部分國外小麥種質及東北麥區生產、后備品種抗稈銹性分析

徐曉鳳，曹遠銀，李天亞，王婉琳，廖 凱

(沈陽農業大學植物保護學院，遼寧沈陽 110866)

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部分國外小麥種質及東北麥區生產、后備品種抗稈銹性分析

徐曉鳳，曹遠銀，李天亞，王婉琳，廖 凱

(沈陽農業大學植物保護學院，遼寧沈陽 110866)

在面臨Ug99及其強毒力變異菌株可能侵入我國的高風險下，為篩選和儲備新的小麥抗病品種或種質，并了解東北春麥區小麥生產、后備品種對稈銹病的抗性，于2015年用小麥稈銹菌生理小種21C3CTHTM、34C3RTGQM及混合小種對190份國外小麥材料和100份黑龍江省小麥材料進行田間成株期稈銹病抗性鑒定。結果表明，190份國外小麥材料中有169份對所有供試菌種表現出抗性，其中表現免疫的有119份，表現高抗的有50份；100份黑龍江小麥材料中有71份對所有供試菌種表現出抗性，其中表現免疫的有45份，表現高抗的有23份，表現高抗-中抗的有3份。國外小麥材料和黑龍江小麥材料對我國小麥稈銹菌的抗性較高，但仍有部分國外小麥材料和部分黑龍江小麥材料對我國小麥稈銹菌表現出高度感病，這種現象應得到重視。

小麥稈銹菌；小麥材料；抗性鑒定

小麥稈銹病是小麥的三大銹病之一，嚴重影響小麥的安全生產[1]。20世紀70年代后，由于培育與推廣抗病品種及抗病品種(基因)合理布局等措施的實施，特別是抗稈銹基因 Sr31被廣泛引入，我國小麥稈銹病得到了有效控制[2]。然而，1999年在烏干達首次發現對 Sr31基因具有毒力的小麥稈銹菌小種Ug99[3]，該小種具有更強的毒力及變異能力，致使非洲國家小麥稈銹病大流行，造成嚴重的產量損失[4-5]。2005年，以Borlaug博士為首的植物病理學家和小麥育種家在全世界范圍內開展以遺傳手段為主的Ug99防控研究[6]。2006年，17個國家和組織將4 157份小麥品種送肯尼亞進行Ug99抗性鑒定，結果表明感病品種達到3 820份，占91.9%。其中，中國的118份小麥品種中有116份為高感品種，占98.3%[7]。一旦Ug99傳入我國，將對我國的小麥生產帶來不可估量的影響[2,7-8]。

面對這種威脅，我國的科研工作者不斷地將我國小麥品種送肯尼亞做Ug99抗性評價，并將國外抗Ug99材料不斷引入我國,同時積極開展這些國外抗Ug99材料和我國小麥品種對我國小麥稈銹菌的抗性研究，以期在應對Ug99的同時也兼抗我國小麥稈銹菌。韓建東[9]通過分析131份國外抗Ug99小麥材料對我國小麥稈銹菌的抗性發現，30%的材料對我國的小麥稈銹菌表現出不同程度的感病，表明抗Ug99的小麥材料并非全抗我國小麥稈銹菌，因而在引入我國時要做進一步的篩選；趙 寧等[10]研究了國內15個省份的182份小麥材料的抗稈銹性，發現有37.4%的小麥材料對供試菌株表現出不同的感病情況；李偉華等[11]也對東北春麥區的68份小麥品種進行了稈銹病抗性分析，結果顯示有29.4%的小麥品種表現感病。因此，我國小麥品種(系)中仍存在相當數量對小麥稈銹菌感病的材料，要及時不間斷地對小麥種質資源進行抗小麥稈銹性分析，以更好地為抗病育種工作者提供抗源材料。

東北平原是我國重要的商品糧生產基地，也是小麥稈銹病的易發區[12]，其小麥生產品種的抗稈銹性水平對稈銹病流行的可能性起著關鍵作用。本研究對一些國外小麥材料和黑龍江地區小麥材料的抗稈銹性進行了評價，以明確國外小麥材料和我國東北麥區的小麥材料對當前我國小麥稈銹菌的抗性水平，以期為以后的抗病育種提供基礎材料和理論依據。

