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

��下仅为5 d。(四)可随时进行:苗期鉴定不受小麦生育期限制,可以随时进行,一年内可以进行多次鉴定。基于这些优势,目前小麦茎基腐病抗性鉴定大都采用苗期温室鉴定方法。

但是苗期鉴定也有明显的不足,与大田鉴定结果相比,苗期鉴定结果发病情况更加严重。原因可能是温室的温度、湿度等条件均适宜病菌侵染与病害发展,加上温室的幼苗生长快、长势较弱,导致植株易感病且发病较重,只有抗病性好的种质才能被鉴定出来,而抗病性较弱的种质不能被鉴定到,这就容易忽视育种中有价值的中抗或中感种质[45],其鉴定结果也与田间自然条件下发病情况存在一定的差异[41]。

2.3.2 成株期抗性鉴定的必要性与不利条件

尽管苗期鉴定应用广泛,田间的多年鉴定也是必要的[41]。主要原因是茎基腐病病原菌的侵染并不局限于某个特殊的时期、在整个生育期内均可发生[6]。苗期受侵染在成株期的表型与成株期才受到侵染的表型是否一致尚不明确[41],所以成株期鉴定是非常必要的。然而成株期鉴定尤其是大田鉴定往往受诸多不利因素的限制。(1) 重复性差:诸多环境条件如土壤类型、栽培措施、气象因子等都会影响发病程度[37,45],还有其他致病菌如小麦根腐病菌(Bipolarissorokiniana)、全蚀病菌(Gauemannomycesgraminis)、纹枯病菌(Rhizoctoniacerealia)等的污染与互作也影响茎基腐病的发生发展,特别是气象因子在不同年点间存在较大差异,所以,基于大田的鉴定结果往往不稳定[5],因此基于大田表型的抗茎基腐病QTL定位结果报道较少。(2) 周期长:茎基腐病成株期抗性鉴定一年只能进行一次,而且需要较大的面积[4,17],对大量材料的鉴定存在一定的困难。(3) 发病程度不充分:大田环境特别是气象条件如果不适宜病原菌定殖和繁衍,在很大程度上影响病情发生发展[51],因此与室内苗期抗性鉴定结果相比,田间成株期发病程度普遍较轻。

2.3.3 苗期抗性评价成株期抗性的可行性与局限性分析

小麦茎基腐病苗期抗性与成株期抗性具有较高的相关性[13,38]。如Wildermuth等[37]和Mitter等[5]分别对28个和16个澳大利亚小麦品种进行苗期、成株期抗性鉴定,结果显示,苗期抗性与大田抗性鉴定结果呈高度正相关(r=0.78～0.98);冀春雨[39]对中国58个冬小麦品种进行鉴定,发现大田与温室的抗性结果基本一致。由于苗期室内鉴定条件易控制、发病一般较重,室内鉴定的部分抗病品种在大田中表现出良好抗性[15,36]。这些结果为利用苗期抗性评价成株期抗性奠定了基础,这可能也是目前茎基腐病抗性鉴定普遍采用苗期鉴定的主要原因。

也有不少研究结果表明,苗期抗性与成株期抗性相关性不高,一些苗期抗性良好的品种在成株期抗性较差[5],而一些苗期感病的种质在成株期表现为抗病[4],如苏麦3号在苗期对茎基腐病病原菌表现为高感,而在成株期表现为抗病[42]。另外,在不同的年份或不同试验方法鉴定中,同一品种对茎基腐病的抗性也会有明显差异[52-53]。Yang等[33]研究发现,源于Lang/CSCR6的RIL群体的苗期抗性与大田成株期抗性的相关性只有0.44,基于大田鉴定检测到2个QTL,只有4B染色体上效应小的QTL在苗期鉴定数据中能检测到,而3B染色体上效应大的QTL却没有检测到,这与Poole等[46]研究中“苗期与成株期的抗茎基腐病QTL不一致”的结论相符。可见,以苗期抗性鉴定结果预测成株期抗性有一定的局限性,这可能是苗期和成株期抗茎基腐病的遗传位点不完全相同[42]。作物对病害的苗期抗性和成株期抗性存在差异,这在小麦条锈病等病害中也有类似报道[54]。

