全 文 :麦类作物学报 2012,32(3):557-562
Journal of Triticeae Crops
小麦品种在西藏的抗条锈性变异监测分析
*?
杨敏娜1,彭岳林1,强小林2,卓 嘎1,刘太国3,陈万权3
(1.西藏农牧学院,西藏林芝860000;2.西藏自治区农牧科学院青稞研究与发展中心,
西藏拉萨850032;3.中国农科院植保所,北京100193)
摘 要:为了解不同小麦品种在西藏的抗锈性表现,于2009-2011年在西藏林芝西藏农牧学院实习农
场,对来自全国小麦条锈病菌变异观察圃的46份已知抗性基因小麦品种、45份生产及后备品种和由西藏农
牧学院保存的26份西藏小麦种质资源(包括生产品种、引进抗源品种及区试材料)进行了田间自然诱发抗条
锈病鉴定。结果表明,在小麦条锈病菌变异观察圃中,46份已知基因品种中33份表现为抗病,3份表现为感
病,10份抗性不稳定;45份生产及后备品种中20份表现为抗病,12份表现为感病,13份抗性不稳定;26份西
藏种质中,22份表现为抗病,3份表现为感病,1份抗性不稳定。调查表明,大部分材料表现出较稳定的抗病
性,但目前在西藏高原麦作区实际生产中应用却较少。为减轻小麦条锈病的发生危害,应进一步加强抗病品
种的选育和推广。
关键词:西藏 ;小麦;条锈菌;品种抗病性
中图分类号:S512.1;S332 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2012)03-0557-06
Monitoring of Variation in Resistance to
Stripe Rust of Wheat Cultivars in Tibet
YANG Min-na1,PENG Yue-lin1,QIANG Xiao-lin2,ZHUO Ga1,LIU Tai-guo3,CHEN Wan-quan3
(1.Tibet Agricultural and Animal Husbandry Colege,Linzhi 860000,China;2.Huless Barley Research and
Development Center,Tibet Academy of Agriculture and Animal Husbandry Sciences,Lhasa 850032,China;
3.Institute of Plant Protection,CAAS,Beijing 100193,China)
Abstract:The resistance to stripe rust of 46cultivars with known resistant genes,45reserved resist-
ance varieties and 26Tibet wheat accessions as wel as Mingxian169,the susceptible control,were in-
vestigated in natural infection in Tibet Agricultural and Animal Husbandry Colege during 2009-
2011.The result indicated that among the 46cultivars with known resistant genes,33cultivars
showed resistance and 3showed susceptible,another 10cultivars showed instability on resistance to
stripe rust in the two consecutive years;among the 45reserved resistance varieties,20varieties
showed resistance,12varieties showed susceptible and 13varieties showed instability on resistance to
stripe rust in two years;and among the 26Tibet wheat accessions,22accessions showed resistance
which accounted for 84.61%,1accession showed unstable resistance and 3accessions showed suscep-
tible in the two investigation years.This investigation indicated a number of resistant materials pres-
ented in those wheat germplasm,but which have not been used in breeding programs in Tibet.Breed-
ing for resistance and utilization of resistant varieties should be enhanced to reduce the damage by
wheat stripe rust.
