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摘要 黄淮南片麦区是我国第一大麦区,受大陆季风气候的影响,农业灾害频繁发生。在小麦生产所面临的各种病害中,小麦赤霉病的发生具有愈来愈严重的趋势。研究表明,培育赤霉病抗性品种是控制小麦赤霉病最经济、最环保和最行之有效的措施。分析近3年黄淮南片小麦品比试验共计525个参试品种的赤霉病抗性鉴定结果,抗病小麦品种22个,比例4.19%,感病小麦品种503个,比例95.81%。近3年小麦参试品种赤霉病的抗性水平仍以感和中感为主。
关键词 小麦;赤霉病;抗性分析
中图分类号:S435.121 文献标识码:A 文章编号:2095-3305(2020)03-018-02
DOI: 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.008
黄淮南片麦区是我国第一大麦区,是我国重要的商品粮基地,小麦生产直接影响我国的粮食安全。该区主要包括河南省平原灌区(除信阳市和南阳市南部部分地区)、陕西省关中地区(西安、渭南、咸阳、铜川和宝鸡市灌区)、江苏和安徽两省淮河以北地区,小麦常年播种面积866.7万hm2以上,面积和总产占全国的35%~40%。
黄淮南片麦区位于南方麦区与北方冬麦区的过渡地带,受大陆季风气候的影响,农业灾害频繁发生。在小麦生产所面临的各种病害中,小麦赤霉病的发生具有愈来愈严重的趋势,引起小麦产业界的高度关注。小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌为主引起的一种小麦真菌病害,广泛分布于世界温暖潮湿地区,目前已在世界五大洲30多个国家发生和流行。我国小麦赤霉病过去主要发生在长江流域、华南等局部地区,近年来随着气候的变暖和农作物耕作制度的改变,赤霉病已逐渐北扩至黄河流域的一些省份。小麦赤霉病呈现逐年加重和大流行的趋势,对农业生产和粮食安全构成严重威胁。在小麦赤霉病大流行年份,可以造成70%,甚至是100%的产量损失。赤霉病的发生不仅会导致小麦严重减产,其病原菌产生的DON、NIV等毒素也会污染小麦籽粒,对人畜健康造成严重威胁。
大量研究表明,培育赤霉病抗性品种是控制小麦赤霉病最经济、最环保和最行之有效的措施。因此,寻找小麦赤霉病抗性资源,进而培育出抗赤霉病的小麦品种,在小麦育种上具有非常重要的意义。
黄淮南片小麦品种比较试验是推荐小麦品系进入国家区试的重要途径,黄淮南片的国审小麦品种90%以上来自于黄淮南片的小麦品种比较试验。因此,黄淮南片小麦品种比较试验是小麦育种家最新育种成果的展示平台,能够充分地反映出小麦育种工作诸如高产育种、抗病育种、品质育种等育种现状。笔者分析了2016—2017年、2017—2018年、2018—2019年3个年度黄淮南片小麦品比试验参试品种的赤霉病抗性鉴定结果,通过分析了解赤霉病的抗性情况,从中筛选出赤霉病的抗性材料,为今后小麦赤霉病抗性育种提供帮助。
1 材料来源
供试材料来源于2016—2017年度、2017—2018年度、2018—2019年度国家冬麦区黄淮南片水地小麦品种比较试验总结,共计525个小麦品种。
2 结果与分析
2.1 参试小麦品种赤霉病抗性情况
通过对525个小麦品种赤霉病抗性结果的统计(表1),达到免疫的小麦品种有0个;达到高抗的小麦品种有1个,占全部参试品种的0.19%,品种名称为豫农903;达到中抗的小麦品种有21个,占全部参试品种的4%,品种名称分别为乐麦185、祥瑞507、郑麦162、郑麦172、新麦38、新麦45、郾丰168、天民小偃369、驻麦762、封麦12、西农172、郾丰169、光泰88、阜麦1008、明育62、轮选124、洛麦42、机麦1号、顺麦13号、焦点17287、科盟681;达到中感的小麦品种有95个,占全部参试品种的18.1%;达到高感的小麦品种有408个,占全部参试品种的77.71%。