可见,虽然苗期鉴定是当前茎基腐病抗性鉴定的主要方法,但是为了更客观评价小麦品种的茎基腐病抗性,经苗期抗性鉴定筛选出的抗病材料仍需要进一步进行多年多点的成株期抗性接种鉴定。

3 目前鉴定方法存在的主要问题

目前小麦茎基腐病抗性鉴定方法多样,但是操作简便、结果稳定、快速、高通量的方法缺乏,一定程度上制约了小麦抗茎基腐病育种的效率。

3.1 缺乏统一的标准

小麦茎基腐病抗性鉴定工作虽然一直在持续进行,但是国内外的研究大多不够深入,缺乏统一标准的鉴定方法[5],不同研究者采用不同的方法、对同一个种质的鉴定结果不一致。如陆宁海等[41]于2015年采用天然培养基(小麦)接种和病情指数法评价44个小麦品种的苗期抗性,发现百农207在苗期中抗茎基腐病;于2016年以同样的接种方法和病情指数法评价19个小麦品种的抗性,发现百农207在苗期中感茎基腐病[30]。而冀春雨[39]采用茎基部滴注法进行鉴定,发现百农207在苗期高感茎基腐病。因此,由于缺乏统一的鉴定方法和评价标准,导致不同学者的抗病鉴定结果不同,给小麦茎基腐病研究及育种工作者带来一定的困难。

3.2 不利于高通量检测

多数现有的小麦茎基腐病抗性鉴定方法由于缺乏重复性和不适合高通量筛选,而不能有效评估育种中大量新品系的抗性[37,45,48]。如Mitter等[5]提出的茎基部滴注法,需要在相同的位置接种每株幼苗,接种后还要留出足够的空间容纳植株;小烧杯法、套菌碟法有利于快速发病[29,41],但是由于每株幼苗都要套菌碟或插入培养基中、操作起来比较麻烦、耗时长,主要用于致病菌毒性测定;天然培养基接种法应用居多,但是需要土培盆栽,占用较大的空间且鉴定所用的时间较长,不同研究者所用土壤介质也较难统一,导致试验结果会存在一定的误差[4,44,48]。

4 关于小麦茎基腐抗性鉴定的建议

针对目前茎基腐病抗性鉴定方法多样、不同学者鉴定结果无法相互比较、同一种质因鉴定方法不同而结果不一致的现象,提出2点建议,以期为准确鉴定小麦茎腐病抗性提供有用信息。

4.1 加强苗期抗性鉴定的标准化

苗期鉴定快速高效、重复性强,又能在一定程度上反映成株期抗性,可以从接种方式、植株培养条件、记载评价等方面建立国际认可的标准鉴定方法,从而使不同的鉴定结果能够相互比较。

接种方法:现有的苗期接种鉴定方法一般都可以区分抗、感品系,从高通量的角度考虑,孢子液浸泡法和天然培养基接种法比较可行。鉴定过程中,幼苗何时处理、孢子液浓度、使用前是否添加吐温(Tween)[36]或甲基纤维素(Methyl cellulose)[44]等辅助剂以及浸泡时间等关键环节要有明确的标准。经过不少学者的努力,已初步建立了孢子液浸泡的接种程序:催芽2～3 d的萌发种子,在浓度为1×105～5×106个·mL-1的孢子液中(加吐温20,0.1% v/v)浸泡1～2 min,然后移栽,黑暗保湿24或48 h[33-34,50],如果是大田播种,则在播种前 2 d用吐温20浸泡处理,晾干后播种[46]。天然培养基接种法的培养基以病小米粒[4,32]或小麦粒[41-42]较多,病谷粒于播种时放在种子上方[4,37,46]或一叶一心至三叶期时放在苗基部

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