Key words:Tibet;Triticum aestivum;Puccinia striiformis west.f.sp.tritic;Cultivar resistance gene
to stripe rust
*收稿日期:2011-12-18 修回日期:2012-02-24
基金项目:国家自然科学基金项目(30960214);教育部211工程师资队伍建设项目(SZRC-211-12)。
作者简介:杨敏娜(1978-),女,博士,副教授,主要从事小麦条锈病和抗病分子遗传学研究。E-mail:ymn0919@163.com。
小麦条锈病是小麦上最重要的病害之一,流
行速度快,发生范围广,危害十分严重。该病在世
界范围内均有发生,在我国发生尤为严重[1-2]。由
于引起该病的小麦条锈菌(Puccnia striiformis
West.f.sp.tritici)的高度变异性和抗病品种抗源
的单一化,常常造成大面积推广品种的抗锈性“丧
失”,特别是毒性谱更宽的条中32号、条中33号
等小种的出现,导致生产上的大部分优良主栽品
种抗性“丧失”,造成全国范围内的品种更换[3-5]。
选育并使用抗病品种,是防治小麦条锈病最经济
有效的措施[6-9]。
西藏高原极其独特的生态环境、气候条件对
麦类作物条锈病的发生极为有利,使得其具有独
特的发生规律[10-11]。就小麦条锈菌分布而言,西
藏高原东、南部是主要的发病区。位于藏东南雅
鲁藏布江下游的林芝地区是西藏麦类作物条锈菌
的最适越夏区,也是小麦条锈病常发区和易发区,
自20世纪80年代以来,小麦条锈病在该地区年
年流行危害。常年发病面积达3 300hm2,常年病
田率达50%~80%,严重度达30%~100%,病情
指数为10~50以上,每年因条锈病危害约减产
500万kg,甚至更多,严重影响小麦生产。但长
期以来,由于地理位置和交通等方面的原因,西藏
地区小麦条锈病的相关研究整体滞后于我国其他
省份,小麦品种在西藏的抗病性监测自王宗
华[12-13]于20世纪90年代初期研究后鲜有报道,
笔者拟以2009-2011年全国小麦条锈病菌变异
观察圃材料及从西藏各地收集的种质材料为研究
对象,通过田间自然诱发抗病性调查监测,明确其
对西藏小麦条锈菌的抗病性,以期为西藏小麦品
种的合理布局、抗源材料的引进及育种亲本的选
育提供科学的参考依据。
1 材料与方法
1.1 供试小麦材料
参试的46份已知抗性基因小麦品种、45份
生产及后备品种为2009-2011年全国小麦条锈
病菌变异观察圃材料,由中国农科院植保所繁殖
和提供,26份西藏小麦生产品种、引进抗源品种
及区试材料由西藏农牧学院植物科学学院收集、
保存和繁殖。
1.2 田间抗病性鉴定
试验于2009-2011年在西藏农牧学院植物
科学学院实习农场(N:29°40′24.1,E:94°20′
23.6″,海拔3 002m)内进行,年平均气温8.5℃,
年均气温日较差12.4℃,积温2 000~2 200℃,
年降水量654.1mm,无霜期160~180d。按照
全国小麦条锈病菌变异观察圃统一方法设置小麦
条锈病试验观察圃,将134份变异观察圃材料,以
及西藏小麦生产品种、区试材料和引进抗源材料
分行播种,行长2m,行距0.33m。在观察试验
圃周围播种3行高度感染条锈病的铭贤169作为
诱发行。于条锈病发病盛期分别记载各参试品种
(系)的反应型、普遍率和严重度,反应型按0、0;、
1、2、3和4六级标准记载,其中0~2级为抗病
(R),3~4级为感病(S),普遍率指小麦发病叶片
数占调查总叶片数的百分率,严重度按0、1%、
5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、60%、
70%、80%、90%、100%十四级划分。
2 结果与分析
2.1 变异观察圃材料在西藏的抗病性表现
2.1.1 已知抗性基因小麦品种的发病情况
已知抗性基因小麦品种的抗病性监测结果见
表1。46份材料中,连续两年都表现抗病的有33
份,连续两年都表现感病的有3份,抗病性不稳定
的有10份。在连续两年都表现抗病的33份材料
中,Moro(含 Yr10/Mor)、Clement(含 Yr9/
Cle)、Hybid46(含Yr3-4b/H46 )、Carsten V(含
Yr32 )、T.spelta album(含Yr5 )等5份材料自
1985年至今一直保持优良的抗性[13],是值得利用
的优良抗源。在抗病性不稳定的10份材料中,
2009年表现抗病而2010年表现感病的材料有7
份,2009年表现感病而2010年表现抗病的材料
有3份。抗性不稳定可能是品种-小种-环境 (年