同时从表1可以看出,抗病品种(免疫、高抗、中抗)的比例偏低,占全部参试品种的4.19%;感病品种(中感、高感)的比例高,占全部参试品种的95.81%。以上数据表明,黄淮南片的小麦参试品种还是以感病品种为主,小麦赤霉病抗性育种仍然处于一个较低的水平。从数据中也能看到积极的一面,一是近3年高感品种的比例在逐年下降,由2017年的80.71%下降到2019年的71.63%,降幅9.08%,说明育种家已经开始重视小麦赤霉病的抗性育种,加大对高感赤霉病小麦品种的淘汰力度;二是中感赤霉病小麦品种的比例在逐年上升,由2017年的14.72%上升到2019年的21.99%,增幅7.27%;三是抗性品种的比例变化虽然不大,但高感品种的比例在缩减,中感品种的比例有逐年加大的趋势。
2.2 苏鲁豫皖陕5省参试小麦品种赤霉病抗性比较
从表2可以看出,江苏、山东、河南、安徽和陕西5省提供的小麦参试品种赤霉病的平均严重度最小值为3.534,最大值为3.878。按照小麦赤霉病抗性分级标准(NY/T1443.4-2007,穗部接种),5省提供的小麦参试品种平均严重度均达到高感级别。
另外从图1可以看出,安徽省参试的小麦品种近3年赤霉病的平均严重度有逐年下降的趋势,2017年平均严重度为3.688,在5省里数值最小,排名第1(按平均严重度由小到大排序,下同),2019年平均严重度为3.534,在5省里依然数值最小,排名第1;陕西省参试的小麦品种平均严重度2017年为3.864,在5省里排名第4,2019年的平均严重度降为3.621,在5省里排名第2;江苏省2017年参试的小麦品种平均严重度为3.792,在5省里排名第3,至2019年平均严重度为3.677,在5省里仍位于第3;河南省参试的小麦品种平均严重度由2017年的3.701(在5省里排名第2)上升為2019年的3.717(在5省里排名第4);山东省参试的小麦品种2017年平均严重度为3.878,在5省里数值最大,排名第5,经过2018年的下降,2019年平均严重度又上升为3.803,在5省里依然数值最大,排名第5。 3 讨论
(1)近3年525份小麦品种的赤霉病抗性鉴定结果,其中抗性材料仅占4.19%,感病品种占到了绝大多数。说明目前黄淮南片小麦赤霉病抗性育种水平整体上还处于较低水平。近3年黄淮南片小麦品种比较试验中的小麦赤霉病抗性水平,直接决定了今后3~5年生产上推广的南片国审小麦品种赤霉病抗性水平。所以中感、高感赤霉病的小麦品种可能仍然会在今后黄淮南片的生产上占主导地位。
(2)安徽省的小麦赤霉病抗性水平相对较好,主要基于安徽省处于南北气候带过渡地区,赤霉病重发年份多,对生产造成危害大,赤霉病育种选择压力大,有利于赤霉病抗性品种的发现与选择。陕西省小麦赤霉病抗性育种近几年也取得了较快的进展。江苏省小麦赤霉病抗性育种表现较为稳定。山东、河南两省位置稍微偏北,赤霉病重发年份少,赤霉病育种选择压力小,多数品种以感和中感为主,但因为河南是育种大省,抗性材料的绝对数量较多。
(3)可喜的是,近3年的数据表明,高感赤霉病的小麦品种比例在逐年降低,中感与中抗赤霉病的小麦品种比例在逐年增加,说明小麦赤霉病抗性育种还是卓有成效的,今后随着育种家的不懈努力及抗性小麦资源的逐渐增多,生产上应用与推广的小麦赤霉病抗性品种将会越来越多。
(4)种质资源是抗病育种工作的基础,有了好的种质,遗传性状改良才能做到事半功倍。该文列举的小麦赤霉病抗性材料,可以通过进一步的鉴定,看能否作为抗性资源并得以深入研究和利用。如果能够充分研究和利用所有发现的和未发现的赤霉病抗性资源,将会极大程度上丰富抗性资源的多样性,促进小麦持久抗赤霉病的遗传育种研究取得进展。
参考文献
[1] 欧行奇,王玉玲. 黄淮南片麦区小麦耐倒春寒育种研究初探[J].麦类作物学报,2019,39(5):560-566.
[2] 宋晓霞,李爱国,张文斐,等. 2009-2015 年国家黄淮南片小麦新品种区域试验品种分析[J].中国种业,2017(6):52-55.
[3] 赵虹,王西成,胡卫国,等. 黄淮南片麦区小麦品种利用现状及建议[J].种业导刊,2016(11):7-12.
[4] 张爱民,阳文龙,李欣,等. 小麦抗赤霉病研究现状与展望[J].遗传,2018,40(10):858-873.
[5] 袁婷露,曹秀云. 禾谷镰刀菌致病力和致病基因的研究进展[J].安徽农业科学,2008,36(14):5915-5916,5934.
[6] 封薇.小麦中镰刀菌毒素污染和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)积累分析[D].雅安:四川农业大学,2010.
