黄淮海大豆新品种(系)的抗病性评价

2014-08-10 12:29王大刚黄志平胡国玉
植物保护 2014年6期
关键词:孢囊株系根腐病

王大刚, 李 凯, 黄志平, 胡国玉, 张 磊*

(1.安徽省农业科学院作物研究所/安徽省农作物品质改良重点实验室,合肥 230031;2.南京农业大学大豆研究所/作物遗传与种质创新国家重点实验室/国家大豆改良中心,南京 210095)

黄淮海大豆新品种(系)的抗病性评价

王大刚1, 李 凯2, 黄志平1, 胡国玉1, 张 磊1*

(1.安徽省农业科学院作物研究所/安徽省农作物品质改良重点实验室,合肥 230031;2.南京农业大学大豆研究所/作物遗传与种质创新国家重点实验室/国家大豆改良中心,南京 210095)

大豆花叶病毒(SMV)、大豆孢囊线虫(SCN)和大豆根腐病(SRR)是危害中国乃至世界大豆生产的3种主要病害。为了评价黄淮海选育的大豆新品种(系)对这3种病害的抗性水平,采用温网室接种鉴定及田间调查自然发病的方法,对72份大豆新品种(系)进行了抗病性鉴定。结果表明,‘中作J8012’、‘蒙01-38’、‘汾豆86’、‘中作X96328’、‘阜08-190’等9个品系对SMV流行株系SC3和SC7表现高抗或抗病,占参试品种总数的12.5%;‘周01015-1’、‘远育8号’和‘冀豆17’ 3个品系对SCN 1号生理小种表现中抗;自然条件下,抗SRR病情指数在15以下的大豆材料有31份,占鉴定总数的43.06%;对SMV和SRR的抗性水平均在中抗及以上的有‘阜08-325’、‘HD0113’、‘太丰6号’等8个品系,占参试品种数的11.11%,而对3种病害的抗性水平均在中抗以上的材料仅有‘冀豆17’1份。本研究的结果可为大豆抗病育种选择亲本和培育多抗性的大豆新品种提供参考。

大豆; 抗病性; 评价

大豆病害是制约大豆生产的最主要因素之一,我国每年因各种病害造成的大豆产量损失约占总产量的7%~15%[1]。大豆花叶病毒病(Soybeanmosaicvirus, SMV)、大豆孢囊线虫病(Soybean cyst nematode, SCN)和大豆根腐病(Soybean root rot, SRR)是黄淮海大豆产区乃至全国大豆生产上的3种主要病害[2-3],严重影响大豆的产量和品质,重发生年份可导致部分田块绝产[4]。

实践证明,培育抗病品种,特别是多抗品种是防治大豆病害最经济、有效的措施。杨华等[5]利用接种SMV流行株系的方法从新育成的大豆品种(系)中获得了一批优异的抗性材料。朱英波等[6]从119份野生大豆资源中筛选出48份抗SCN的资源。马淑梅[7]研究发现在自然发病条件下,1 249份大豆品种资源中有471份感染大豆根腐病的病情指数在15以下,占鉴定材料的37.7%。王大刚等[8],李凯等[9]对新育成的大豆品种(系)进行抗SMV和SCN鉴定,获得了部分兼抗2种病害的抗源。但同时针对3种及以上大豆主要病害进行抗性鉴定的报道较少[10-11],获得的具有综合抗性的材料还远不能满足大豆育种和生产的需要。

鉴于此,笔者对参加国家黄淮海南部区试及安徽省区试、预试的72份大豆新品种(系)进行抗SMV、SCN和SRR鉴定,并评价了这些新品种(系)的综合抗病性,以期为选育多抗大豆新品种奠定基础。

1 材料和方法

1.1 供试材料

用于抗性鉴定的72份材料包括黄淮海南部大面积推广品种‘中黄13’和高产高蛋白国审大豆品种‘皖豆28’以及35家单位选育的参加2011年国家黄淮海南部大豆区域试验和安徽省区试、预试大豆的新品系,具体品种(系)和选育单位名称见表1。供试大豆花叶病毒选用王修强等[12]鉴定的流行弱毒株系SC3和强毒株系SC7,病毒株系由南京农业大学国家大豆改良中心提供并在感病品种‘南农1138-2’上繁殖。抗SCN鉴定选用在我国黄淮大豆产区流行的大豆孢囊线虫1号生理小种[13]。

