湖南水稻主推品種對旱稻孢囊線蟲的抗性及評價方法

袁濤 葉姍 周建宇 彭德良 黃文坤 丁中,*

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湖南水稻主推品種對旱稻孢囊線蟲的抗性及評價方法

袁濤1葉姍1周建宇1彭德良2黃文坤2丁中1,*

(1湖南農業大學 植物保護學院/南方糧油作物協同創新中心，長沙 410128；2中國農業科學院 植物保護研究所/植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193;*通訊聯系人，E-mail：dingzh@hunau.net)

【目的】旱稻孢囊線蟲是一種水稻上重要的病原線蟲。篩選抗蟲種質資源對抗病品種的選育至關重要。【方法】通過室內二齡幼蟲接種和田間自然病圃鑒定，以單株平均孢囊數、相對抗病指數和繁殖系數法評價了湖南省51個主推的水稻品種對旱稻孢囊線蟲的抗性?！窘Y果】在供試水稻品種中未發現有免疫和高抗品種。室內接種條件下，在24個中稻品種中，依據單株平均孢囊數評價，僅廣兩優2010表現為抗；依據相對抗病指數評價，廣兩優2010、準兩優527、廣兩優1128 3個品種為抗；在27個晚稻品種中，依據單株平均孢囊數評價，盛泰優9712、準兩優608、農香優204、岳優9264、岳優3700、中浙優1號、岳優27、湘晚糯1號、賀優50、Y兩優9918共10個品種為抗；而依據相對抗病指數評價，湘晚糯1號、賀優50、Y兩優9918表現為中感。在田間自然病圃條件下，依據繁殖系數評價，篩選出9個晚稻抗性品種，鑒定結果與室內接種相對抗病指數法基本一致?！窘Y論】室內接種相對抗病指數法可以作為評價水稻品種對旱稻孢囊線蟲抗性的有效方法。

旱稻孢囊線蟲；相對抗病指數；繁殖系數；抗性鑒定

旱稻孢囊線蟲又名日本孢囊線蟲()，是最早于1974年在日本丘陵地區旱稻田中發現的一種危害水稻的重要線蟲[1]。該線蟲可影響水稻長勢和產量潛能，造成水稻7%~19%的產量損失[2]。我國于2011年在湖南省長沙、平江、衡東、邵陽和湘鄉等5個縣市發現該線蟲[3]，目前在湖南省周邊廣西、廣東、江西等省份的丘陵地區均有分布，是一種對我國南方丘陵地區水稻生產具有潛在威脅的重要土傳病原線蟲。該線蟲在伊朗、意大利等國家也有零星發現[4]。

孢囊線蟲病可以通過非寄主輪作、施用化學殺線劑和種植抗病品種等不同方法進行防治，其中篩選和推廣抗病品種是最經濟，安全、有效的途徑?？共》N質資源的篩選對抗病品種的選育和利用至關重要。本研究旨在明確湖南主推水稻品種對旱稻孢囊線蟲的抗性，同時為選育和推廣抗病品種提供依據。

1 材料與方法

1.1 水稻品種和線蟲群體

實驗所用的51個水稻品種分別來自湖南省雜交水稻研究中心、湖南省水稻研究所、隆平種業等單位。

供試旱稻孢囊線蟲群體采自湖南省長沙縣干杉鎮當季水稻收獲后的田間病土，用漂浮過篩法分離土壤樣品中的孢囊，經形態學和分子生物學鑒定明確了供試群體為旱稻孢囊線蟲[5]。

1.2 抗性鑒定方法

1.2.1 室內二齡幼蟲接種法

水稻種子催芽露白后種植于PVC管(內徑3 cm，長度20 cm)，PVC管底采用60目尼龍網封閉，將PVC管懸吊于塑料箱蓋上。PVC管內填充約170 mL高溫消毒的沙土(細河沙和壤土以1∶1比例混合)。每個培養管內種植一株水稻苗。采用水稻根際土壤浸液孵化2齡幼蟲[6]。水稻播種后1個月，在水稻根莖附近接入2齡幼蟲，隔一周后再接種1次，共接種3次，總計接種2齡幼蟲1000條[7]。每個品種7次重復。在日光大棚中培養,定期澆水，且每周澆1次霍格蘭營養液(20 mL)[8]。最后一次接種后8周取出PVC管中病土和植株，采用蔗糖漂浮離心法[9]分離PVC管病土并鏡檢水稻根系，挑出全部旱稻孢囊并統計每管孢囊數。實驗數據采用單因素新復極差法進行統計分析[10]。

