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成株期抗纹枯病小麦种质的发掘_刘彩云.pdf
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1、麦类作物学报 2 0 2 3,4 3(1):5 6-6 3J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o p sd o i:1 0.7 6 0 6/j.i s s n.1 0 0 9-1 0 4 1.2 0 2 3.0 1.0 6网络出版时间:2 0 2 2-0 9-2 3网络出版地址:h t t p s:/k n s.c n k i.n e t/k c m s/d e t a i l/6 1.1 3 5 9.S.2 0 2 2 0 9 2 2.1 5 0 0.0 0 6.h t m l成株期抗纹枯病小麦种质的发掘收稿日期:2 0 2 2-0 2-1 8 修回日
2、期:2 0 2 2-0 4-2 5基金项目:国 家 重 点 研 发 计 划 项 目(2 0 2 1 Y F D 1 2 0 0 6 0 2);国 家 自 然 科 学 基 金 项 目(3 2 1 0 1 7 0 3);江 苏 省 自 然 科 学 基 金 项 目(B K 2 0 2 1 0 1 5 2);国家小麦产业技术体系项目(C A R S-3-1-1 7);江苏省种业振兴揭榜挂帅项目(J B G S2 0 2 10 1 3)第一作者E-m a i l:l i u c a i y u n j a a s.a c.c n通讯作者:吴纪中(E-m a i l:w u j z j a a s.a c
3、.c n);陈怀谷(E-m a i l:h u a i g u j a a s.a c.c n)刘彩云1,张巧凤1,郭 炜1,付必胜1,李 伟2,杨学明3,陈怀谷2,吴纪中1(1.江苏省农业科学院种质资源与生物技术研究所/江苏省农业生物学重点实验室,江苏南京2 1 0 0 1 4;2.江苏省农业科学院植物保护研究所,江苏南京2 1 0 0 1 4;3.江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏南京2 1 0 0 1 4)摘 要:小麦纹枯病是一种危害小麦茎基部的土传真菌病害,近年来在我国长江中下游和黄淮麦区发生日趋严重,限制了小麦的高产稳产。当前生产上推广品种对纹枯病的抗性普遍较差且抗病育种进展缓慢,
4、究其主要原因是纹枯病抗源匮乏。为发掘小麦纹枯病稳定抗源,本研究采用土表接菌法和滚动鉴定的方式,连续1 0年在3个环境(南京大田、六合大棚和水泥池)下,对共计3 8 4份小麦种质资源进行了成株期纹枯病抗性鉴定。结果表明,携带小麦近缘种属遗传物质的近缘种质抗性较好,国外引进种质次之,国内育成品种(系)抗性较差。鉴定出成株期对纹枯病呈稳定抗性的种质3份,分别为小黑麦0 9 R 1-2 9、美国引进种质G l a c i e r和S t e e l e;鉴定出呈稳定中抗的种质4 4份,包括淮麦9 2 0等育成品种(系)1 1份,辉县红等地方品种2份,S c o u t等引进种质1 1份,来源于黑麦、簇
5、毛麦、偃麦草、人工合成小麦等的近缘种质2 0份。这些小麦成株期纹枯病新抗源可为抗纹枯病研究和抗病新品种培育提供种质资源。关键词:小麦;纹枯病;成株期抗性;抗性种质中图分类号:S 5 1 2.1;S 3 3 0 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 9-1 0 4 1(2 0 2 3)0 1-0 0 5 6-0 8I d e n t i f i c a t i o no fN o v e lW h e a tG e r m p l a s mR e s i s t a n tt oS h a r pE y e s p o t a tA d u l t S t a g eL I UC a i y
6、u n1,Z H A N GQ i a o f e n g1,G U O W e i1,F UB i s h e n g1,L IW e i2,Y A N GX u e m i n g3,C H E NH u a i g u2,WUJ i z h o n gS1(1.I n s t i t u t eo fG e r m p l a s mR e s o u r c e sa n dB i o t e c h n o l o g y/J i a n g s uP r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r yo fA g r o b i o l o g y,
