山东省部分稻瘟病菌生理小种分析

来源:用户上传      作者:房文文 杨军 薛芳 王海凤 郭涛 金桂秀 张瑞华 刘丽娟 姜艳芳 张焕霞 张士永

　　 摘要：为明确山东稻区稻瘟病菌群体生理小种组成及分布，从山东6个代表性稻区收集的病样中分离到57株稻瘟病菌单孢菌株，并采用离体划伤叶片法接种至7个中国统一鉴别水稻品种。结果表明：57株菌可分为6个群33个生理小种。优势种群为ZA、ZC群，出现频率分别为42.11%、19.30%;其次是ZB、ZE群，出现频率分别为15.79%、12.28%，不含ZD群。优势生理小种为ZE3，出现频率为12.28%，其次是ZG1，出现频率为8.77%。此外，山东不同稻区的稻瘟病菌生理小种的类型及组成不同。本研究初步确定了山东省部分稻瘟病菌群体生理小种结构，为开展针对性抗瘟育种提供了重要科学依据。
　　关键词：山东省;稻瘟病;鉴别品种;生理小种
　　中图分类号：S435.111.4+1（252）  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2020）01-0111-04
　　Abstract To determine physiological races and population distribution of Pyricularia oryzae in Shandong Province， fifty-seven strains of rice blast were isolated from disease samples collected from six major rice growing regions and used to inoculate seven differential rice varieties by wounding detached leaves. The results showed that， the strains could be classified into six groups and thirty-three physiological races. ZA and ZC populations were the dominant ones， and the corresponding occurrence frequencies were 42.11% and 19.30%， respectively. ZB and ZE populations were the next ones with the frequencies of 15.79% and 12.28%， respectively. ZD population was not found. ZE3 was the predominant physiological race with a frequency of 12.28%， followed by ZG1 as 8.77%. In addition， the composition and types of the rice blast physiological races in different rice growing regions of Shandong Province were quite different. The study determined the physiological races and their composition of some P. oryzae populations in Shandong preliminarily， which could provide useful references for breeding resistant varieties to control rice blast.
　　Keywords Shandong Province; Rice blast; Variety identification; Physiological races
　　 稻瘟病是由稻梨孢（Pyricularia oryzae）引起的流行范圍最广、危害最大的水稻病害[1， 2]，在流行年份可减产30%～80%[3， 4]。山东是我国北方重要的优质米生产基地，主要分布在鲁南、鲁西南及黄河沿岸县市。稻瘟病是山东省水稻的主要病害，2014年临沂、日照的部分田块水稻近乎绝产，造成严重损失[5]。目前生产上防治该病最经济有效的措施是种植抗病品种[6]，但由于稻瘟病菌群体小种的变异[7， 8]导致一些水稻品种在种植几年后抗性丧失，而关于山东省稻瘟病菌生理小种类型及变异规律的研究较少。因此，分析山东省稻瘟病菌生理小种的类型，并定期监测山东地区稻瘟病菌生理小种的变异规律，根据菌群动态适时调整抗性水稻品种的选育及布局，能够有效控制稻瘟病的发生。
　　稻瘟病菌生理小种是根据菌株对不同品种的致病性类型即抗病和感病进行划分[9]，日本学者佐佐木率先发现致病性不同的两种生理小种A和B[10]。中国统一鉴别品种是国内使用最普遍的鉴别品种，已使用40余年，在生理小种的鉴定中具有重要作用。
　　本研究拟采用叶片离体划伤接种法[11]，利用中国统一鉴别水稻品种对山东不同地区分离到的单孢菌株进行生理小种的鉴定及分析。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　1.1.1 供试水稻品种 本研究用于稻瘟病菌群体生理小种分析的水稻品种为一套中国鉴别品种，由四丰43、东农363、特特勃、关东51、合江18、珍龙13、丽江新团黑谷（LTH）7 个品种组成。
　　1.1.2 试剂及仪器 2%水琼脂培养基：称取6 g琼脂粉，置于500 mL三角瓶中，加入300 mL去离子水，封口高温高压灭菌。