度 )互作的结果,有待继续观察监测。
2.1.2 生产及后备品种的发病情况
生产及后备品种的抗病性监测结果见表2。
连续两年都表现抗病的有20份,连续两年均感病
的有12份,抗病性不稳定的有13份。在连续两
年都表现感病的12份材料中,白蚰包、尤皮2号
及早洋等3个品种与王宗华等[13]的结果相同。
抗病性不稳定的13份材料中,早熟1号、欧柔、无
芒4号以及平原50等4份材料在2009年表现感
病,与王宗华等[13]的结果相同,但2010年表现出
不同程度的抗病性,反应型由中感(反应型3)变
·855· 麦 类 作 物 学 报 第32卷
为中度抗病(反应型2),并且严重度和普遍率均
下降;京东8号在2009年表现免疫(反应型0),
2010年表现为中度感病(反应型3),这与其在20
世纪90年代的抗病性始终表现为感病相一致。
此外,中四(无芒)、鄂麦14、陇原935等品种在监
测两年间均表现出了优良的抗病性(反应型0),
是值得利用的优良抗源。
表1 已知抗性基因小麦品种的条锈病发生情况
Table 1 Resistance of cultivars with known resistant genes to stripe rust in Tibet
材料名称 所含抗条锈病基因
2009
严重度/% 反应型 普遍率/%
2010
严重度/% 反应型 普遍率/%
抗病性
变异
AvocetS*6/Yr1 Yr1 1 1 8 20 3 80 R-S
AvocetS*6/Yr5 Yr5 1 1 5 40 3 80 R-S
AvocetS*6/Yr6 Yr6 1 1 4 30 3 80 R-S
AvocetS*6/Yr7 Yr7 1 1 6 5 2 1 R
AvocetS*6/Yr8 Yr8 1 1 7 5 1 50 R
AvocetS*6/Yr9 Yr9 1 2 3 10 2 90 R
AvocetS*6/Yr10 Yr10 0 0 0 1 1 1 R
AvocetS*6/Yr15 Yr15 0 0 0 0 0 0 R
AvocetS*6/Yr17 Yr17 1 1 3 1 1 1 R
AvocetS*6/Yr18 Yr18 5 2 80 10 3 90 R-S
AvocetS*6/Yr24 Yr24 0 0 0 0 0; 1 R
AvocetS*6/Yr26 Yr26 0 0 0 1 1 5 R
AvocetS*6/Yr27 Yr27 0 0 0 1 1 1 R
AvocetS*6/Yr32 Yr32 1 1 3 5 2 25 R
AvocetS*6/YrSp YrSp 1 1 2 1 2 1 R
Chinese 166 Yr1 50 3 90 30 4 70 S
Lee Yr7/Yr22/Yr23 5 2 1 1 2 1 R
Heines kolben Yr2/Yr6 0 0 0 0 0 0 R
Vilmorin23 Yr3a/YrV23 30 2 30 10 3 35 R-S
贵农22 Yr10 0 0 0 0 0 0 R
Moro Yr10/YrMor 0 0 0 0 0 0 R
Strubes Dickkopf Yr25/YrSD 20 2 10 10 3 80 R-S
Clement Yr9/YrCle 0 0 0 5 2 1 R
Alba YrAlba 5 1 1 1 2 1 R
Compare Yr8/Yr19 60 3 100 10 3 15 S
Carsten V Yr32 1 1 50 1 1 20 R
Spaldings Prolifc YrSpP 1 1 5 1 2 1 R
T.spelta album Yr5 0 0 0 0 0 0 R
Hybrid 46 Yr3/Yr4b/YrH46 0 0 0 1 2 1 R
Heines VII Yr3a/Yr2/YrVⅡ 80 4 100 1 2 1 S-R
Mega Yr12/Yr Mega 0 0 0 0 0 0 R
Maris Huntsman Yr2/Yr4/Yr13 1 1 1 0 0 0 R
Cappele Desprez Yr3a/Yr4a/Yr16 60 3 35 1 2 1 S-R
VPM1 Yr17 0 0 0 0 0 0 R
Renan 1 1 2 0 0 0 R
C591 Yr591 1 1 2 0 0 0 R
Anza Yr18/YrA/YrH 1 1 5 0 0 0 R
Selkirk Yr27/YrSelk 1 1 1 1 2 4 R
Opata 85 YrSk 0 0 0 1 1 1 R
Trident Yr17 0 0; 4 1 2 3 R
Hugenoot Yr25 5 1 10 5 3 50 R-S