7、J i a n g s uA c a d e m yo fA g r i c u l t u r a lS c i e n c e s,N a n j i n g,J i a n g s u2 1 0 0 1 4,C h i n a;2.I n s t i t u t eo fP l a n tP r o t e c t i o n,J i a n g s uA c a d e m yo fA g r i c u l t u r a lS c i e n c e s,N a n j i n g,J i a n g s u2 1 0 0 1 4,C h i n a;3.I n s t i t u
8、 t eo fF o o dC r o p s,J i a n g s uA c a d e m yo fA g r i c u l t u r a lS c i e n c e s,N a n j i n g,J i a n g s u2 1 0 0 1 4,C h i n a)A b s t r a c t:Wh e a t s h a r pe y e s p o t,a s t e m-b a s e dd i s e a s e c a u s e db y t h e s o i l-b o r n e f u n g u sR h i z o c t o n i ac e r e
9、-a l i,i san e wt h r e a t t ot h ew h e a tp r o d u c t i o n i nC h i n a.T h em a i nr e a s o nf o r t h es l o wp r o g r e s s i ns h a r pe y e s p o t r e s i s t a n c eb r e e d i n gi nw h e a t i sl a c ko fs t a b l er e s i s t a n tg e r m p l a s m.T oi d e n t i f yn o v e lw h e
10、a tg e r m p l a s mw i t hs t a b l er e s i s t a n c e t os h a r pe y e s p o t,ap a n e l o f 3 8 4w h e a t l i n e sw e r ee v a l u a t e da ta d u l ts t a g eu s i n gs o i ls u r f a c ei n o c u l a t i o nm e t h o di nt h r e ee n v i r o n m e n t sf o rc o n s e c u t i v et e ny e a
11、 r s.R e s u l t ss h o w e dt h a t g e r m p l a s mw i t ha l i e nc h r o m o s o m e s f r o mw h e a tw i l dr e l a t i v e sh a d t h eh i g h e s t r e s i s t a n c e,f o l l o w e db yt h eg e r m p l a s ma b r o a d,a n d t h ed o m e s t i cv a r i e t i e s/b r e e d i n g l i n e sh
12、a d t h e l o w e r r e s i s t a n c e.T h r e e l i n e s,t r i t i c a l e0 9 R 1-2 9,G l a c i e r a n dS t e e l e f r o mt h eU S A,s h o w e ds t a b l e r e s i s t a n c e t os h a r pe y e-s p o t.At o t a l o f 4 4 l i n e s s h o w e ds t a b l em o d e r a t e r e s i s t a n c e t o s