1.2.2 田間自然病圃鑒定法

試驗田位于長沙縣干杉鎮長安村，土壤肥力中等，多年種植水稻，旱稻孢囊線蟲歷年發生較嚴重。按隨機區組設計，每個品種小區面積為15 m2，3次重復。播種日期為2017年6月17日。在播種前，田間采用隨機5點取樣法，調查田間初始孢囊數。

2017年11月初，所有水稻品種全部成熟時調查其根系土壤中孢囊的數量。每個小區以5點法隨機取樣，每點取兩株水稻根系土壤，取樣深度10 cm，混合均勻后，取1 L土分離孢囊，在體視顯微鏡下計數。用新復極差法進行統計分析。

1.3 抗性評價方法

1.3.1 依據單株孢囊數評價

免疫(I)、高抗(HR)、抗(R)、中感(MS)、感病(S)、高感(HS)的評價標準分別為0、0.1~10、10.1~100、100.1~200、200.1~300和大于300個孢囊/株。

1.3.2 依據相對抗病指數評價

以當次試驗發病最嚴重的品種為感病對照，計算各品種的相對抗病指數(RRI=1－所測品種平均單株有效孢囊數/發病最嚴重品種平均單株有效孢囊數)。免疫(I)為RRI=1，高抗(HR)為0.90≤RRI＜1，抗病(R)為0.70≤RRI＜0.90，中感(MS)為0.50≤RRI＜0.70，感病(S)為0.30≤RRI＜0.50，高感(HS)為RRI＜0.30[11]。

1.3.3 依據繁殖系數（）評價

參照Soriano等[12]的方法，田間初始孢囊量為，收獲后土壤平均孢囊量為。當≤1時為抗病反應(R)，＞1時為感病反應(S)。

2 結果與分析

2.1 室內二齡幼蟲接種法測定結果

中稻品種對旱稻孢囊線蟲的抗性，不同評價方法對24個中稻品種的評價結果差異較小(表1)。按單株孢囊數統計，在供試的24個中稻品種中，未發現免疫和高抗品種，廣兩優2010表現為抗??；準兩優527等9個品種的單株孢囊量為100~200，表現為中感；深兩優1號等10個品種的單株孢囊量為200~300間，表現為感病；C兩優4418等4個品種的單株孢囊量在大于300，表現為高感。依據RRI評價，供試中稻品種中廣兩優2010、準兩優527、廣兩優1128等3個品種的RRI≥0.70，表現為抗；Y兩優900等7個品種的RRI為0.52~0.65，表現為中感；深兩優1號等8個品種的RRI為0.31~0.43，表現為感??；II優416等6個品種的RRI＜0.3，為高感。

兩種評價方法對27個晚稻品種的評價結果差異較大(表2)，采用平均單株孢囊數評價，所有27個品種未有免疫、高抗品種，盛泰優9712等12個品種為抗；T優272等12個品種為中感；華香優69等3個品種為感。RRI評價結果表明，盛泰優9712、準兩優608、岳優2155、農香優204、H優518、岳優9264、岳優3700、中浙優1號、岳優27等9個品種的RRI為0.76~0.85，為抗；湘晚糯1號等5個品種的RRI為0.50~0.63，為中感；華兩優1548等7個品種RRI為0.37~0.49，為感；粵王絲苗、黃華占、豐源優2297等7個品種的RRI<0.3，表現為高感。

2.2 田間自然病圃鑒定法

以室內二齡幼蟲接種結合平均單株孢囊數評價法和RRI評價法，將篩選出的岳優3700、岳優2115、岳優9264、盛泰優9712、H優518、賀優50、中浙優1號、準兩優608、Y兩優9918 9個抗性品種及Y兩優1號、豐源優2297 2個感病品種在田間自然病圃中進一步進行驗證，以收獲后根圍土壤孢囊密度與種植前土壤孢囊密度的值小于1.0為抗性鑒定標準，結果表明，室內二齡幼蟲接種法篩選的抗性品種在田間自然病圃均表現為抗蟲，豐源優2297表現為感蟲，Y兩優1號則表現為抗蟲(表3)。

表1 24個中稻品種對旱稻孢囊線蟲的室內抗性鑒定結果

R－抗??；MS－中感；S－感??；HS－高感。

R, Resistant; MS, Moderately susceptible; S, Susceptible; HS, Highly susceptible.

表2 27個晚稻品種對旱稻孢囊線蟲的室內抗性鑒定結果

R－抗?。籑S－中感；S－感??；HS－高感。

R, Resistant; MS, Moderately susceptible; S, Susceptible; HS, Highly susceptible.

表3 不同水稻品種對旱稻孢囊線蟲的田間抗性鑒定結果

R－抗病；S－感病。

R, Resistant; S, Susceptible.

