2015—2021年江蘇省粳稻新品種(系)對水稻條紋葉枯病的抗性評價

蘭瑩 杜琳琳 林峰 李晨羊 周益軍 宋錦花 許明 周彤

摘要：對2015—2021年度835份江蘇省粳稻新品種 （系 ）通過人工接種法進行水稻條紋葉枯病抗性水平鑒定評價，以期為生產上水稻品種布局和病害綜合防控提供參考依據。統計結果表明，86%～100%的區試品種達到中感以上的抗性水平，高抗品種的比例從0（2016年）漸增到12.39%（2020年）和11.93%（2021年），抗病品種的比例在17.65%～48.62%，中感品種在39.45%～82.35%，2015年和2016年分別檢測到1個和3個感病品種，2016年和2017年分別檢測到10個和6個高感品種，2018年以后未發現感病和高感品種，說明經多年品種更替，江蘇省區域試驗粳稻品種對條紋葉枯病的抗性水平已經有了較大提升。2015—2021年抗病及高抗品種在各區組所占比例從高到低依次為中熟中粳、早熟晚粳、遲熟中粳、雜交晚粳和雜交中粳組，常規粳稻組如中熟中粳和早熟晚粳組，中感水平材料的數量仍較多，在病害暴發年份易成為生產上加重流行的因素。文中列出了篩選出的26份高抗品種，可作為抗性育種資源在生產上應用。

關鍵詞：粳稻；水稻條紋葉枯病；人工接種鑒定；抗性評價；育種價值

中圖分類號：S435.111.4+9? 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2023）24-0100-05

水稻條紋葉枯病（rice stripe disease）是由水稻條紋病毒（rice stripe virus，RSV）引起的病毒病，傳播介體為灰飛虱（small brown planthopper，SBPH）。發病株葉片有褪綠的條紋斑點，首先在幼嫩心葉引發枯死，使植株不抽穗或穗小，造成水稻嚴重減產。1897年該病最早在日本的栃木、群馬等縣被發現，之后在朝鮮、我國和烏克蘭均有發生［1］。我國的蘇南稻區在1963年發現該病害后，20世紀70年代和80年代又在北京、山東、云南等地區多次暴發性流行［2-3］。21世紀以來，水稻條紋葉枯病在江蘇省為主的稻麥輪作區大規模流行，逐漸上升為區域性最重要病害，累計發生面積超過1 400萬hm2，僅2004年就達到157 hm2，占當年全省水稻種植面積的79%，近3.3萬hm2絕收，嚴重影響了農業生產安全［4］。

水稻條紋葉枯病毒在介體灰飛虱上傳毒效率非常高，一經獲毒就終身帶毒，并經卵傳給后代，是持久性傳播的病毒［5］。江蘇省自20世紀90年代起不斷推廣粳稻的種植面積，當時省內大部分主栽粳稻品種感病或高感水稻條紋葉枯病，容易造成毒源積累和病害擴散，對抗性品種進行選育和推廣，是最為經濟環保的防治措施［6］。

研究團隊自2002年起連續承擔江蘇省水稻區域試驗品種項目，對省內主栽和新育成品種進行水稻條紋葉枯病的抗性評價和篩選，鑒定出鎮稻88、鹽稻8號、徐稻3號、連粳4號、寧粳1號、南粳44等一系列擁有穩定抗性的主栽粳稻品種，在江蘇、浙北生產上廣泛應用［7］。然而近年來，水稻條紋葉枯病在江蘇省粳稻種植區發生度逐漸趨輕，主栽品種也已發生較大的更替，對于新品種（系）的抗性水平呈怎樣的分布趨勢還未見報道。因此，本研究通過鑒定和評價2015—2021年江蘇省區試粳稻品種對水稻條紋葉枯病的抗性水平，以期為生產上水稻品種布局和病害綜合防控提供參考價值。