1　材料與方法

1.1材 料

1.1.1供試材料

供試的190份國外小麥材料由中國農科院李思敏老師提供；100份黑龍江小麥材料由黑龍江省農業科學院作物育種研究所測試中心、黑龍江省農業科學院育種所、黑龍江省農科院克山分院、黑龍江省農墾科學院作物所、東北農業大學農學院、黑龍江省八一農墾大學和墾豐種業九三育種試驗站提供；高感稈銹病對照品種小密穗由沈陽農業大學小麥病害實驗室保存。

1.1.2供試小麥稈銹菌

供試小麥稈銹菌菌種21C3CTHTM和小麥稈銹菌有性世代菌種34C3RTGQM及混合菌種(21C3和34小種群)由沈陽農業大學小麥病害實驗室提供。小麥稈銹菌21C3是20世紀60年代小麥稈銹菌在黑龍江省的優勢小種，小麥稈銹菌34C3RTGQM生理小種是經過有性世代的小麥稈銹菌生理小種。

1.2試驗方法

1.2.1鑒定圃設計及田間管理

將供試材料統一編號，種子分成3份；對區設置鑒定圃，行距30 cm，行長100 cm，穴距25 cm(每25 cm一個品種)；將分好的3份種子按順序分別種在3個鑒定圃中，每份材料每個鑒定圃種25粒左右。鑒定圃中間為誘發行，兩端為保護行，誘發行和保護行均種植感病品種小密穗。在播種前施肥，小麥生長期進行正常的田間管理。

1.2.2供試菌株的準備和田間接種

供試小麥稈銹菌菌株在溫室用感病品種小密穗進行擴繁，收菌保存以備后續試驗田間接種使用。5月下旬小麥拔節期傍晚，將鑒定圃澆足水，用0.05%吐溫20溶液均勻噴灑葉面，然后將2 g供試小麥稈銹菌菌種的新鮮夏孢子與干燥的滑石粉按1∶20(v∶v)充分混勻后，用噴粉法進行接種，接種后再噴灑1次0.05%吐溫20，用塑料膜覆蓋保濕過夜。待小密穗充分發病后(約14～16 d)，進行小麥抗稈銹病田間調查，記載侵染型，之后每隔3 d再調查一次稈銹病情況，以保證田間調查結果的準確性。

1.2.3抗病性評價標準

抗病性評價標準參照Roelfs和Martens的方法進行[13]。

2　結果與分析

2.1國外材料抗稈銹性的鑒定結果

190份國外材料中，對21C3CTHTM小種表現出免疫、高抗-中抗的材料有170份，占供試材料的89.4%，其中免疫材料131份，高抗-中抗材料39份，兩種材料分別占供試材料的68.9%和20.5%(表1)；感病材料20份，占供試材料的10.6%，其中中感-感病、高感的材料各有10份，各占供試材料的5.3%。對34C3RTGQM小種表現免疫的材料有176份，高抗-中抗的有8份，分別占供試材料的92.6%和4.2%；中感-感病的材料有6份，占3.2%。對混合型小種免疫的有164份，高抗-中抗的有26份，分別占供試材料的86.3%和13.7%。

國外小麥材料6002、6016、6023、6033、6057、6059、6067、6073、6093和6129高度感病，其中6016、6023、6033、6057、6073和6093的嚴重度為50%，普遍率為100%；6067的嚴重度高達90%，發病率達100%(表2)。

表1　190份國外小麥材料的抗性鑒定比例Table 1　Identification on stem rust resistance of 190 exotic wheat materials

I: Immune; R-MR: High-middle resistant; MS-S: Middle-light susceptible; S: Highly susceptible. The same as below

表2　190份國外小麥材料對小麥稈銹菌的抗性表現Table 2　Resistance performance of 190 exotic wheat materials to Puccinia graminis f. sp. tritici

I：Immune; MR: Middle resistant; R: Highly resistant; MS: Middle susceptible; S: Highly susceptible. The same as below