Pavon 76 Yr17/Yr29 10 2 70 5 2 10 R
Palula Yr30 5 1 75 1 2 2 R
抗引655 YrKy1/YrKy2 10 2 10 1 2 1 R
水源11 YrSu 80 4 100 0 0 0 S-R
洛夫林10 Yr9 30 3 80 10 3 15 S
R:2009和2010年都抗病;S:2009和2010年都感病;R-S:2009年抗病,2010年感病;S-R:2009年感病,2010年抗病。下表同。
·955·第3期 杨敏娜等:小麦品种在西藏的抗条锈性变异监测分析
表2 西藏小麦生产及后备品种的条锈病发生情况
Table 2 Resistance of reserved resistance varieties to stripe rust in Tibet
材料名称
2009
严重度/% 反应型 普遍率/%
2010
严重度/% 反应型 普遍率/%
抗病性变异
白蚰包 80 3 100 90 4 5 S
早熟1号 80 3 100 5 2 1 S-R
尤皮2号 40 3 100 10 3 20 S
早洋 70 4 100 5 3 10 S
欧柔 30 3 100 1 2 6 S-R
玉皮 70 3 100 40 2 50 S-R
钱保德 20 1 100 1 2 1 R
中四(无芒) 0 0 0 0 0 0 R
无芒4号 50 4 80 1 2 2 S-R
平原50 40 3 100 1 2 1 S-R
洛夫林13 30 3 75 1 2 1 S-R
高加索 5 2 28 1 2 1 R
山前麦 30 3 88 20 4 50 S
阿芙乐尔 50 3 90 10 3 40 S
F49-71 80 4 100 10 3 45 S
PKBL 50 3 100 1 2 1 S-R
Triumph 64 70 3 100 10 2 20 S-R
McNair 701 90 4 100 5 3 30 S
Reichersberg 42 0 0 0 1 1 1 R
Kalyansona Yr2 5 2 6 1 2 5 R
Trident Yr17 0 0; 4 1 2 3 R
铭贤169×6/Yr5 1 1 2 1 2 1 R
铭贤169×6/Yr10 90 4 100 5 3 15 S
Suwon85 40 3 60 5 3 16 S
晋太170 5 1 20 0 0 0 R
晋麦47 5 2 10 40 4 70 R-S
鄂麦14 0 0 0 0 0 0 R
陕229 1 1 2 1 2 1 R
陇原935 0 0 0 0 0 0 R
京冬8号 0 0 0 20 3 10 R-S
西峰20 1 1 1 1 3 1 R-S
Ulka/8CC 5 1 48 1 3 4 R-S
Khapli/8CC 50 3 100 10 3 40 S
Armada 0 0 0 1 2 1 R
Chancelor 80 4 100 30 4 90 S
保丰104 40 3 84 5 3 10 S
京双16 1 2 1 1 2 8 R
扬麦5号/Sub.6v 0 0 0 1 2 1 R
阿夫 1 1 3 1 2 1 R
扬麦158 5 2 5 10 3 30 R-S
绵阳28 0 0 0 0 0 0 R
皖麦19 0 0 0 10 2 10 R
川00062 0 0 0 1 2 1 R
川育55871 0 0 0 1 2 1 R
川3023 0 0 0 0 0 0 R
2.2 西藏小麦生产品种、引进抗源品种及区试材
料在西藏的抗病性表现
供试的26份生产品种、引进抗源品种及区试
材料连续两年的田间抗病性调查见表3。其中两
年均为免疫(反应型0)的有9份,占材料总数的
34.61%;两年均表现高抗(反应型1)的有3份,
占供试材料的11.54%;两年均表现中抗(反应型
2)的有10份,占供试材料的38.46%;有1份材
·065· 麦 类 作 物 学 报 第32卷
料(W131-08)由2009年的中抗(反应型2)变为
2010年的中度感病(反应型3);3份材料两年都
表现感病(反应型3~4),占材料总数的11.54%。
抗性表现为免疫的品种大多为引进抗源品种,其
中,Sperber、Luding、Bussard、小 黑 麦 99-11、
Tars、Ritmo等引进抗源品种自引入西藏以来至
今一直表现优良的抗病性[14],是育种上值得利用
的材料;大多数区试材料的抗病性不够强,其中部
分材料具有成株抗病性,这些品种(材料)的相关
遗传分析研究正在进行中。
表3 西藏部分小麦生产品种、区试材料和引进抗源品种在西藏的抗条锈表现