[7] 郭军.长穗偃麦草抗赤霉病基因Fhb7遗传图谱的加密及其标记辅助转移[D].泰安:山东农业大学,2015.
[8] 范三红,胡小平.小麦赤霉菌毒素合成机制及检测技术研究进展[J].麦类作物学报,2018,38(3):348-357.
[9] 刘易科,佟汉文,朱展望,等. 小麥赤霉病抗性改良研究进展[J].麦类作物学报,2016,36(1):51-57.
责任编辑:黄艳飞
关键词 小麦;赤霉病;抗性分析
中图分类号:S435.121 文献标识码:A 文章编号:2095-3305(2020)03-018-02
DOI: 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.008
黄淮南片麦区是我国第一大麦区,是我国重要的商品粮基地,小麦生产直接影响我国的粮食安全。该区主要包括河南省平原灌区(除信阳市和南阳市南部部分地区)、陕西省关中地区(西安、渭南、咸阳、铜川和宝鸡市灌区)、江苏和安徽两省淮河以北地区,小麦常年播种面积866.7万hm2以上,面积和总产占全国的35%~40%。
黄淮南片麦区位于南方麦区与北方冬麦区的过渡地带,受大陆季风气候的影响,农业灾害频繁发生。在小麦生产所面临的各种病害中,小麦赤霉病的发生具有愈来愈严重的趋势,引起小麦产业界的高度关注。小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌为主引起的一种小麦真菌病害,广泛分布于世界温暖潮湿地区,目前已在世界五大洲30多个国家发生和流行。我国小麦赤霉病过去主要发生在长江流域、华南等局部地区,近年来随着气候的变暖和农作物耕作制度的改变,赤霉病已逐渐北扩至黄河流域的一些省份。小麦赤霉病呈现逐年加重和大流行的趋势,对农业生产和粮食安全构成严重威胁。在小麦赤霉病大流行年份,可以造成70%,甚至是100%的产量损失。赤霉病的发生不仅会导致小麦严重减产,其病原菌产生的DON、NIV等毒素也会污染小麦籽粒,对人畜健康造成严重威胁。
大量研究表明,培育赤霉病抗性品种是控制小麦赤霉病最经济、最环保和最行之有效的措施。因此,寻找小麦赤霉病抗性资源,进而培育出抗赤霉病的小麦品种,在小麦育种上具有非常重要的意义。
黄淮南片小麦品种比较试验是推荐小麦品系进入国家区试的重要途径,黄淮南片的国审小麦品种90%以上来自于黄淮南片的小麦品种比较试验。因此,黄淮南片小麦品种比较试验是小麦育种家最新育种成果的展示平台,能够充分地反映出小麦育种工作诸如高产育种、抗病育种、品质育种等育种现状。笔者分析了2016—2017年、2017—2018年、2018—2019年3个年度黄淮南片小麦品比试验参试品种的赤霉病抗性鉴定结果,通过分析了解赤霉病的抗性情况,从中筛选出赤霉病的抗性材料,为今后小麦赤霉病抗性育种提供帮助。
1 材料来源
供试材料来源于2016—2017年度、2017—2018年度、2018—2019年度国家冬麦区黄淮南片水地小麦品种比较试验总结,共计525个小麦品种。
2 结果与分析
2.1 参试小麦品种赤霉病抗性情况
通过对525个小麦品种赤霉病抗性结果的统计(表1),达到免疫的小麦品种有0个;达到高抗的小麦品种有1个,占全部参试品种的0.19%,品种名称为豫农903;达到中抗的小麦品种有21个,占全部参试品种的4%,品种名称分别为乐麦185、祥瑞507、郑麦162、郑麦172、新麦38、新麦45、郾丰168、天民小偃369、驻麦762、封麦12、西农172、郾丰169、光泰88、阜麦1008、明育62、轮选124、洛麦42、机麦1号、顺麦13号、焦点17287、科盟681;达到中感的小麦品种有95个,占全部参试品种的18.1%;达到高感的小麦品种有408个,占全部参试品种的77.71%。
同时从表1可以看出,抗病品种(免疫、高抗、中抗)的比例偏低,占全部参试品种的4.19%;感病品种(中感、高感)的比例高,占全部参试品种的95.81%。以上数据表明,黄淮南片的小麦参试品种还是以感病品种为主,小麦赤霉病抗性育种仍然处于一个较低的水平。从数据中也能看到积极的一面,一是近3年高感品种的比例在逐年下降,由2017年的80.71%下降到2019年的71.63%,降幅9.08%,说明育种家已经开始重视小麦赤霉病的抗性育种,加大对高感赤霉病小麦品种的淘汰力度;二是中感赤霉病小麦品种的比例在逐年上升,由2017年的14.72%上升到2019年的21.99%,增幅7.27%;三是抗性品种的比例变化虽然不大,但高感品种的比例在缩减,中感品种的比例有逐年加大的趋势。