D1～D117:6003,6005,6007,6008,6009,6010,6011,6012,6014,6015,6018,6019,6021,6022,6024,6025,6026,6031,6032,6035,6036,6037,6043,6044,6045,6046,6047,6050,6051,6052,6053,6055,6058,6061,6065,6066,6068,6069,6070,6071,6072,6075,6076,6077,6079,6081,6082,6083,6084,6086,6087,6088,6092,6095,6097,6098,6101,6102,6103,6104,6105,6106,6107,6108,6109,6110,6111,6112,6113,6114,6115,6118,6119,6121,6122,6125,6130,6131,6133,6134,6136,6138,6142,6143,6144,6145,6146,6147,6150,6151,6156,6157,6158,6162,6165,6166,6169,6170,6171,6172,6175,6176,6181,6182,6184,6186,6187,6188,6190,6191,6193,6194,6195,6196,6197,6198,6199；

E1～E10:6038,6041,6048,6049,6054,6096,6173,6174,6177,6178；

F1～F29:6030,6034,6039,6042,6062,6063,6064,6078,6090,6091,6094,6116,6123,6124,6126,6128,6139,6141,6149,6152,6153,6159,6161,6164,6167,6168,6178,6185,6192

2.2黑龍江材料抗稈銹性的鑒定結果

100份黑龍江材料中，對21C3CTHTM小種高感的材料有12份，占供試材料的12%；對34C3RTGQM小種高感的材料有9份，占供試材料的9%；對混合型小種高感的材料有21份，占供試材料的21%(表3)。

表3　100份黑龍江小麥材料的抗性鑒定比例Table 3　Stem rust resistance proportion of 100 wheat materials of Heilongjiang

在供試小麥材料中，11-1017對供試菌種表現高抗(表4)；龍輻09-534、龍輻12-273、龍輻12-283、10-0632、13-3396、12-3029、13-3398、12-2283、11-2188、11-1027、東農09-506(2014年冬小麥)、06-256(14年冬小麥)、06-256(2013年冬小麥)、09-506(2015年冬小麥)、06-256(2015年冬小麥)、09-377(2015年冬小麥)、09-377(2014年冬小麥)、剛09-577、墾紅22、紅10-602、龍墾410、龍墾403、農大11-2062等23份材料對供試小麥稈銹菌生理小種高度感病。其中，龍輻09-534、12-2283、東農06-256(2015年冬小麥)和東農09-377(2014年冬小麥)嚴重度達到80%，發病率100%。

3　討 論

從本研究結果可以看出，國外小麥材料和黑龍江小麥材料對我國小麥稈銹菌的抗性水平較高。但國外小麥材料中仍有部分材料(6002、6016、6023、6033、6057、6059、6067、6073、6093和6129)對供試稈銹菌生理小種表現高度感病，因此，引用國外小麥材料進行抗病育種時，應對上述情況加以重視。黑龍江小麥材料對我國小麥稈銹菌的抗性較高，這與韓建東[9]、李天亞[14]的研究結果相一致。黑龍江小麥材料對小麥稈銹菌的高抗性可能與該省科研育種工作者在育種中一直高度重視小麥品種的抗稈銹性篩選和不斷引入優良抗性基因相關。如系譜分析發現，供試小麥材料13-3778和12-2210的親本中均含有鄭麥9023，鄭麥9023中含抗稈銹病基因 Sr31[15]，正是由于20世紀70年代以來我國小麥品種中引入該基因，同時對小麥進行抗病育種的篩選和抗病基因的合理布局，我國小麥稈銹病得到了有效的控制[14]，近40年來小麥稈銹病罕有發生[16]。但近幾年的調查研究發現，小麥稈銹病在我國云南、四川及黑龍江仍有發生[17]，這使得育種工作者加強了對抗病基因的深層次發掘與篩選，同時監控預防Ug99。

Ug99及其強致病力小種的出現，能夠對我國有效抗病基因 Sr21、Sr31、Sr36等具有毒力，因此國內育種工作者應長期為小麥抗稈銹育種篩選有效抗病基因，在預防Ug99及強毒力小種出現的同時，增加我國小麥品種抗性基因的多樣化，及時對國內外小麥品種(系)及種質資源進行抗性分析，明確其抗性情況，可為抗病育種工作者提供小麥品種(系)抗稈銹性數據基礎。此外，育種工作者應重視品種抗性與農藝性狀結合，以培育抗病持久、高產優質的小麥品種，實現小麥稈銹病長期有效的控制。

表4　100份黑龍江小麥材料對小麥稈銹菌的抗性表現Table 4　Resistance performance of 100 wheat materials of Heilongjiang to Puccinia graminis f. sp. tritici