13、h a r pe y e s p o t,i n c l u d i n g1 1r e l e a s e dv a r i-e t i e s/b r e e d i n g l i n e s,t w ol a n d r a c e s,1 1l i n e sf r o mf o r e i g nc o u n t r i e s,a n d2 0l i n e sw i t ha l i e nc h r o m o-s o m e s.T h e i d e n t i f i e dg e r m p l a s m w i l l l a yat h e o r e t i
14、 c a l f o u n d a t i o na sw e l l a sp r o v i d ec a n d i d a t eg e r m-p l a s mf o rs h a r pe y e s p o t r e s i s t a n c er e s e a r c ha n db r e e d i n g.K e yw o r d s:Wh e a t;S h a r pe y e s p o t;A d u l t s t a g er e s i s t a n c e;R e s i s t a n tg e r m p l a s m 小麦纹枯病是由禾谷
15、丝核菌(R h i z o c t o n i ac e r e a l i s)引起的一种土传病害,其典型症状是在小麦基部叶鞘及茎秆上形成云纹状枯斑,病斑阻碍营养物质的运输,引起倒伏、枯孕穗或枯白穗,进而影响产量。小麦纹枯病引起的产量损失一般在1 0%左右,在病情严重的年份能达到3 0%5 0%1-2。由于感病品种的大面积种植、氮肥的大量使用、耕作制度的改变等,导致禾谷丝核菌在田间大量累积,小麦纹枯病的发生逐年加重,已成为我国长江中下游和黄淮冬麦区的重要病害,严重限制我国小麦的高产、稳产3-4。相较于化学防治等防控方法,种植抗病品种是防治小麦纹枯病最经济、有效且环保的措施。当前生产上缺乏抗纹
16、枯病小麦品种,究其主要原因是抗源匮乏。多年来,国内外学者相继开展了小麦纹枯病抗源筛选研究,发现普通小麦中没有对纹枯病免疫的材料;我国主推品种、高代品系的抗性整体较差;地方品种、国外引进种质、小麦近缘种属中蕴含抗病资源。目前,我国报道的对纹枯病抗性较好的育成品种有白贵农1 0号、临汾1 3 9、鲁麦2号、陕2 2 9、陕3 5 4、陕3 1 2 4、烟农1 5、豫麦1 3、郑州8 3 1、中优1 6等5,地方品种有紫秆子、红蚰子、半芒麦、银包金、红星麦、半截芒等6,引 进 种 质 有A R z、Am i g o、C I 1 2 6 3 3、C o-k e r 9 8 3、F r 8 4-8、L
17、u k e、N i a v t 1 4、N i a v t 3 0、O a s i s、V PM等7-1 1,小麦近缘种属有鹅观草、节节麦、黑麦、多花黑麦草、野燕麦、球茎大麦等6,1 2-1 3。但相对于庞大的小麦种质资源库来说,只有一小部分材料的抗性被鉴定,小麦纹枯病新抗源的发掘仍然是现在面临的迫切任务。本研究从2 0 1 0年开始,采取滚动鉴定的方式,连续1 0年在3个环境条件下,通过人工土表接菌法对共计3 8 4份小麦种质资源进行成株期纹枯病抗性鉴定,以发掘纹枯病抗性优良种质,为小麦抗纹枯病研究及育种提供参考。1 材料与方法1.1 试验材料供试材料为3 8 4份小麦种质,包括2 5 6份
18、国内育成品种或高代品系,6 0份国外引进种质,4 5份小麦近缘种质及2 3份地方品种。试验所用小麦纹枯病病原菌为禾谷丝核菌R 0 3 0 1,为江苏麦区致病力较强的病原菌。1.2 田间试验设置试验于2 0 1 0-2 0 2 0年1 0个小麦生长季在江苏省农业科学院南京本部大田鉴定圃、六合水泥池鉴定圃和大棚鉴定圃3个环境中开展。每年1 1月份播种,每个材料种1行,行长为大棚6 0c m、大田和水泥池1m,行距2 5c m,每行播种量为大棚3 5粒种子、大田和水泥池6 0粒种子。对照为抗病(R)品种N i a v t 1 4、中抗(MR)品种宁麦9号及感病(S)品种扬麦1 5 8。1.3 纹枯病
19、抗性鉴定在小麦拔节期,采用土表接菌法1 4进行接种。接种后弥雾喷洒进行保湿,待对照品种N i a-v t 1 4、宁麦9号及扬麦1 5 8发病且病级分明时,调查供试材料的纹枯病病级,每份材料调查3 0个茎秆。病情分级按04级标准1 5:0级,不发病;1级,叶鞘有明显云纹状病斑,但不深入茎秆;2级,茎秆发病,病斑宽度不超过茎周长的1/2;3级,茎秆发病,病斑宽度大于茎周长的1/2;4级,茎秆发病,病斑宽度大于茎周长的3/4,或植株死亡,出现枯白穗。根据下列公式计算病情指数(d i s e a s e i n d e x,D I):D I=4i=0nii44i=0ni1 0 0%其中,i为病级,n
