四川省22個小麥品種田間抗條銹病鑒定及聚類分析

李 杰 ，康曉慧，陳萬權 ，張 洪 ，楊 亨，蔣欣東

（1.西南科技大學生命與工程學院，四川 綿陽 621010；2.中國農業科學院植物保護研究所，北京 100193）

小麥條銹病是由條形柄銹菌小麥專化型（Puccinia striiformis f.sp.tritic）引起的一種世界性病害，是一種活體寄生、可遠程氣流傳播的植物病原真菌，在國內外小麥種植區都有發生［1-2］。條銹病對小麥產量影響極大，在病害流行年份導致的減產可達50%［3］。培育抗病品種在條銹病防治工作中是最經濟有效方法，由于小麥條銹菌毒性變異頻繁，使得新培育的小麥品種在短時間內喪失抗病性，抗病品種喪失抗病性的時間，快則3～5年，慢則8～10年［4］。各種致病生理小種在全國小麥種植區交叉分布，形成全國性的條銹病流行體系［5-6］。

小麥病害防治工作主要集中在栽培管理、化學農藥防治和物理防治等方面，如今盛行的綠色防控技術也被運用于小麥生產，如激健助劑與減量30%的三唑酮配合使用，枯草芽孢桿菌取代傳統農藥［7］。近幾年小麥銹病轉主寄主研究也成為一個熱點，研究發現小檗可作為條銹菌的轉主寄主，小檗上分離的病原菌表現毒性多樣性，而且分離的孢子能夠在小麥上生長繁殖［9］。目前針對小檗傳遞病害防治工作，通過鏟除麥田周邊5 m以內小檗或者對寄主噴施殺菌劑防止條銹病病原寄生，中斷稈銹病的生活史［10］。

近年來，G22致病類群中優勢小種為CYR34，目前在四川省及全國均為優勢小種，出現頻率高于CYR32和CYR33，并且CYR34的出現對Yr10、Yr26具有聯合毒性，導致貴農系、92R系和Moro等主要抗銹性材料抗條銹性喪失［11］。而四川主要栽培的小麥品種中具有貴麥系列抗條銹基因和四倍體圓錐小麥6VS/6AL易位系抗病基因即Yr10、Yr26分別占17.2%和8.3%［12］，本研究通過選擇2010—2017年四川省推廣的22個小麥品種，在綿陽地區進行成株期抗條銹病鑒定試驗，旨在篩選出對條銹病具有較強抗性的品種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥品種為川農24、川農27、川農29、川農30、川育26、中科麥47、中科麥138、川麥59、川麥67、榮春南麥1號、特研麥南88、資陽1號、國豪麥15、川育24、綿麥51、綿麥367、綿麥112、綿麥1501、西科7、西科8、西科9、西科10，來自西南科技大學小麥所、中國農業科學院植保所、綿陽市農業科學院小麥所、中科院成都生物所和綿陽市農資市場。

1.2 試驗方法

試驗地點選擇在江油市青蓮鎮邀月村，該地為沙壤土，肥力中等，屬于我國條銹菌冬季繁殖區和春季流行區菌原基地。播種時間為2017年11月10日。調查時間為2017年12月出現夏孢子到2018年4月出現冬孢子，試驗數據為4月20日育穗期調查結果，即出現冬孢子前的一次調查結果。

小麥種植3列，每列種植22個供試品種，22個品種隨機排列，每個品種種植2行，每行行長1 m，間距0.28 m，每個品種3次重復。在每一列小區兩邊種植誘發品種明賢169，保證每個處理在誘發品種發病后均勻感病。

田間管理方式除了不噴施農藥，采用常規栽培管理模式，底肥施復合肥80 kg，追肥尿素2.5 kg，分別在拔節期和灌漿期灌水2次。

1.3 調查方法

調查采用5點取樣法，每點取小麥葉片20片，每7 d調查一次。通過葉片面積確定其嚴重度，嚴重度是指小麥發病葉片上孢子堆數量。根據夏孢子堆的數量進行分級，設置8個級別，分 別 為 1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%。

對反應型鑒定方法，在小麥生長時期，通過直接觀察葉片孢子形態和大小以及植株狀態確定反應型。反應型記載方式為：0，免疫，不產生夏孢子堆，葉片正常，完全無癥狀；0*，近免疫，不產生夏孢子堆，葉色正常，完全無癥狀；1，高抗，有夏孢子堆，數量極少，常不破裂，周圍有失綠現象；2，中抗，夏孢子小到中等，周圍有失綠或枯死反應，綠色組織外有一失綠環或枯死環繞，形成“綠島型反應”；3，中感，夏孢子中等大小，周圍組織無枯死反應，但有輕微失綠現象；4，高感，夏孢子大而多，早期失綠現象但不明顯。X混合型，孢子堆大小不定，出現各種反應型，隨著時間孢子會有變化，可附加“+”“-”表示偏重或者偏輕。計算病葉率、病情指數、平均嚴重度。使用SPSS.22軟件進行小麥條銹病反應型、病葉率和病情指數相關性及品種聚類分析［13］。