A1～A44：克春-111357、克10-1216、克春111114、克春110217、克春110182、克春112114、克春111571、克春110227、龍輻10K175、龍輻12-876、龍春154、龍春157、龍春155、墾09-749、11-2003、0518、06-7767、10-0716、10-0455、13-3837、12H2103-1、13-H3329、12-2444、13-3717、13-3277、13-3778、13-3831、12-2210、13-3289、13-3550、13-H3127、13-3417、東農12-4001、東農12-4020(2015年春小麥)、龍墾408、龍墾407、紅2011-645、龍墾411、龍墾404、龍墾406、九三08-51266、農大11-2103、農大12-3797、農大12-3735；B1～B15：龍春156、龍春152、龍春153、克09-518、 10-0070、12-2289、13-3478、13-H3209-2、13-3829、13-3130、墾紅19、紅09-552、農大12-3797、龍輻10-527、龍輻09-358；CI～C7：東農09-377(2015年冬小麥)、東農09-377(2014年冬小麥)、綱09-557、墾紅22、龍輻09-534、東農06-256(2013年冬小麥)、12-2283

A1-A44：Kechun-111357,Ke 10-1216,Kechun 111114,Kechun 110217,Kechun 110182,Kechun 112114,Kechun 111571,Kechun 110227,Longfu 12-876,Longchun 154,Longchun 157,Longchun 155,Ken 09-749,11-2003,0518,06-7767,10-0716,10-0455,13-3837,12H2103-1,13-H3329,12-2444,13-3717,13-3778,13-3831,12-2210,13-3289,13-3550,13-H3127,13-3417,Dongnong 12-4001,Dongnong 12-4020(spring wheat in 2015),Longken 408,Longken 407,Hong 2011-645,Longken 411,Longken 404,Longken 406,Jiusan 08-51266,Nongda 11-2103,Nongda 12-3797,Nongda 12-3735；B1-B15: Longchun 156,Longchun 152,Longchun 153,Ke 09-518,10-0070,12-2289,13-3478,13-H3209-2,13-3829,13-3130,Kenhong 19,Hong 09-552,Nongda 12-3797,Longfu 10-527,Longfu 09-358；C1-C7:Dongnong 09-377(winter wheat in 2015),Dongnong 09-377(winter wheat in 2014),Gang 09-557,Kenhong 22,Longfu 09-534,Dongnong 06-256(winter wheat in 2015),12-2283

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Analysis on Resistance to Stem Rust of Exotic Germplasms and Wheat Cultivars(Lines) from Northeast Wheat Area

XU Xiaofeng,CAO Yuanyin,LI Tianya,WANG Wanlin,LIAO Kai

(College of Plant Protection,Shenyang Agricultural University,Shenyang,Liaoning 110866,China)

In the face of the invasion possibility of Ug99 and its virulent mutant strains,this study was designed to screen new resistant wheat cultivars or germplasms and assess the resistant level of wheat cultivars or lines to wheat stem rust in Heilongjiang province. The adult resistance of 190 foreign wheat materials and 100 wheat materials from Heilongjiang province were tested with races 21C3CTHTM,34C3RTGQM and mixed races ofPucciniagraminisf. sp.triticiin 2015. The results indicated that 169 of the 190 foreign wheat materials showed resistance to all the races tested,of which 119 wheat germplasms were immune and 50 germplasms were highly resistant; and among 100 wheat varieties from Heilongjiang,71 varieties showed resistance to all the tested races including 45 varieties with immunity,23 varieties with high resistance and 3 varieties with high-medium resistance. In conclusion,all tested materials have relatively high resistance to races of Pgt in China,but still part of foreign and Heilongjiang wheat materials were found to be highly susceptible. Therefore,this situation should be paid further attention.

Stem rust of wheat; Wheat materials; Identification of disease resistance

時間：2016-05-10

2015-11-30

2015-12-27

國家重點基礎研究計劃(973計劃)項目(2013CB127701)；國家自然科學基金項目(31171829)；國家公益性行業(農業)科研專項(201303016)

E-mail:15840433706@163.com

曹遠銀(E-mail:caoyy66@aliyun.com)

S512.1；S332

A

1009-1041(2016)05-0571-06

網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160510.1623.010.html