20、为每个病级对应的茎秆数量。被鉴定种质的D I 抗性对照,为抗性(R)种质;抗性对照种质D I 中抗对照,为中抗(MR)种质;中抗对照感病对照,为感病(S)种质。2 结果与分析2.1 参试种质组成、连续鉴定年数及病情指数变化分析滚动鉴定试验指若一个种质在同一年的2个75第1期刘彩云等:成株期抗纹枯病小麦种质的发掘环境及以上表现为中抗及以上,则该种质进入下一年的鉴定试验,反之则被淘汰,同时每年新增待鉴定种质。1 0年连续试验中,共有2 6 5份种质资源(6 9%)只进行了1年鉴定,8 1份种质进行了连续2年鉴定,3 8份种质进行了连续3年及以上的鉴定,累计鉴定种质资源数量为3 8 4份。鉴定种质中
21、,6 7%为国内育成品种或高代品系,1 5%为国外引进种质,1 2%为小麦近缘种质,地方品种仅占6%。2 0 1 0-2 0 1 1年鉴定种质 数 量 最 多,为1 1 5份;2 0 1 3-2 0 1 4及2 0 1 4-2 0 1 5年鉴定种质数量最少,均为4 2份。2 0 1 1-2 0 1 2年鉴定种质的病情指数变化范围最大,为2 0.0 0%7 4.6 7%;2 0 1 9-2 0 2 0年鉴定种质的病情指数变化范围最小,为3 0.2 0%5 5.9 4%。每年鉴定种质的平均病情指数在2 4.5 7%4 7.2 5%之间,变异系数为1 2.9 8%3 3.4 9%。每年鉴定出相对稳定
22、抗病(即2个环境及以上表现为抗病)的种质占当年鉴定总数的3.5 1%1 9.5 7%,每年鉴定出相对稳定中抗(即2个环境及以上表现为中抗)的种质占当年鉴定总数的2 1.7 4%7 6.1 9%(表1)。表1 2 0 1 0-2 0 2 0年小麦种质资源成株期纹枯病抗性鉴定种质数量及病情指数T a b l e1 N u m b e ra n dd i s e a s e i n d e xo f t h ew h e a t g e r m p l a s me v a l u a t e df o r r e s i s t a n c et os h a r pe y e s p o t a
23、 t a d u l t s t a g ed u r i n g2 0 1 0-2 0 2 0年度Y e a r病情指数D i s e a s e i n d e x/%变化范围R a n g e均值M e a n标准差S D变异系数C V材料数量N u m b e ro fm a t e r i a l总计T o t a lRMRM SS2 0 1 0-2 0 1 11 3.6 35 0.0 02 5.6 97.5 42 9.3 61 1 51 34 05 11 12 0 1 1-2 0 1 22 0.0 07 4.6 73 6.4 69.9 62 7.3 07 592 63 01 02
24、0 1 2-2 0 1 31 1.0 65 1.0 12 4.5 78.0 63 2.7 96 583 02 622 0 1 3-2 0 1 42 1.6 06 5.9 14 7.2 59.4 21 9.9 34 251 41 762 0 1 4-2 0 1 52 0.4 25 8.1 63 5.6 89.5 52 6.7 74 273 2302 0 1 5-2 0 1 62 2.2 75 7.2 93 9.4 51 0.3 52 6.2 54 691 02 162 0 1 6-2 0 1 71 1.4 44 3.2 33 1.5 16.2 41 9.8 04 831 62 632 0 1 7
25、-2 0 1 87.7 93 5.1 42 6.0 85.0 51 9.3 65 723 22 032 0 1 8-2 0 1 91 0.5 44 4.5 22 7.7 39.2 93 3.4 94 761 32 262 0 1 9-2 0 2 03 0.2 05 5.9 44 5.1 65.8 71 2.9 84 741 03 21 R:抗病;MR:中抗;M S:中感;S:感病。下同。R:R e s i s t a n t;MR:M o d e r a t er e s i s t a n t;M S:M o d e r a t es u s c e p t i b l e;S:s u s
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