利用多樣性防治稻瘟病研究進展

李享+張利杰

摘 要 當今，農業(yè)集約化生產，作物品種單一導致遺傳基礎狹窄，病害大面積爆發(fā)的事件時有發(fā)生。為了保證食品安全和環(huán)境質量，利用多樣性防治稻瘟病成為目前研究的熱點。基于此，歸納了利用多樣性控制稻瘟病方面的研究進展，為多樣性控病的深入研究提供參考。

關鍵詞 水稻；稻瘟病；多樣性防治

中圖分類號：S435.11 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）15-0-02

稻瘟病是世界上對水稻生產毀滅性最大的病害[1]。它具有傳播快，發(fā)生范圍廣，流行頻率高以及災變嚴重的特點。在水稻的整個生育期一旦爆發(fā)稻瘟病，就可能造成嚴重損失。在農業(yè)生產中，由于少數高產品種大面積單一化種植，在強大的定向選擇壓力下，產生治病優(yōu)勢小種，造成容易集中爆發(fā)。最迅速有效的方法就是利用農藥防治，但是長期使用會使病原菌產生抗藥性和耐藥性，對土壤、水源等造成危害[2]。隨著人類生活水平的提高，對食品安全問題和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展問題越來越重視。目前，利用作物的遺傳多樣性控制稻瘟病成了國內外研究的熱點。

1 多樣性防治稻瘟病機制

利用作物遺傳多樣性持續(xù)控制病害主要是利用生物多樣性與生態(tài)平衡原理，合理實施作物品種多樣性的時空配置和種植，增加農田遺傳多樣性的豐度，改善農田微生態(tài)環(huán)境，實現作物病害的持續(xù)控制，促進農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[3]。多樣性控制病害的機制可歸結如下：一是稀釋了親和小種的菌源量；二是不同抗性植株起到物理屏障效應；三是多樣性布局模式誘導抗性的產生；四是改變田間小氣候等[4，5]。

2 多樣性防治稻瘟病方法

2.1 品種輪換

通過在時間上順序或輪流栽培抗病品種來實現農田系統(tǒng)的多樣化，有利于切斷稻瘟病菌小種的定向選擇和發(fā)展。利用攜帶不同抗病基因的新抗病品種替換原有品種來抑制稻瘟病菌優(yōu)勢小種的發(fā)展。1994年，云南省瀘西縣開始大面積種植楚粳12號，4 a后，稻瘟病菌生理小種ZE1成為優(yōu)勢小種；1999年，利用抗生理小種ZE1的水稻品種合系41更換了楚粳12號，當年該縣稻瘟病的控制效果達到了83.2%[6]。實驗證明，品種輪換的方法可以有效地控制稻瘟病的發(fā)生，但要掌握病菌生理小種的變化趨勢，在原有水稻品種抗性喪失前選育新的抗病品種來替換。

2.2 空間上的多樣化布局

多樣化布局就是通過增加田間作物品種的多樣性，減小對病原菌的選擇壓力，維持病原菌群體的多樣性和穩(wěn)定性，減緩優(yōu)勢致病群體的形成，達到維持病害的目的。主要方法有多系品種、基因聚合品種、多基因型種群品種、混合間栽和多樣化合理布局。

2.2.1 多系品種

多系品種是將農藝性狀近似的且具有不同專化抗性的品種組合。在種植多系品種的田間調查結果顯示，沒有發(fā)現稻瘟菌超級小種。這是由于抗病品種抑制了致病菌的擴散和非致病菌對致病菌的生存競爭引發(fā)了抑制作用的機制，有效改變了田間稻瘟病菌的群體結構[7]。雖然該品種從育種到推廣花費的時間較長，但現在的使用范圍很小。

2.2.2 基因聚合品種

基因聚合品種就是在一個品種中包含2個或2個以上優(yōu)質基因，通過多基因的表達，引起生物體性狀可遺傳的優(yōu)勢而具有特意目標性狀的新品種。近年來，基因聚合品種的研究已經取得了不錯的成績。但育成的基因聚合品種還沒有在生產商中大面積推廣，多數仍在實驗階段。利用該種方法育成高產、穩(wěn)產、抗逆性強的品種還需進一步研究。

