高抗水平，慢归为中感水平)，其余材料对5种病害均未达到高抗水平。宛1204对白粉病、赤霉病和条锈病3种病害达到中抗水平，郑麦6694对白粉病和条锈病鉴定达到中抗水平，安农1589对条锈病和叶锈病鉴定达到中抗水平。

表2 2017—2021年参试品种(系)对5种主要病害的抗性水平比较

淮麦302和皖垦麦1720共2个品种对纹枯病表现为高感，其他均表现为中感或感纹枯病。38个参试品种(系)中，对白粉病表现为高感、中感和中抗的品种占比分别为26.3%、60.5%、13.2%，其中涡麦505、郑麦6694、皖宿0891、涡麦606、宛1204共5份材料对白粉病表现为中抗水平；皖宿1510、宛1204、WK1602、中科166、漯麦49共5个品种对赤霉病表现为中抗水平，占比13.1%；对条锈病达到高抗、中抗、中感、高感水平的品种占比分别为5.3%、15.8%、28.9%、50.0%，其中濮麦168和洛麦33对条锈病达到高抗水平，郑麦0943、郑麦6694、安农1589、濮麦8062、宛1204、郑麦1835共6个品种对条锈病达到中抗水平；对叶锈病达到高抗、中抗、中感、高感水平的品种占比分别为2.6%、7.9%、50.0%、39.5%，其中漯麦39对叶锈病达到高抗水平，安农1589、濮麦087、涡麦303共3个品种对叶锈病达到中抗水平。

表3 2017—2021年参试品种(系)对5种主要病害的抗病性比较

2.3 高频使用亲本统计由参试材料亲本组合可知，除洛麦33是利用太谷核轮回选择获得的品系外，其余37份材料均由杂交获得，以莱州137/周麦16//郑育麦9987为亲本育成涡麦505和涡麦303。从37份材料筛选出4个高频直接利用的亲本(表4)，其中以周麦16为亲本，育成濮麦168、涡麦505、天麦160、涡麦303、漯麦39共5个品种(系)，占比13.51%；以郑麦7698为亲本，育成郑麦6694、漯麦39、天麦196、皖垦麦1720、郑麦1835共5个品种(系)，占比13.51%；以莱州137和淮麦18为亲本均育成3个品种(系)，占比8.11%。综上可以看出，小麦育种仍然以传统育种手段为主，且品种遗传基础较为狭窄。

表4 高频利用亲本及育成品种(系)

2.4 抗病材料系谱分析为分析抗病基因背景，对参试小麦品种(系)抗病性达到中抗及以上水平的材料的亲本进行系谱分析，对白粉病表现为中抗水平的5份材料(涡麦505、郑麦6694、皖宿0891、涡麦606、宛1204)系谱分析发现，白粉病抗病基因主要来自周麦9号或周8425B，抗病基因较为单一。对赤霉病表现为中抗水平的5份材料(皖宿1510、宛1204、WK1602、中科166、漯麦49)系谱分析发现，赤霉病抗病基因主要来自小偃系列、内乡系类及西农系列等；对中抗条锈及叶锈水平以上的12个品种(系)(濮麦168、洛麦33、郑麦0943、郑麦6694、安农1589、濮麦8062、宛1204、郑麦1835、漯麦39、安农1589、濮麦087、涡麦303)的系谱进行分析，结果显示抗锈病基因主要来自周麦9号、周8425B、鲁麦系类、洛夫林系类、西农系列等，抗源较为广泛。

3 讨论

小麦纹枯病、白粉病、条锈病、叶锈病和赤霉病是威胁小麦生产和推广的5种主要病害，具有广泛流行性、严重性危害、爆发性等特点，对小麦产量和品质造成严重影响[19]，品种的抗病性表现与近年来抗病育种发展以及品种审定对病害的要求有密切联系。因生态区或审定级别不同，对小麦新品种的抗病性有不同的要求，长江上游麦区和河南省审小麦品种条锈病高感一票否决，长江中下游麦区赤霉病高感一票否决以及2016年以来河南省启动小麦抗赤霉育种，这也使得小麦抗条锈病和抗赤霉病育种重视程度高于其他几类抗病育种。另外，育种家已经成功将小麦近源和远缘植物的抗白粉病和锈病基因导入小麦遗传背景，所以目前推广的多数品种能较好抵抗白粉病和叶锈病[20-21]。小麦纹枯病由复杂的数量性状控制，常规育种技术改良纹枯病抗性较困难，目前仍未成功挖掘利用抗纹枯病近源物种的优良基因库，生产上应用的品种大多是感病品种[22-23]。

培育和利用抗病品种是防治小麦病害最有效且经济环保的方法[24]。对2017—2021年参试的小麦品种(系)抗病性统计分析发现，对纹枯病抗性水平较差，没有中抗及以上品种(系)，对白粉病、赤霉病抗性水平一般，没有高抗品种(系)，曹延杰等[25]对2011—2020年河南省审定小麦品种抗病性评价分析中认为，2016年以后赤霉病抗源广泛，主要来自西农、宁麦、扬麦系列等，该研究对中抗赤霉品种系谱分析表明，赤霉病抗性基因来源小偃系列、内乡系类及西农系列等。濮麦168、洛麦33、漯麦39等品种(系)对条锈病或叶锈病抗性较好，经系谱分析高抗锈病基因主要直接或间接来自周麦16的亲本周麦9号或周8425B以及鲁麦系类、洛夫林系类、西农系列等，抗源较广泛，但锈病致病小种多样，生产上仍存在新的致病小种入侵的威胁。该研究显示，兼抗多抗品种(系)少，郑麦6694、安农1589、宛1204兼抗2种或3种病害，占比7.89%；徐麦178、中麦6052、安科1801高感4种病害，占比7.89%，新麦52、中麦7152、皖宿1510、徐麦15158、漯麦40、中麦6023高感3种病害，占比15.79%。2021年河南省主要农作物品种审定标准(小麦)中提高了对抗病性的要求，除特殊用途品种以外，条锈病鉴定未达到高感，且其他4种病害至少有一种鉴定未达到高感。因此，在今后的小麦品种选育中，应拓宽抗病基因渠道，聚合多种抗病基因，选育出高抗或多抗品种，提高品种的综合抗病能力[25]。

黄淮麦区跨度大，有独特的生态条件和多样的品种类型，种质资源丰富。但目前新品种选育仍以品种间杂交为主，种质资源相对集中，同质化较为严重，遗传基础日趋狭窄，造成品种抵御灾害能力降低。前人分析了2009—2017和2017—2018年度黄淮南片参试品种(品系)系谱[26-27]，结果显示骨干亲本均是周麦系类和百农系列。在该研究中，38份参试材料有37份均采用传统杂交育种手段。系谱分析表明，周麦16和郑麦7698为高频利用亲本，分别育成5个品种(系)，这些高频利用亲本对提高小麦产量、保障粮食安全做出重要贡献，但其加工品质一般，抗病基因较为单一，不断加大生产和推广上存在的潜在风险。

4 结论

对近几年国家良种联合攻关黄淮南片生产试验参试的38份品种(系)抗病性统计分析发现，兼抗和多抗品种(系)较少，对条锈病和叶锈病抗性较好，没有高抗赤霉病和白粉病品种(系)，纹枯病抗性鉴定均为感病，整地抗病水平仍较低。在今后的育种中，应拓宽种质资源渠道，发掘利用优质种质资源，利用具有优良基因的麦类近缘植物，通过物种间远缘杂交和分子标记育种等手段创制新的种质资源、聚合多种优质抗病基因，提高综合抗病能力，解决同质化问题，实现种质资源遗传多样化。