1 材料與方法

1.1 品種

參試粳稻新品種（系）共835份，均來自江蘇省種子站，其類型及年度間分布見表1。

1.2 接種鑒定方法

2015—2021年人工鑒定水稻品種試驗均在江蘇省農業科學院病毒鑒定圃（118°52′E，32°02′N）完成。按照《水稻品種抗條紋葉枯病鑒定技術規范》（NY/T 2055—2011）將參鑒品種經浸種、催芽后，選取35粒發芽良好的種子均勻播于盛有自然肥力土壤的透明塑料杯（內徑95 mm）中。用斑點免疫結合試驗（DIBA）法篩選出帶毒率≥80%的灰飛虱群體，待苗長至1.5葉齡期，選取處于2～4齡期的群體用于接種。人工接種鑒定的有效接種蟲量以2頭/苗為計算標準，用IVS表示，按以下公式計算。

IVS=N×PVS/nt。（1）

式中：N為接種灰飛虱數量；PVS為灰飛虱帶毒率；nt為苗數。

根據公式（1）計算每杯接種灰飛虱數量，于 26～28 ℃條件下接入玻璃杯中，上午下午各趕蟲1次，確保稻株均勻獲毒，接種時間48 h后移走灰飛虱，并將秧苗移栽至15～30 ℃條件下培養。接種15 d后開始調查，每5 d調查1次，連續調查3次。

1.3 病害調查與評價

水稻條紋葉枯病的病級分級標準及癥狀詳見表2。其中：2級以上直接記為病株；1級在 7 d 后再次調查，若表現出2級或更嚴重癥狀，則記為病株；0級和1級記為不發病。

各級別的水稻條紋葉枯病抗性分級根據發病率進行抗性評價，發病率計算公式為：發病率＝病株數/調查總株數×100%。抗性等級標準詳見表3。

2 結果與分析

2.1 江蘇省不同年度水稻品種（系）對水稻條紋葉枯病的抗性分析

2015—2021年區試品種發病率的分布情況（圖1、表4）顯示，絕大部分品種的抗性水平都處于抗病和中感之間，高抗或高感的品種較少。2015—2021年，沒有發現免疫品種；高抗品種的占比分別為9.91%、0、5.00%、0、1.96%、12.39%、11.93%；抗病品種的占比從2015年的41.44%降至2018年的17.65%，隨后逐年遞增，在2021年占比最高，達到48.62%；除2021年以外，其余年份占比最高的是中感品種，在46.90%～82.35%之間。感病品種在2015年和2016年分別檢測到1個和3個，高感品種在2016年和2017年分別檢測到10個和6個，2018年以后未發現感病和高感的品種（表4）。

2.2 江蘇省不同類型粳稻品種（系）對水稻條紋葉枯病的抗性分析

對不同類型水稻品種（系）進行抗性綜合指數評價分析，結果顯示，2015—2021年， 抗病以上品種占比從高到低依次為中熟中粳組（62.0%）、早熟晚粳組（61.9%）、遲熟中粳組（61.6%）、雜交晚粳組（52.4%）和雜交中粳組（50.0%）。中感以上品種占比從高到低依次為早熟晚粳組（97.5%）、雜交中粳組（97.4%）、遲熟中粳組（96.4%）、中熟中粳組（95.9%）和雜交晚粳組（93.2%）（圖2、表5）。雖然抗性以上品種比例基本占50%以上，一些常規粳稻組如中熟中粳和早熟晚粳組，中感水平材料的數量仍較多。

2.3 達到高抗水稻條紋葉枯病的江蘇省主栽粳稻品種（系）

由表6可知，2020—2021年共鑒定出26份發病率低于5%的江蘇省主栽水稻品種。其中：常規粳稻有W047、武粳8367、泗稻17-543、蘇墾93002等16份材料，分屬晚粳早熟、遲熟中粳、早熟晚粳、中熟中粳等區組。雜交稻有常優18-7、甬優1540、甬優1836等10份材料，分屬雜交晚粳、雜交中粳2個區組。這些達到高抗水平的材料適合應用于生產并作為抗性育種資源。

3 討論與結論

水稻條紋葉枯病20世紀90年代在江蘇及周邊省份大范圍暴發時，國內許多研究團隊對國內的主栽品種進行田間抗性鑒定，其結果顯示水稻品種多數不抗水稻條紋葉枯病，且粳稻比雜交稻和秈稻更加感病［8］。本研究結果表明，經過多年主栽品種的更替，近年來江蘇省區試粳稻品種對條紋葉枯病的抗性水平已經有了較大的提升。在不同區組中，高抗和抗性品種的比例也在逐步增加。2015—2021年，每年86%～100%的品種可以通過區試審定要求，達到中感以上的抗性水平。其中，2015年、2020年和2021年，有超過一半的品種達到抗病（R）水平（表4）。抗性品種的推廣和種植減少了毒源積累和介體傳播病毒的概率，降低了田間病毒病的發生。