表1 参加抗性鉴定的大豆品种(系)名称及来源Table 1 The names and origin of soybean cultivars(lines) with resistance identification

1.2 鉴定方法

1.2.1 抗SMV鉴定

抗SMV接种鉴定参照智海剑等的方法[15],将待鉴定材料在防虫温网室中盆栽,沙播,每盆留苗20~25株,在第1对真叶展平时分别摩擦接种2个流行株系,第1片复叶展开时重复接种1次。接种后1周显症时调查发病情况,包括症状类型、发病率、病级,此后每隔1周调查1次,持续1个月,汇总数据,计算病情指数[15]。

单株病情分级标准参照Zhi和Gai[16]的方法。将花叶、坏死2种类型分别考虑,各分为5级;如在同一植株上同时出现花叶、坏死2种症状,病级取级别高者。抗性类型根据病情指数按6级标准确定。高抗:无可见系统症状,病情指数为0;抗病:病情指数在1~20之间;中抗:病情指数在21~35之间;中感:病情指数在36~50之间;感病:病情指数在51~70之间;高感:病情指数大于70。

1.2.2 抗SCN鉴定

抗SCN鉴定参照卢为国等的方法[17],先将种子播于蛭石内发芽,待幼苗长到3~4 cm时移栽到放有SCN 1号生理小种病土的塑料杯中(10 cm×6 cm),每个品种10株,保持土温在23~30 ℃,28 d左右待根部出现白色孢囊时直接计数孢囊。

抗性类型的确定按Schmitt和Shannon提出的孢囊指数法进行分级。高抗:孢囊指数1~10;中抗:孢囊指数11~30;中感:孢囊指数31~60;高感:孢囊指数大于60。

1.2.3 抗SRR鉴定

抗SRR鉴定在自然条件下进行,将供试材料于2011—2013年连续3年种植在安徽省农业科学院皖北科技创新中心大豆根腐病鉴定圃。每份材料点播1行,行长2 m,每行20穴,每穴2粒,设3次重复,在病圃两端各种植7行保护行,以消除灌排水造成的试验误差。鉴定期间保持病圃土壤湿润,必要时进行灌排水处理,创造有利于病菌生长的环境。

调查标准参照马淑梅[7,18]的方法并略作改动:定苗时统计各病圃大豆品种(系)的总株数,此后每隔1周调查1次地上部分萎蔫或死亡的株数(发病程度5级),直至收获时统计发病级别为5级的总株数,计算发病率和病情指数。病情指数在15以下的定为抗病,在15以上的为感病。

2 结果与分析

2.1 大豆新品种(系)对SMV的抗性鉴定

在鉴定的72份大豆品种(系)中(表2),对SMV弱毒株系SC3和强毒株系SC7表现较好抗性(高抗和抗病)的分别有16份和14份,分别占参试品种总数的22.22%和19.44%,显示出对强毒株系SC7的抗病育种在加强;而对这2个株系抗性较差(高感和感病)的品种数分别为4份和22份,分别占参试品种数的5.56%和30.56%,对弱毒流行株系SC3抗性较差的仅有几份,表明新育成的绝大多数(94.44%)品种(系)对弱毒株系均具有一定程度的抗性(表2)。同时对SC3和SC7株系表现较好抗性的有‘中作J8012’、‘蒙01-38’、‘汾豆86’、‘中作X96328’、‘阜08-190’等9份品种(系)(表3),占参试品种总数的12.50%。

表2 参试大豆新品种(系)对SMV、SCN和SRR抗性反应类型的分布1)Table 2 Resistance types of soybean new cultivars(lines) to SMV strains, SCN and SRR

1) HR=高抗,R=抗病,MR=中抗,MS=中感,S=感病,HS=高感。
HR=high resistance, R=resistance, MR=moderate resistance, MS=moderate susceptibility, S=susceptibility, HS=high susceptibility.

