57份小麦微核心种质条锈病和叶锈病成株期抗性评价_阎晓涛.pdf

57份小麦微核心种质条锈病和叶锈病成株期抗性评价阎晓涛1，张树伟1，郑军2，郭慧娟1，李欣1，乔麟轶1，陈芳1，常利芳1，张晓军1*（1.山西农业大学农学院，太原 030031；2.山西农业大学小麦研究所，山西 临汾 041000）摘要：条锈病和叶锈病是严重威胁我国小麦生产的两种主要病害。为了挖掘与利用抗病资源，以改良我国小麦品种的抗病性，利用人工接种的方法对我国小麦微核心种质中的 57份材料分别进行了条锈病与叶锈病成株期抗性评价。结果表明，具有条锈病成株抗性的材料有 35份，具有叶锈病成株抗性的材料有 27份。兼抗 2种病害的材料有 14份，占全部材料的 24.6%。在所有抗病材料中，对条锈免疫或近免疫的有 9份，对叶锈免疫或近免疫的有 10份，对 2种病害的抗性都达到近免疫或高抗的材料有 3 份，分别为梭条红麦、郑引 4 号和浙麦 1 号。本研究不仅为抗条锈和叶锈病育种提供了有价值的抗源材料，也为深入研究我国小麦微核心种质提供参考。关键词：小麦；微核心种质；条锈病；叶锈病；成株期抗性中图分类号：S512.1文献标识码：A文章编号：2096-5877（2023）01-0030-05Evaluation of Adult Stage Resistance of 57 Chinese Wheat Mini-Core Collections to Wheat Stripe Rust and Leaf RustYAN Xiaotao1,ZHANG Shuwei1,ZHENG Jun2,GUO Huijuan1,LI Xin1,QIAO Linyi1,CHEN Fang1,CHANG Lifang1,ZHANG Xiaojun1*(1.College of Agriculture,Shanxi Agricultural University,Taiyuan 030031;2.Institute of Wheat Research,Shanxi Agricultural University,Linfen 041000,China)Abstract：Stripe rust and leaf rust are two main diseases threatening wheat production seriously in china.The resistance of wheat varieties in China can be improved effectively by digging and utilizing the germplasm resources ofwheat with resistance to these diseases.In this study,57 accessions of Chinese wheat mini-core collections were inoculated to evaluate their resistance to stripe rust and leaf rust at adult stage,respectively.The results showed that,there were 35 cultivars with adult stage resistance to stripe rust and 27 cultivars with adult stage resistance to leafrust.There were 14 cultivars with adult stage resistance to both stripe rust and leaf rust,accounting for 24.6%of allmaterials.Among all the resistant cultivars,9 were immune or near immune to stripe rust and 10 were immune ornear immune to leaf rust.Furthermore,there were 3 cultivars,Suotiaohongmai,Zhengyin 4 and Zhemai 1,with near-immune or high resistance to these 2 diseases.This study not only provided valuable resistant resources for wheatbreeding,but also provided reference for further studying the Chinese wheat mini-core collections.Key words：Wheat;Mini-core collections;Stripe rust;Leaf rust;Adult stage resistance由条型柄锈菌（Puccinia striiformis Westend f.sp.tritici Eriks）引起的小麦条锈病和由小麦叶锈菌（Puccinia tirticina）引起的小麦叶锈病是小麦生收稿日期：2020-02-06基金项目：山西种业创新良种联合攻关项目（2022XCZX02）；山西农业大学生物育种工程项目（YZGC093）；山西省自然科学基金项目（202103021224140）作者简介：阎晓涛（1981-），女，助理研究员，主要从事小麦遗传育种研究。通讯作者：张晓军，男，硕士，副研究员，E-mail:产上发生严重的两种气传性真菌病害，分生孢子侵染小麦叶片后形成亮黄色或铁锈色孢子层，吸收小麦营养和水分并影响叶片光合作用，发病最严重时可使植株在灌浆前死亡，存在使小麦绝收的风险1-2。在我国，小麦条锈病主要分布于甘肃、四川、河南、陕西、河北、青海等省3，叶锈病主要分布于山东、河南、河北、陕西、山西、云南、吉林、黑龙江、贵州、江苏等省4。