2.2 苏鲁豫皖陕5省参试小麦品种赤霉病抗性比较
从表2可以看出,江苏、山东、河南、安徽和陕西5省提供的小麦参试品种赤霉病的平均严重度最小值为3.534,最大值为3.878。按照小麦赤霉病抗性分级标准(NY/T1443.4-2007,穗部接种),5省提供的小麦参试品种平均严重度均达到高感级别。
另外从图1可以看出,安徽省参试的小麦品种近3年赤霉病的平均严重度有逐年下降的趋势,2017年平均严重度为3.688,在5省里数值最小,排名第1(按平均严重度由小到大排序,下同),2019年平均严重度为3.534,在5省里依然数值最小,排名第1;陕西省参试的小麦品种平均严重度2017年为3.864,在5省里排名第4,2019年的平均严重度降为3.621,在5省里排名第2;江苏省2017年参试的小麦品种平均严重度为3.792,在5省里排名第3,至2019年平均严重度为3.677,在5省里仍位于第3;河南省参试的小麦品种平均严重度由2017年的3.701(在5省里排名第2)上升為2019年的3.717(在5省里排名第4);山东省参试的小麦品种2017年平均严重度为3.878,在5省里数值最大,排名第5,经过2018年的下降,2019年平均严重度又上升为3.803,在5省里依然数值最大,排名第5。 3 讨论
(1)近3年525份小麦品种的赤霉病抗性鉴定结果,其中抗性材料仅占4.19%,感病品种占到了绝大多数。说明目前黄淮南片小麦赤霉病抗性育种水平整体上还处于较低水平。近3年黄淮南片小麦品种比较试验中的小麦赤霉病抗性水平,直接决定了今后3~5年生产上推广的南片国审小麦品种赤霉病抗性水平。所以中感、高感赤霉病的小麦品种可能仍然会在今后黄淮南片的生产上占主导地位。
(2)安徽省的小麦赤霉病抗性水平相对较好,主要基于安徽省处于南北气候带过渡地区,赤霉病重发年份多,对生产造成危害大,赤霉病育种选择压力大,有利于赤霉病抗性品种的发现与选择。陕西省小麦赤霉病抗性育种近几年也取得了较快的进展。江苏省小麦赤霉病抗性育种表现较为稳定。山东、河南两省位置稍微偏北,赤霉病重发年份少,赤霉病育种选择压力小,多数品种以感和中感为主,但因为河南是育种大省,抗性材料的绝对数量较多。
(3)可喜的是,近3年的数据表明,高感赤霉病的小麦品种比例在逐年降低,中感与中抗赤霉病的小麦品种比例在逐年增加,说明小麦赤霉病抗性育种还是卓有成效的,今后随着育种家的不懈努力及抗性小麦资源的逐渐增多,生产上应用与推广的小麦赤霉病抗性品种将会越来越多。
(4)种质资源是抗病育种工作的基础,有了好的种质,遗传性状改良才能做到事半功倍。该文列举的小麦赤霉病抗性材料,可以通过进一步的鉴定,看能否作为抗性资源并得以深入研究和利用。如果能够充分研究和利用所有发现的和未发现的赤霉病抗性资源,将会极大程度上丰富抗性资源的多样性,促进小麦持久抗赤霉病的遗传育种研究取得进展。
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[2] 宋晓霞,李爱国,张文斐,等. 2009-2015 年国家黄淮南片小麦新品种区域试验品种分析[J].中国种业,2017(6):52-55.
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[4] 张爱民,阳文龙,李欣,等. 小麦抗赤霉病研究现状与展望[J].遗传,2018,40(10):858-873.
[5] 袁婷露,曹秀云. 禾谷镰刀菌致病力和致病基因的研究进展[J].安徽农业科学,2008,36(14):5915-5916,5934.
[6] 封薇.小麦中镰刀菌毒素污染和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)积累分析[D].雅安:四川农业大学,2010.
[7] 郭军.长穗偃麦草抗赤霉病基因Fhb7遗传图谱的加密及其标记辅助转移[D].泰安:山东农业大学,2015.
[8] 范三红,胡小平.小麦赤霉菌毒素合成机制及检测技术研究进展[J].麦类作物学报,2018,38(3):348-357.
[9] 刘易科,佟汉文,朱展望,等. 小麥赤霉病抗性改良研究进展[J].麦类作物学报,2016,36(1):51-57.
责任编辑:黄艳飞