對水稻抗條紋葉枯病抗源的篩選與鑒定試驗始于1965年，Yamaguchi等研究發現，秈稻和爪哇稻品種中存在著豐富的抗性資源，而粳稻較感病［9］。1967年Washio等采用室內苗期接種鑒定了398份品種，發現大部分粳稻品種感病，多數秈稻、爪哇稻和粳型陸稻具有抗性，并篩出了Modan、Tadukan等抗性優良的品種［10］。目前水稻品種對條紋葉枯病的抗性鑒定方法分為田間鑒定和人工鑒定，周彤等引入了有效接種蟲量的概念，即通過測算實際帶病毒的灰飛虱數量作為接種強度的均一化指標，同時將感病對照和抗病對照的抗性表現也作為量化標準，并結合田間鑒定后的測產試驗確定了品種的抗性分級標準（表2、表3）［6］。同時在重病區采用多年多點試驗對數十份主栽粳稻品種進行了田間鑒定，結果顯示供試粳稻品種在不同年份和不同地區間抗性水平存在一定的差異，其原因可能受到侵染時間、蟲量、帶毒率、栽培、氣候等一系列因素的影響，而用苗期人工接種法鑒定出的水稻抗性品種，在多年大田生產中同樣表現穩定的抗性水平［6-7，11］。近年來隨著灰飛虱發生量和帶毒率逐年遞減，一些重病田已經不具備作為田間抗性鑒定的條件，因此自2015年起品種區域試驗以人工接種結果作為參考依據。

為了能有效指導抗水稻條紋葉枯病的品種選育，研究者同時開展了大量抗性遺傳研究。迄今為止，已報道了5個主要的水稻條紋葉枯病抗性QTL（Stv-bi、qSTV11IR24、qSTV11TQ、qSTV11KAS和qSTV11SG），均位于11號染色體上［12-16］。Wang等在2014年克隆了第1個水稻條紋葉枯病抗性基因STV11，可以編碼具有磺基轉移酶活性的蛋白，參與水楊酸介導的抗病毒途徑，通過對214份不同地區年代的水稻品種序列分析發現，STV11存在明顯的秈、粳分化，大部分秈稻中含有抗性基因STV11-R，而粳稻中一般都是感病基因位點STV11-S，這一發現為培育抗病粳稻提供了有用的基因資源［17］。Hu等研究發現，STV11編碼的一個磺基轉移酶能夠將水楊酸（SA）磺化形成磺基水楊酸（SAA），通過上調植株體內SA的生物水平進而抑制病毒的復制［18］。Hayano-Saito等克隆了Stvb-i并發現其表達能夠調控熱激蛋白Hsp70參與的熱響應調控，該途徑與病毒的復制相關，Stvb-i可以減少病毒增殖，提升水稻持久抗病性［19］。利用上述抗性基因，育種家已經陸續培育出寧粳1號、連粳4號、徐稻3號、徐稻4號和鹽稻8號等抗病優良的材料，為后續抗性品種的創制和選育打造了良好的基礎。

抗病品種的大面積種植和綠色防控技術的推廣使水稻條紋葉枯病的危害程度逐年減輕，因病害造成的損失被有效控制，但每年依舊有零星的病田分布。在本研究結果中，中熟中粳和早熟晚粳區組有大量中感水平的材料。在江蘇省的丘陵稻作區、太湖稻作區、沿江沿海稻作區、淮北稻作區等多個稻作區內，中熟中粳和早熟晚粳是主要種植品種［20］。結合近年來對江蘇省田間灰飛虱群體的調查，以上多個地區仍存在較大的蟲口基數，一旦病毒病暴發，中感品種易成為生產上加重病害流行的因素。同時，生產上對條紋葉枯病抗性基因的應用目前還比較單一，需要不斷挖掘新基因和新品種的抗病優勢，培育優質的抗性材料，為保障糧食安全發揮重要作用。

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