Table 3 The resistance of Tibet wheat accessions to stripe rust in Tibet
材料名称
2009
严重度/% 反应型 普遍率/%
2010
严重度/% 反应型 普遍率/%
抗病性变异
引进抗源品种
Bussard 0 0 0 0 0 0 R
硬粒小麦294 0 0 0 0 0 0 R
陇麦16 0 0 0 0 0 0 R
筱麦1号 0 0 0 0 0 0 R
Sperber 0 0 0 0 0 0 R
Luding 0 0 0 0 0 0 R
东农92-5691 5 2 16 5 2 18 R
小冰麦8806 0 0 0 0 0 0 R
小黑麦99-11 0 0 0 0 0 0 R
东农122 5 2 8 5 2 10 R
高原602 10 2 2 15 2 1 R
小冰麦33 1 2 2 1 2 5 R
Zentes 1 2 1 1 2 2 R
巴萨得 1 1 1 1 1 1 R
Tarso 0 0 0 0 0 0 R
Ritmo 1 1 1 1 2 1 R
Astrom 5 2 3 1 2 3 R
区试材料
Ta98100 1 1 3 1 1 4 R
W36-08 1 2 20 5 2 40 R
22455 10 3 20 10 3 15 S
W131-08 5 2 10 15 3 14 R-S
981551 5 2 1 5 2 3 R
2003016 1 2 3 5 2 9 R
2001-20081153 5 2 4 1 2 8 R
970655 10 3 11 15 3 10 S
生产品种
肥麦 20 3 50 40 4 90 S
铭贤169(对照) 100 4 100 100 4 100 S
3 讨 论
3.1 小麦品种(系)抗条锈性变异因素分析
试验结果表明,AvocetS*6/Yr24在西藏
两年的试验监测中均表现免疫,而该品种在四川
的抗病性表现为中抗-中感[15],这可能与两个地
区小麦条锈菌生理小种的结构不同有关(西藏与
四川有着密切的菌源交流,但西藏地区小麦条锈
菌组成有其独特性,将另文报道)。此外,王宗
华[13]1985-1989年的观察结果表明,已知基因品
种 Heines Kolben在西藏表现为感病,1990-
1991年表现为抗病。本研究结果表明,Heines
Kolben具有优良的抗性。本试验中,参试品种大
多数在两年间的抗病性表现一致,少数品种的抗
病性发生了变异,经初步分析,可能因为不同年度
间品种、小种、环境的相互作用最终影响到品种的
抗病性,落实到本试验其影响因素主要是小麦条
锈菌生理小种类型丰富且不同年度间生理小种的
毒性结构不同。
“全国小麦品种抗锈性变异观察圃”自2008
·165·第3期 杨敏娜等:小麦品种在西藏的抗条锈性变异监测分析
年在西藏设立后,林芝试验点的工作起到了监测
小麦条锈菌生理小种组成及其变异的作用,明确
了品种抗病性变异以及引进抗源的抗病性表现
等,也丰富了全国锈病研究的内容,值得今后连续
监测,以加强病原菌变异动态的监测和预警。
3.2 西藏小麦条锈病的防治策略
根据本试验的调查结果,仅有部分品种表现
出较稳定的抗病性,鉴于一些含Yr10、Yr5、Yr6
的品种以及四川育成的绵阳系列、川系列等品种
的抗病性也在逐渐变弱,因此,这些品种不应该在
西藏地区大面积种植。目前西藏小麦的主要栽培
品种是肥麦及其后代衍生品种,如日喀则10号、
54号,由于条锈菌生理小种毒性结构的变化,使
这些品种渐渐丧失抗病性而变为感病品种,给条
锈菌的越冬、越夏和菌量的积累提供了有利的物
质基础,最终导致条锈病在温、湿度条件适宜的林
芝地区长年发生流行。针对这种情况,目前的当
务之急是加快调整品种布局,尽量压缩感病品种
面积,积极推广种植抗病品种和提高生产品种抗
病基因的丰富度。
此外,应在掌握现有小麦品种抗、耐病性的基
础上实行品种布局多元化,尽量避免同一品种或
具有相同(似)抗性基因的品种连片大面积种植,
从而减轻条锈菌生理小种的定向选择压力,延长
抗病品种的使用寿命,并及时准确地监测小麦条
锈菌生理小种消长动态,合理利用抗病基因,培育
抗病性更加持久的品种。抗锈育种应加强对小麦
品种不同类型抗源的开发与研究,加强远缘及持
久抗锈品种的选育,广泛应用含有成株抗条锈基
因Yr12、Yr14、Yr16 和Yr18 的抗源。
当前,西藏本地的生产品种大部分已经丧失
了对条锈菌的抗病性,本研究表明西藏部分引进
抗源品种及区试材料表现出较稳定的抗病性,并
且农艺性状优良,应进一步加快对这些抗病品种
的推广种植。
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·265· 麦 类 作 物 学 报 第32卷