3 結論

本研究通過室內二齡幼蟲接種和田間自然病圃鑒定，以單株平均孢囊數，并參照小麥孢囊線蟲抗性鑒定所應用的相對抗病指數和繁殖系數法[7]評價了湖南省51個主推的中、晚水稻品種對旱稻孢囊線蟲的抗性。結果顯示，通過室內二齡幼蟲接種和田間自然病圃鑒定以不同評價法對51個水稻品種的抗性評價發現，相對抗病指數評價法與單株平均孢囊數結果相差較大。室內人工接種2齡幼蟲，可以控制2齡幼蟲接種數量，溫度、水分等利于2齡幼蟲侵染的環境條件，所以室內2齡幼蟲接種較好地反映出不同水稻品種的抗性水平。相對于小麥孢囊線蟲的單株平均白雌蟲數的劃分標準，由于平均完成一個生活周期的時間不同，旱稻孢囊線蟲完成一個生活周期最短僅需要22 d[13]，而小麥孢囊線蟲完成一個生活周期需要將近一年[14]，所以劃分標準也不同。但以單株平均孢囊數的劃分具有一定的主觀性，單株平均孢囊數評價方法往往不能很客觀反映出品種抗性水平；繁殖系數是以田間孢囊密度起始密度作為參照標準，受當年氣候、雨水，土肥，田間孢囊密度分布不均勻等影響，繁殖系數法有時會有偏差：相對抗病指數評價法以當次實驗中發病最重的品種為感病對照品種,計算相對抗病指數, 這樣就可以有效避免由于不同實驗條件而造成的評價結果的差異，是相對來說最能有效反映出品種抗性水平的方法[15]。結合三種評價方法，岳優3700、岳優2155、岳優9264、盛泰優9712、H優518、賀優50、中浙優1號、準兩優608、Y兩優9918等9個水稻品種在室內二齡幼蟲接種法和田間自然病圃法中均表現為抗性，抗性水平較穩定，可用于今后在旱稻孢囊線蟲重災區推廣使用作為抗性資源。

抗性鑒定中還發現，室內二齡幼蟲接種法中表現為高感的Y兩優1號在田間自然病圃測試表現為抗性。究其原因，可能在室內由于容器的限制，水稻根系的生長受到限制，而在田間自然病圃鑒定中，水稻植株完全生長在自然環境中，根系得以更加好的發育，特別是高產雜交水稻的土壤深層根系比例大。由于旱稻孢囊線蟲2齡幼蟲主要分布在0~10厘米土壤耕作層[16]，并從水稻根的伸長區侵染[13]，線蟲田間自然情況下不易侵染土壤深層根系，從而導致鑒定結果出現差異。

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Resistance toand Evaluation Methods of Major Rice Varieties from Hunan Province, China

YUAN Tao1, YE Shan1, ZHOU Jianyu1, PENG Deliang2, HUANG Wenkun2, DING Zhong1,*

(,,,,;State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests,,,,;Corresponding author,:)

【Objective】is a new pathogenic nematode of rice. In order to screen the resistant rice cultivars to, 【Method】51 rice varieties from Hunan Province were evaluated by the second-stage juvenile inoculation test in greenhouse and field with average number of cysts per plant, relative resistance index (RRI) andratio as indicators. 【Result】No rice cultivar was immune or highly resistant to. Among the 24 middle-season rice cultivars, only Guangliangyou 2010 showed resistance tobased on average number of cysts per plant, and Guangliangyou 2010, Zhunliangyou 527 and Guangliangyou 1128 showed resistance tobased on RRI evaluation in greenhouse. Among the 27 late rice varieties, Shengtaiyou 9712, Zhunliangyou 608, Nongxiangyou 204, Yueyou 9264, Yueyou 3700, Zhongzheyou 1, Yueyou 27, Xiangwannuo 1, Heyou 50 and Y Liangyou 9918, were resistant tobased on average number of cyst per plant. However, Xiangwannuo 1, Heyou 50 and Y liangyou 9918were moderately susceptible based on RRI evaluation. Usingratio as the evaluation index, nine late resistant varieties screened from greenhouse based on RRI evaluation were basically consistent with field resistance. 【Conclusion】RRI is an efficient index for evaluating the resistance of rice cultivars to rice cyst nematode.

;relative resistance index;; resistance evaluation

10.16819/j.1001-7216.2019.8053

S435.112; S511.034

A

1001-7216(2019)01-0085-05

2018-04-24；

2018-07-12。

公益性行業(農業)科研專項經費資助項目(200903040，201503114)。