2 結果與分析

2.1 四川省22個小麥品種鑒定結果

從表1反應型來看，對條銹病高抗的小麥品種有6個，中抗的有7個品種，中感的有9個品種。資陽1號、國豪麥15、綿麥1501、西科麥7號、西科麥10號和川育24號6個品種為高抗條銹病，其反應型為1。從病葉率來看，川麥59、中科麥138、綿麥367、川育26病葉率較高，均在80%以上。從病情指數來看，西科10、西科7和川育24等3個品種表現為高抗條銹病，其病情指數均低于2%。

表1 四川省22個小麥品種抗性鑒定結果

2.2 反應型、病葉率和病情指數相關性分析

對小麥條銹病反應型、病葉率和病情指數調查結果使用SPSS.22軟件進行相關性分析，結果見表2，其相關性分別為0.939、0.818、0.867，并且呈顯著正相關。可以得出反應型的高低與病葉率和病情指數對應，反應型越低病情指數和病葉率越低。

表2 反應型、病葉率和病情指數相關性分析結果

2.3 22個小麥品種聚類分析

使用SPSS.22軟件對22個小麥品種條銹病反應型、病葉率和病情指數進行聚類分析，結果見圖1。圖1中刻度代表每個品種之間差異對應的距離，其值越大代表差異越大。根據調查的反應型、病葉率和病情指數等綜合分析，將22個小麥品種分為3類：

第一類屬于高抗型。該類小麥品種有資陽1號、國豪麥15、綿麥1501、西科麥7號、西科麥10號和川育24號6個，其反應型為1，病情指數介于0.63%～5.63%，嚴重度介于0.1%～3.4%，病葉率低于22%。

圖 1 22個小麥品種聚類分析結果

第二類屬于中抗型。該類小麥品種有川農27、川農29、特研麥南88、榮春南麥1號、綿麥51、西科8和西科9等7個，其反應型為2，病葉率介于31.71%～46.34%，病情指數介于9.06%～45.31%，嚴重度為2.0%～12.4%。

第三類屬于感病型。該類小麥品種有川農24、川農30、川育26、中科麥47、中科麥138、川麥59、川麥67、綿麥367、綿麥112等9個，其反應型為3，病葉率為56.10%～87.80%，嚴重度為7.6%～15.2%，病情指數為21.88%～55.63%。

3 結論與討論

綿陽地區位于四川盆地西北部，病原菌毒性多樣性較高, 且四川盆地與川西北高原和甘南等菌源越冬區交流緊密，因此綿陽地區小麥品種抗性鑒定結果對四川省防治條銹病工作具有一定的指導意義［14］。綿陽地區一般在11、12月出現初侵染［15］，另外拔節期給田間灌水，環境濕度變大，小麥條銹病的發生發展明顯加快，進一步保證誘發品種正常發病，保證實驗的正常進行［16］。

從試驗結果綜合分析，供試22個小麥品種的抗性鑒定結果分別為高抗、中抗和中感。根據聚類分析結果將小麥品種分為3大類，資陽1號、國豪麥15、綿麥1501、西科麥7號、西科麥10號和川育24號6個品種表現為高抗。因此在小麥生產中，對于條銹病發病較為嚴重的地區，應該與本試驗抗條銹病鑒定結果相結合選擇合適品種［17］。

川農24等部分試驗品種在審定時具有抗性，在本試驗中出現了感病現象，因此含有該類型的抗病基因育種材料已不適合四川地區。綿麥51對CYR32和CYR33都表現出高抗，綿麥367表現出中抗［19］，因為綿麥51能抵抗目前流行所有致病型，而綿麥367不能抵抗CYR32型病菌。小麥的主要有效抗條銹病基因為Yr5、Yr10、Yr15、Yr18，Yr26，因為G22致病群體的出現使得Yr26和Yr10失去抗性，因此在小麥品種培育過程中應避免使用逐漸失去抗性的基因，使用和開發具有抗性的基因［20］。

在不同的地區和年份，小麥抗條銹病效果具有差異性，如抗條銹基因Yr26在黃淮海麥區較為依賴且使用率達到30%［12］，而在四川已經不再適用。四川地區流行生理小種為致病類群 G22、CYR33和 CYR32［21］，試驗中為自然誘發發病，有針對性地在22個小麥品種上進行抗性鑒定。在本次抗性鑒定試驗中，溫度和濕度都為條銹菌孢子生長的適宜溫度和濕度，保證誘發品種發病并感染供試品種［16，22-23］。