近年来，我国小麦条锈病和叶锈病总发病面积都超过 800 万 hm25-6，占小麦总播种面积的 1/3 以上，使小麦生产遭受阎晓涛等：57份小麦微核心种质条锈病和叶锈病成株期抗性评价东北农业科学2023，48（1）：30-34Journal of Northeast Agricultural SciencesDOI:10.16423/ki.1003-8701.2023.01.0071期阎晓涛等：57份小麦微核心种质条锈病和叶锈病成株期抗性评价31巨大损失。利用品种的抗病性防控小麦锈病是最安全和有效的手段之一7。迄今，国际上虽已正式命名了 83 个抗条锈病基因8和 79 个抗叶锈病基因9，很多抗病基因在育种与生产上也发挥了巨大作用。但由于病原菌毒性小种频繁变异，多数品种的抗性难以持久保持，大面积推广后往往 310 年便会“丧失”抗性10。1997 和 2007 年开始流行的CYR3211、CYR3312分 别 使 碧 蚂 1 号（Yr1）、阿 勃（YrAbb1、YrAbb2)、洛 夫 林 10（Yr9）、繁 6（Yr3b、Yr4b）等条锈抗原失去作用；2009 年出现的 V26 菌系则使 92R137（Yr24 或 Yr26）和贵农 22（Yr10、YrMor）等主要抗原“丧失”抗性，其 G22-9 致病型于2016 年被正式命名为 CYR3413，已有超越 CYR32和 CYR33 成为我国第一优势小种的趋势，病害暴发的风险逐年加重。广泛寻找与鉴定新的抗病资源，培育持久抗病新品种，进行抗病基因合理布局，是防范病害暴发风险、延缓病原菌生理小种变异、增加抗病品种的使用寿命、实现我国小麦病害可持续控制的根本措施14。我国在长期小麦栽培历史中，积累了大量农家品种或地方品种，遗传资源非常丰富15，对这些种质资源进行抗病鉴定与评价，充分挖掘与利用其中含有的抗病资源，对丰富我国小麦品种的遗传多样性与进一步培育抗病品种具有重要价值。本研究利用条锈菌 CYR32、CYR33、CYR34 混合小种和从田间采集的自然发病叶锈菌对收集的我国小麦微核心种质中的57份材料分别进行了条锈病与叶锈病成株期抗性评价，以明确这些微核心种质材料对条锈病和叶锈病的抗性，为挖掘小麦微核心种质的抗病基因及育种应用提供参考。1材料与方法1.1供试材料试验材料为来自中国小麦微核心种质中的57 份材料，其中包括 42 份农家品种，12 份育成品种和 3 份引进品种，由山西农业大学农学院作物遗传与分子改良山西省重点实验室收集保存；小麦条锈病鉴定所用条锈菌生理小种为 CYR32、CYR33 和 CYR34 混合生理小种，条锈病感病对照品种为台长 29，条锈诱发品种为川育 12，由四川省农业科学院作物研究所提供；叶锈病鉴定所用叶锈菌为 2017年 6月在山西省晋中市田间采集叶锈孢子，干燥后-20 密封保存；叶锈病感病对照品种为铭贤 169，由山西农业大学植物保护学院原宗英研究员惠赠。1.2条锈病成株期鉴定条锈病成株期抗性鉴定于 20182019 年在四川省农业科学院现代农业科技创新示范园进行。每个材料播种 2 行，行长 2 m，行距 25 cm，每 10 行播种 1 行对照品种台长 29，每行两端播种川育 12作为诱发材料。11 月 1 日播种，翌年 1 月采用孢子 悬 液 喷 雾 法16接 种 条 锈 菌 CRY32、CRY33 和CYR34 等量混合生理小种。3 月中下旬，感病对照台长 29 充分发病时，调查各材料对条锈菌的抗性反应。调查方法按严重度（severity）八级标准进行记载17，分别为 0（免疫）、1%（近免疫）、5%（高抗）、10%（抗）、25%（中抗）、40%（中感）、65%（高感）、100%（极感）。1.3叶锈病成株期鉴定叶锈病成株期鉴定于 20182019 年在山西省晋中市山西农业大学东阳试验基地塑料大棚内进行。每个材料播种 2 行，行长 1.5 m，行距 25 cm，每 10 行播种 1 行对照品种铭贤 169。10 月上旬播种，翌年 3月中旬左右，试验材料拔节后采用喷粉法18进行接种。具体方法为：将叶锈菌孢子粉与滑石粉以 11 000 的比例均匀混合，傍晚时先用0.03%的吐温 20 水溶液对试验材料进行均匀喷雾，然后用喷粉器将叶锈孢子粉喷洒于试验材料叶面，覆盖地膜保湿 16 h 后揭开。接菌后每天喷雾保湿 2 次，保持棚内湿度为 60%80%。约 2030 d后，观察对照品种完全发病时，根据 Li等19使用的6级标准（表1）记录病害侵染类型。表 1小麦叶锈病侵染类型侵染型00;1234抗感型免疫近免疫高抗中抗中感高感表现症状无夏孢子堆或肉眼可见侵染点无夏孢子堆，但有坏死斑或褪绿斑夏孢子堆小，周围有坏死斑夏孢子堆小至中等，周围有坏死斑或褪绿斑夏孢子堆中等，周围有或无褪绿斑夏孢子堆大，无褪绿斑和坏死斑，常有卫星孢子堆2结果与分析2.1条锈病成株期鉴定结果2019 年 3 月中旬，对照品种台长 29 发病严重度达到 100%时进行调查。参试的 57 份材料中，有 2 份材料互助红、兴义 4 号因缺苗未获得鉴定数据。其余 55 份材料鉴定结果见表 2。共有 3532东 北 农 业 科 学48卷份材料的严重度低于 25%，表现为抗病，占鉴定材料的 63.6%；20 份材料的严重度高于 25%，表现为感病，占鉴定材料的 36.4%。其中 1份材料白蒲落青叶片无病斑，表现为免疫；8 份材料红皮小麦、望水白、半截芒、尕老汉、同家坝小麦、阳麦、毕红穗和梭条红麦表现为近免疫，其中毕红穗和梭条红麦仅在叶片产生少量叶片褪绿斑，不产生夏孢子；4份材料汉中白、长芒石扁头、浙麦 1号和郑引4号表现为高抗；江西早、糯麦等 22份材料表现为抗或中抗，其中小三月黄叶片褪绿现象严重，叶片大面积枯死，仅发现少量夏孢子。抗病材料中，农家品种、育成品种、引进品种分别有 28、6、1份，农家品种所占比例较大。2.2叶锈病成株期鉴定结果2019年 6月