2.2 大豆新品种(系)对SCN的抗性鉴定

抗SCN鉴定的72个大豆品种(系)中未发现高抗的材料(表2),‘冀豆17’、‘周01015-1’、‘远育8号’等3份材料表现中抗(表3),占参试品种总数的4.17%。对SCN 1号生理小种高感的品种(系)有60份,占83.33%,具有很高的比例,表明抗SCN育种仍需加强。

2.3 大豆新品种(系)对SRR的抗性鉴定

通过2011—2013连续3年,每年均设3次重复,在大豆根腐病鉴定圃自然条件下进行的抗SRR鉴定中,72份大豆品种(系)有31份的病情指数在15以下,占参试品种(系)数的43.06%;病情指数在15以上的有41份(表2),占56.94%。其中‘徐0901’、‘蒙0804’、‘冀豆17’、‘蒙01-38’、‘许豆6号’、‘中作06-818’等10份品种(系)的病情指数均低于10(表3),在抗SRR方面表现比较突出。

表3 参试大豆新品种(系)对SMV、SCN和SRR的抗性反应1)Table 3 Reaction of resistance of soybean new cultivars(lines) to SMV strains, SCN and SRR

1) DI=病情指数,RR=抗性结论,CI=孢囊指数,HR=高抗,R=抗病,MR=中抗,MS=中感,S=感病,HS=高感。
DI=disease index, RR=resistance result, CI=cyst index, HR=high resistance, R=resistance, MR=moderate resistance, MS=moderate susceptibility, S=susceptibility, HS=high susceptibility.

2.4 大豆新品种(系)对3种病害的综合抗性

从表3可以看出,对SMV弱毒株系SC3和SRR均表现中抗及以上水平的品种(系)有15份,占试验总数的20.83%;对SMV强毒株系SC7和SRR具有中抗及以上的有11份,占15.28%;同时对2个SMV株系及SRR抗性水平均在中抗及以上的有‘蒙01-38’、‘齐黄34’、‘太丰6号’、‘中作045287’等8份品系,占参试品种数的11.11%。仅有1份材料‘冀豆17’对SMV和SCN表现中抗及以上水平;对SCN和SRR均表现中抗以上的也仅有‘冀豆17’1份材料。

由此可见,鉴定的72份大豆品种(系)中,仅有1份材料‘冀豆17’对SMV、SCN1和SRR 3种病害均具有中抗以上的抗性水平。以上这些对2种或3种大豆主要病害均具有抗性的材料既可直接应用于大田生产,也可作为培育多抗新品种的亲本。‘皖宿2156’、‘太丰6号’、‘濉科15’、‘阜豆01191-1’等品种虽然对这3种病害中的个别病害表现中感,但病情指数较低,具有一定的抗性,也可以在生产上推广应用。

3 结论与讨论

大豆新品种的选育和推广是提高大豆产量的根本,从选育的新品种中筛选综合抗病性较强的种质资源,可为后续大豆育种亲本的选择提供依据。笔者通过对黄淮海南部最新选育的大豆新品种(系)进行抗病性鉴定,筛选出对SMV株系SC3和SC7均表现较好抗性的材料9份,中抗SCN 1的材料3份,对SRR病情指数在15以下的材料有31份,有8份品系对SMV和SRR的抗性水平均在中抗及以上,同时对3种病害均在中抗水平以上的材料仅‘冀豆17’1份。

以往接种鉴定的结果表明,对SMV株系SC3和SC7抗性表现较差的品种均占参试品种的1/3左右[5, 14],此次鉴定结果发现对SC3抗性较差的品种仅占参试品种的5.56%,表明从2002年加强审定大豆新品种对SC3株系抗病性的要求后,经过近10年的时间,通过各育种单位的重视,新选育的大豆新品种(系)对SC3的抗性有了很大的提高,但对SC7抗性表现较差的品种仍占参试品种总数的30.56%,说明抗SMV强毒株系的育种仍需加强。

