小麦茎基腐病抗性鉴定方法研究进展

小麦茎基腐病抗性鉴定方法研究进展一文创作于：2023-08-16 04:34:55，全文字数：27012。

小麦茎基腐病抗性鉴定方法研究进展

��球(布)绕茎法由Akinsanmi等[38]于2004年建立,在苗茎基部0.5～1.0 cm处用脱脂棉或棉布缠绕,将孢子悬浮液注入棉球(布)中,35 d后调查;Mitter等[15]也用该方法对致病菌毒性进行测定。茎基部滴注法由Mitter等[5]于2006年建立,在出苗后10 d,在茎基部0.5 cm处滴注10 μL孢子悬浮液,35 d 后调查,张 鹏等[23]、赵 凯等[31]、冀春雨[39]等均用该方法进行了种质资源的抗性鉴定,Li等[40]也利用此方法进行了抗病QTL的定位。天然培养基接种法的天然培养基为致病菌侵染后的小麦粒[41-42]、小米粒[4,43-44]、小麦大麦粒1:1混合后的粉碎物[37]或麦糠[45]等;接种方式可以是将病谷粒与灭菌土混合(菌土)后将种子播于其中[4,19],或按“播种-覆土-放病谷粒-覆土”的顺序接种[17],或在萌发种子上方铺一层病谷粒后覆土[32,37],或出苗后将病谷粒放在苗根部一侧[42],一般在接种后22～45 d调查,以28 d或35 d较多[17,30,40-41]。孢子液浸泡法由Li等[36]于2008年建立,接种方法同水培苗,在抗茎基腐病QTL定位研究中应用较多[46-47],一般在接种后35 d或 45 d调查[36,46]。

苗期土培苗的不同接种方法中,天然培养基接种法茎基腐发病明显,能很好区分品种抗性[37],且操作简单、重复性好(病情指数在重复间相关性高),可大批量鉴定材料[32,44,46],是苗期抗性鉴定的首选方法。不过,其鉴定结果与成株期鉴定有一定的差异,而且需要的时间长[4];另外,该方法与品种间存在显著的互作效应,可能导致抗病品种出现比感病品种更严重的症状[44,48]。棉球接种法也具有结果稳定、品种间差异明显的特点,但操作麻烦,且鉴定周期也比较长[3]。孢子液浸泡法的发病程度高于茎基部滴注法、能区分抗、感品种,且发病等级与田间鉴定结果一致,稳定可靠、重复性好,可实现高通量、大规模的鉴定[49],不过该方法可能导致较高的死苗率[34,36,44]。茎基部滴注法也能较好的鉴定品种抗性、鉴定结果与成株期抗性结果较为一致[5,39,44],但是比较繁琐、试验误差较大(变异系数50%～78%)[43]。通过以上分析可知,不同接种方法均能区分抗、感品系,但从便于操作、高通量的角度考虑,天然培养基接种法和孢子液浸泡法相对较好,目前应用最广泛的是病小米粒/小麦粒天然培养基接种法[32,42,46]。

苗期土培苗鉴定结果记录方法较多,常用的有3种:茎基腐症状分级(crown rot score)[7,19,31,46 ]、严重度指数(crown rot severity index)[5,39]和叶鞘症状得分和(leaf sheath sum)[37],其中以茎基腐症状分级法使用最广泛、叶鞘症状得分和使用较少,严重度指数主要用于茎基部滴注法[39,44]。茎基腐症状分级的方法较多,其中由Li等[36]建立的0～5级法(同2.1.1水培苗接种鉴定记录方法)最常用。一些学者对0～5级标准稍有修改[23,29-31],另外还有0～6级法[42]、0～7级法[7]、0～8级法[30,41]、0～9级法[4,19,32]以及0～10级法[46,49]等。在记录茎基腐症状基础上计算病情指数,病情指数计算及抗性评价标准同2.1.1。严重度指数(I) =(主茎褐变长度/苗长)×褐变叶鞘的层数,该值一般在0～3之间[5,39,43]。然后依据严重度指数进行抗性评价,即免疫(I=0)、高抗(I≤0.050)、抗(I = 0.051～0.100)、中抗(I=0.101～0.150)、中感(I= 0.151～0.200)、感(I=0.201～0.250)、高感(I= 0.250)[39]。叶鞘症状得分和是按照0～4级标准对第1～3片叶鞘进行调查,然后将3片叶的得分相加(最高总分为12分),其标准为:0级,叶鞘完全健康;1级,叶鞘褐变<25%;2级,叶鞘褐变为25%～50%;3级,叶鞘褐变为51%～75%;4级,叶鞘褐变>75%[37]。