2.2.3 多基因型種群

多基因型種群品種是由多個類似表型的單基因型品種或品系組成。就是通過MAGIC雜交等技術創(chuàng)造大量穩(wěn)定或者可精確繁殖的不同基因型重組體，形成基礎群體，再根據基礎群體中各個基因型的表現型，充分利用多因一效和復等位基因，通過基因型互補克服不良連鎖，選擇表現型穩(wěn)定一致、符合特定商品目標和品種“四性”目標，而基因型不同的個體，按照比例搭配成多基因型種群，并進行種群的精確繁殖和生產，提供商業(yè)化種子[8]。

2.2.4 混合間栽

多樣性混合間栽則是主栽抗性好的品種，間栽抗性較差的品種，豐富小范圍內的多樣性程度。云南省用雜交稻秈優(yōu)63和秈優(yōu)22與兩個優(yōu)質糯稻感瘟品種黃殼糯和紫糯進行大面積混合間栽試驗。結果顯示，試驗田的間栽感病品種增產89%，穗瘟嚴重度降低94%，混合間栽不僅對稻瘟病具有良好的防效，還可以提高感病品種的產量，增加收入[9]。該方法目前已在很多地方推廣實施。

2.2.5 多樣化合理布局

多樣化合理布局是通過增加田間作物品種的多樣性，減小對病原菌小種的定向選擇壓力，維持病原菌群體的多樣性和穩(wěn)定性，減緩優(yōu)勢致病群體的形成，達到維持病害的目的。1998-2000年，云南農業(yè)大學在云南省石屏縣寶秀鎮(zhèn)進行了品種合理布局控制稻瘟病的試驗，選用7個抗病性不同的品種，以各農戶的承包田為單位，每戶種植一個品種，將7個品種隨機種植在42 km2的區(qū)域內，結果表明，該區(qū)域的稻瘟病平均發(fā)病率連續(xù)3 a都控制在4.7 8% 以內，獲得了良好的防治效果。

3 小結和展望

利用生物多樣性控制稻瘟病能夠有效提高作物群體的抗病性，適當減慢病原生理小種的進化速度，達到持續(xù)控病的效果。由于田間作物的多樣性增加，對于生物和非生物的逆境的緩沖能力增強。目前，利用多樣性控制稻瘟病最重要的問題就是搭配基因或品種的選擇，不但要滿足品種抗性差異大的條件還要綜合考慮品種生育期等其他性狀。

參考文獻

[1]Ou S H. Pathogen Variability and Host Resistance in Rice Blast Disease.[J].Annual Review ofPhyto–pathology，1980， 18（4）：167-187.

[2]李永剛，宋興舜，馬鳳鳴，等.水稻稻瘟病拮抗菌L1鑒定及抑菌特性的初步研究[J].微生物學通報，2008，35（6）：898-902.

[3]YouYongZ，HaiRuC，JingHua F， et al.GeneticDiversity and Disease Control in Rice[J].Nature，2000，406（4）.

[4]Y Z， H C， J F， et al.GeneticDiversity and Disease Control in Rice[J].Nature，2000，406（4）.

[5]劉二明，朱有勇，劉新民，等.丘陵區(qū)水稻品種多樣性混合間栽控制稻瘟病研究[J].作物研究，2002，16（1）：7-10.

[6]王云月，范金祥，趙建甲，等.水稻品種布局和替換對稻瘟病流行控制示范試驗[J].中國農業(yè)大學學報，1998.

[7]李運動.多系品種的育成及其意義[J].北方水稻，1997（4）：28-29.

[8]徐超飛，李華軍，李曉方.多基因型種群品種多集新3號的選育和相關問題說明[J].中國稻米，2014，20（2）：71-73.

[9]朱有勇，孫雁，王云月，等.水稻品種多樣性遺傳分析與稻瘟病控制（英文）[J].遺傳學報，2004，31（7）：707-716.

（責任編輯：劉昀）