　　番茄燕麦培养基（1 L）：30～40 g燕麦片，20 g琼脂粉，150 mL番茄汁，850 mL水，分装至三角瓶，121℃湿热灭菌30 min。
　　1000×四环素：50 mg四环素溶于1 mL乙醇，-20℃保存。 　　3.5%次氯酸钠溶液：35 mL 10% NaClO溶于100 mL水。
　　Nikon D90相机，SPX智能型生化培养箱、RXZ-500C-LED人工气候培养箱（宁波江南仪器厂），BCD-290W型立式冰箱（青岛海尔股份有限公司）。
　　1.2 试验方法
　　1.2.1 稻瘟病样采集及单孢分离 2016年分别在山东省济南市、济宁市、临沂市、日照市、东营市、滨州市6个代表性地区采集典型稻瘟病斑病样。挑选典型病斑剪成最小段放入次氯酸钠消毒2 min，无菌水洗干净后平铺至水琼脂板上。显微镜下将病斑上的分生孢子数稀释至一个视野下2～3个，转移至新的水琼脂板上。待分生孢子萌发后，镜检挑取单个孢子放至番茄燕麦培养基培养，得到单孢菌落。将单孢菌株纯化后，选菌落边缘菌丝点接至铺满滤纸片的番茄燕麦平板上，培养5～7 d后将滤纸片揭下放入硫酸纸袋内，干燥完全后-20℃保存。
　　1.2.2 稻瘟病菌培养及接种体制备 将待活化菌株的滤纸片点接到番茄燕麦培养基平板上，26℃光照培养。稻瘟菌接种体制备参考Peng等[12]的方法并稍作调整：菌株培养5 d后涂断菌丝，将细碎菌丝液均匀涂到新的番茄燕麦平板上，待长出肉眼可见的菌丝后，擦断菌丝盖上双层纱布，26℃光照培养48 h，显微镜下可见分生孢子。用Tween 20 （0.025%）将分生孢子洗下，充分混匀后用血球计数板计数，重复3次。用Tween 20调浓度至每毫升菌液105个孢子，作为接种体。
　　1.2.3 稻瘟病菌接种试验 将营养土搅碎装入长方形育苗盘（50 cm×16 cm×5 cm），灌透水，将浸种催芽的水稻种子播种于育苗盘内，每盘播种约100粒，在种子上覆盖一层细土。待水稻长至一叶一心时，每周补施一次复合肥，保持水稻生长茁壮，叶片嫩绿。水稻长至第5叶完全展开时取中部4～5 cm长的叶段，放入湿润的灭菌培养皿内。用细针划伤叶面上表皮，每个叶段划伤3个点，每个点大约2 mm×2 mm，避免刺穿叶片。将分生孢子悬浮液均匀点接在划伤点后黑暗保湿36 h，再转至26℃光照培养。接种大约7 d后，对叶片进行调查并记录发病情况。叶片上无病斑或病斑很小，为黑褐色坏死斑，中心无产孢区，记为抗病反应（R）;病斑较大，中心有产孢区，灰色，边缘褐色或有黄色晕圈，记为感病反应（S）。
　　1.2.4 稻瘟病菌生理小种评价 将各菌株接种鉴别品种的反应型进行统计，小种命名按全国稻瘟病菌生理小种联合试验组制定的统一标准进行划分和评定[13]。优势种群（predominant group）即出现频率较高的种群;优势生理小种（predominant physiological race）指出现频率较高的生理小种。
　　2 结果与分析
　　2.1 稻瘟病菌单孢分离结果
　　将采集的病样进行单孢分离，共得到57株稻瘟病菌。其中滨州8株，东营6株，济南8株，济宁8株，临沂24株，日照3株（表1）。
　　2.2 稻瘟病菌生理小种鉴定
　　将57株稻瘟病菌接种7个中国统一鉴别品种，统计出每株菌对不同鉴别品种的致病性抗感反应型，结果如图1和表2所示。57株菌可分为6个群33个生理小种;其中优势种群为ZA、ZC群，出现频率分别为42.11%、19.30%;其次是ZB、ZE群，出现频率分别为15.79%、12.28%，不含ZD群。优势生理小种为ZE3，出现频率为12.28%，其次是ZG1，出现频率为8.77%。
　　
　　2.3 不同稻区菌株生理小种分布
　　对6个采集地点的菌株进行生理小种分布统计分析，发现不同稻区稻瘟病菌生理小种的类型及其组成不同（表3）。日照菌株分为2个群2个生理小种;东营菌株分为3个群6个生理小种;滨州及济宁菌株均分为3个群7个生理小种;济南菌株分为3个群8个生理小种;临沂菌株分为6个群15个生理小种。
　　5个稻区稻瘟病菌优势种群均为ZA群。小种组成不同，优势小种也不同，滨州地区优势小种为ZC5，出现频率为25.0%;济宁地区优势小种为ZA3，出现频率为25.0%;临沂和日照地区优势小种均为ZE3，出现频率分别为20.8%和66.7%。
　　3 讨论与结论
　　本研究采用的离体接种方法[11]较之前的喷雾接种方法操作简单，耗时少;喷雾法接种的是整株水稻，而采用离体接种法时同一株水稻能够分不同时间进行心叶采集，一次种植的水稻苗可以多次使用。对于分生孢子产量低的稻瘟菌株也可以利用此方法接种菌丝块进行生理小种及致病型的测定。
　　本研究将57株山东省稻瘟病菌划分为6个群33个生理小种，优势种群为ZA和ZC群，其次是ZB和ZE群，不含ZD群。优势生理小种为ZE3，其次是ZG1。此外，不同县市农场获得的稻瘟病菌生理小种的类型及组成不同。徐建第等[14]在2013年将山东省4个地点收集的26个单孢菌株划分为4个种群5个生理小种;优势种群为ZF，优势小种为ZF1。2013年收集的稻瘟菌株以致病力较弱的ZF群为优势种群，而2016年收集的稻瘟菌株以致病力較强的ZA和ZC群为优势种群，这与病样采集方法及采集地点有一定的关系。病样采集应遵循科学的采样方法，在全省主要代表稻区进行定点采集并统一分离单孢菌株。
　　山东省稻瘟病菌小种存在变异，不同年份收集的菌株在生理小种种类、优势小种及优势种群上均存在差异。下一步应继续监测山东省水稻稻瘟病菌群体生理小种的时空动态，结合主栽水稻品种的田间抗瘟性鉴定，指导抗瘟品种育种及田间抗瘟基因的布局，为稻瘟病的绿色防控提供理论支持。
　　参 考 文 献：
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