2.2 成株期茎基腐病抗性鉴定

2.2.1 成株期温室鉴定

进行成株期温室鉴定的研究不多,一般采用天然培养基接种法,将种子播于盆中,覆盖约2 cm的土,然后将病谷粒撒在种子上方再覆土[7]或者在拔节时将病麦粒放在小麦茎基部[42],于灌浆期调查。

成株期温室鉴定结果采用0～7级法记载,具体为:0级,无症状;1级,盾片节(scutellar node)褐变;2级,盾片节、冠节或叶鞘褐变;3级,盾片节、冠节或叶鞘褐变严重、植株不死;4级,节间、叶鞘和下部茎秆褐变、植株有死亡症状;5级,茎秆腐烂、植株濒临死亡;6级,茎秆腐烂、植株(有3片以上叶子)死亡;7级,因种子腐烂或幼苗腐烂而致植物死亡[7]。也有0～4级法记载,具体为:0级,无症状;1级,地上第一茎节出现褐变,但没到第二茎节;2级,第一茎节完全褐变,并扩展到第二茎节;3级,褐变扩展到第三茎节及以上,部分出现白穗现象,植株接近死亡或已经死亡;4级,植株不抽穗,黄化死亡[4,42]。

2.2.2 成株期大田鉴定

成株期大田鉴定一般也采用天然培养基接种法,Wallwork等[45]建立了Terrace method,即将塑料管 (10 cm×5 cm)填土至1/2处,放好种子并盖土至3/4处,剩下1/4填满病麦糠与土的混合物,将塑料管放在钢板箱中埋到大田中,该方法避免了田间杂菌污染、接种不均匀等问题,但是无法区分有部分抗性的硬粒小麦。也有不少学者采用人工开沟、将病谷粒或其粉碎物均匀撒到沟里再播种[7,37],或先将病米粒与表层土混匀再开沟播种[4],或以发病严重地块为自然病圃进行鉴定[30]。由于受接种量差异、杂菌侵染、气候以及环境条件等因素的不同,大田鉴定结果的重复性较差[4,45,48]。

成株期抗性鉴定一般分两次调查,第一次在出苗21～35 d时,调查一定面积的出苗数和死苗(明显黄化或干枯死亡)数、以及茎基腐症状分级(记载方法基本同苗期标准)[7,17];成熟期时记载病蘖数和白穗数,计算病蘖率指数(品种病蘖率/高感对照品种的病蘖率)和白穗率[4,37]、以及小区产量[5,7,28],另外还按照0～4级标准记载主茎症状[4,17,42],病情指数计算与抗性评价标准同苗期。可见,成株期的记录既考虑了茎秆褐变的严重程度,也考虑了白穗率和产量变化。

2.3 苗期与成株期抗性鉴定方法比较

2.3.1 苗期抗性鉴定的优势与不足

相对于成株期鉴定来说,苗期鉴定具有明显的优势,具体表现如下:(一)结果稳定:与大田环境相比,温室中的温度、湿度、光照等条件易控制,多次鉴定结果的相关性较高、重现性好[37,45]。(二)节省空间:苗期鉴定尤其是水培苗的接种鉴定在培养皿或湿纸巾中进行,无需用培养基质,占用空间少。(三)节省时间:天然培养基接种试验周期一般30～45 d,湿纸巾法7～14 d,而菌碟接种法在最优条

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