大豆孢囊线虫是危害我国大豆生产的主要病害之一[19],本研究发现参试的72份大豆品种(系)中没有高抗的,高感品种占83.33%。郑延海等[20]对4 120份大豆种质资源进行抗SCN鉴定,结果表明对SCN表现免疫和抗病的分别占总参试材料的0.10%和0.51%,而且多为黑皮,说明我国抗SCN大豆资源匮乏,且商品性欠佳。近年来,虽然选育出一些综合农艺性状优良,抗SCN的大豆品种[21-22],但数量仍然较少。李凯等[9]对近10年国家大豆区域试验品种抗SCN进行分析发现,感病品种一直较多,说明10年来我国抗SCN育种水平进展不大,抗SCN育种仍然是我国各大豆育种单位急需攻克的一个难题。

安徽省农业科学院皖北科技创新中心大豆根腐病鉴定圃土样经汪涛等[23]、张汝洋[24]分析确认是由尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)、腐皮镰刀菌(F.solani)、终极腐霉(Pythiumultimum)、立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)等病原菌组成,符合田间人工病圃的建立要求。抗SRR鉴定材料的病情指数在15以下的占参试品种总数的43.06%,可能与SRR试验的抗病性调查是在田间自然条件下进行,没有进行接种试验,自然侵染压力较小有关。在自然发病条件下,马淑梅[7]研究发现1 249份大豆材料中有37.7%的材料对大豆根腐病抗性的病情指数在15以下,人工接种后仍然有14.6%的材料病情指数在15以下。因此,本试验所调查数据虽受自然条件等因素的影响,可能会存在着误差,但试验每年设置的3次重复和连续3年的验证尽量减少了误差,且贴近大田生产,所得结果具有一定的参考价值,不过最终确定相关品种对大豆根腐病的抗性程度仍然需要人工接种鉴定。

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Diseaseresistanceevaluationofsoybeancultivars(lines)inHuang-Huai-Hai

Wang Dagang1, Li Kai2, Huang Zhiping1, Hu Guoyu1, Zhang Lei1

(1.CropInstituteofAnhuiAcademyofAgriculturalSciences/KeyLaboratoryofCropQualityImprovementofAnhuiProvince,Hefei230031,China; 2.NationalKeyLaboratoryforCropGeneticsandGermplasmEnhancement/SoybeanResearchInstituteofNanjingAgriculturalUniversity/NationalCenterforSoybeanImprovement,Nanjing210095,China)

Soybeanmosaicvirus(SMV), soybean cyst nematode (SCN), and soybean root rot (SRR) are main diseases reducing yield and quality in soybean [Glycinemax(L.) Merr.]. In order to evaluate the resistance of soybean cultivars(lines) from Huang-Huai-Hai region to the three diseases, 72 soybean accessions were measured by the method of field investigation and inoculation in an aphid-free greenhouse or net-house. The results showed that 9 lines(12.5%)(‘Zhongzuo J8012’, ‘Meng 01-38’, ‘Fendou 86’, ‘Zhongzuo X96328’, ‘Fu 08-190’ etc.) were highly resistant or resistant to both SMV strains SC3 and SC7, and 3 lines(‘Zhou 01015-1’, ‘Yuanyu 8’, ‘Jidou 17’) were moderately resistant to SCN No.1. The disease index of 31 portions was below 15 and occupied 43.06% of tested accessions to SRR. Eight lines(‘Fu 08-325’, ‘HD0113’, ‘Taifeng 6’ etc.), accounting for 11.11%, were resistant or moderately resistant to both SMV and SRR, and one cultivar(‘Jidou 17’) was resistant or moderately resistant to the three diseases. These results will provide references for soybean breeding with multi-resistance.

soybean; disease resistance; evaluation

2013-12-04

:2013-12-16

国家大豆产业技术体系(CARS-04);安徽省自然科学青年基金(1308085QC59);安徽省农业科学院院长青年创新基金(12B0204)

S 565.1

:ADOI:10.3969/j.issn.0529-1542.2014.06.027

* 通信作者 E-mail:smvwang@163.com

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