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河南省近年审定小麦品种抗病性评价

 洋溢九洲 2022-12-03 发布于河南

各位老师,大家好!我是河南省农业科学院小麦研究所的曹廷杰,今天有幸代表“一麦众承”3号“麦动中原”组值日。本组成员有李文旭老师(河南省农业科学院河南省作物分子育种研究院)、苌收伟老师(安阳市天禾农作物科学研究所)、张福彦老师(河南省科学院同位素研究所)、刘保华老师(河北省邯郸市农业科学院)、闫文利老师(中国农业科学院棉花研究所)、桑伟老师(新疆农垦科学院作物研究所)、路则府老师(中国农业科学院作物科学研究所)、王书平老师(长江大学农学院)、李景辉老师(河南科技学院)、孟倩老师(陕西荣华农业科技有限公司)。

首先感谢 “一麦众承”这个平台,给大家提供了更多的学习交流机会,通过近一年的学习,受益良多。本人长期从事品种利用研究,向各位老师汇报一下河南省近年来审定品种的抗病性情况,若有不当之处,请大家批评指正。

前言

河南省是我国小麦主产区,常年种植面积在533.3万hm2以上,小麦播种面积、总产、单产均居全国首位,对全国粮食生产和国家粮食安全起着重要作用。近年来,随着气候和耕作方式的改变,小麦一些主要病害(条锈病、赤霉病、叶锈病、白粉病和纹枯病)发生已成常态,对河南小麦生产形成较大威胁。小麦条锈病是河南麦区的第一大病害,1990、2002、2017年河南省大流行,分别造成5.5亿kg、1.4亿kg、2.0亿kg的产量损失,危害严重,因此在河南省小麦品种审定中,对达不到条锈病抗性要求的品种实行一票否决制。小麦赤霉病曾是我国长江中下游麦区和东北春麦区主要流行性病害,在20世纪70年代以前,赤霉病在河南省麦区仅零星发生,1985年全省大流行,进入2l世纪以来,全省小麦赤霉病发生范围逐步扩大,中度以上流行年份频率提高,目前已经成为河南省小麦生产上的主要病害之一。小麦叶锈病是河南省的常发性病害,发病早,危害时期长,2000-2015年,年均发生面积86.1万 hm2,其中2015年达183.2万hm2,对小麦生产造成了严重损失。由于矮秆品种、半矮秆品种的大面积种植以及主栽品种的抗源单一化和白粉病菌系的变化等原因, 小麦白粉病危害日趋严重,目前已成为河南省小麦生产上急待解决的重大灾害性问题之一。近年来小麦纹枯病的发生呈逐年加重的趋势,严重威胁着小麦的高产稳产,一般病田减产10%左右,重病田减产可达40%以上,甚至绝收。

选育和利用抗病品种是防治小麦病害最经济、有效和环境安全的方法。因此,通过对近10年来河南省审定小麦品种的抗病性进行系统分析,明确河南省审定小麦品种对小麦主要病害的抗性现状和演变趋势,为河南省小麦抗病育种、品种合理利用、病害综合防控提供理论依据。

1 材料及数据来源

供试材料为2011年以来参加河南省冬水组、春水组、南部组、旱地组、优质强筋组和抗赤霉病组区域试验并通过审定的302个小麦品种。品种的抗病性鉴定结果由河南省农业科学院植物保护研究所提供,病害为河南省小麦品种审定鉴定病害,包括:条锈病、叶锈病、纹枯病、白粉病和赤霉病,每个品种均安排两年抗病性鉴定试验,每种病害的鉴定结果按发病最重年份记载。

结果与分析


表1 2011-2020年河南审定小麦品种对条锈病和叶锈病的抗性水平

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2.1供试小麦品种对条锈病的抗性分析

供试的302个小麦品种中对条锈病表现高抗的品种有12个(中育9307、周麦32、郑麦103、囤丰809、金丰205、禾丰3号、驻麦305、农麦22、郑品麦26号、中原丰1号、军麦518、禾麦53),占供试品种的4.0%,其中2011、2012、2015、2016年审定品种中均未高抗条锈病品种;表现中抗的品种有28个,占供试品种的27.2%;表现中感的品种有208个,占供试品种的68.8%;河南省小麦品种审定中,对高感条锈病品种实行一票否决制,因此审定品种中无高感条锈病品种(表1)。高抗条锈病品种的抗病基因主要来自于周麦9号或周8425B,抗源比较单一。

2.2供试小麦品种对叶锈病的抗性分析

在供试的302个小麦品种中,无对叶锈病表现高抗的品种;表现中抗的品种有25个,占供试品种的8.3%,其中2011和2012年表现中抗的品种分别为4和10个,分别占当年审定品种总数的44.4%和62.5%,2013年之后中抗品种比例呈现出下降的趋势;表现中感的品种有199个,占供试品种的65.9%;表现高感的品种有78个,占供试品种的25.8%, 2011-2016年连续6年审定的品种中仅有1个对叶锈病表现高感的品种,2017年以后审定品种中高感叶锈病品种数量呈现出逐年增加的趋势,其中2020年对叶锈病表现高感的品种数量达到29个,占当年审定品种总数的56.9%(表1)。

2.3供试小麦品种对纹枯病的抗性分析

在供试的302个小麦品种中,对纹枯病表现高抗的品种仅有1个(遂麦139,2019年通过河南省审定),占供试品种的0.3%;对纹枯病表现中抗的品种有16个,占供试品种的5.3%;表现中感的品种有216个,占供试品种的71.5%;表现高感的品种有69个,占供试品种的22.8%,2011-2016年连续6年审定品种中无对纹枯病表现高感品种,2017年以后高感品种占比呈增加趋势,其中2019年对纹枯病表现高感的品种有16个,占当年审定品种总数的47.1%(表2)。

表2 2011-2020年河南审定小麦品种对纹枯病和白粉病的抗性水平

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2.4供试小麦品种对白粉病的抗性分析

在供试的302个小麦品种中,无对白粉病表现高抗的品种;对白粉病表现中抗的品种有46个,占供试品种的15.2%;表现中感的品种有235个,占供试品种的77.8%;表现高感的品种有21个,占供试品种的7.0%,2016年以后高感品种占比呈逐年增加的趋势(表2)。

2.5供试小麦品种对赤霉病的抗性分析

在供试的293个小麦品种中,无对赤霉病表现高抗的品种;表现中抗的品种仅有1个(方裕麦66,2019年通过河南省审定),占供试品种的0.3%;表现中感的品种有13个,占供试品种的4.4%,2012-2016年连续5年审定品种中均未对赤霉病表现中感及以上抗性品种,2017年以后中感品种占比呈增加趋势;表现高感的品种有279个,占供试品种的95.2%,近4年来高感品种占比呈下降趋势(表3)。

2.6供试小麦品种兼抗多种病害分析

在供试的302个小麦品种中,无表现兼抗3种以上病害的品种,兼抗3种病害的品种有2个,仅占供试品种的0.7%,这两个品种是宛麦20(2011年通过河南省审定,中抗条锈病、叶锈病和纹枯病)和天民304(2018年通过河南省审定,中抗条锈病、叶锈病和白粉病);兼抗2种病害的品种有35个,占供试品种的11.6%,近10年来该占比呈下降趋势。

表3 2011-2020年河南审定小麦品种对赤霉病的抗性水平

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3 结论与讨论

小麦条锈病、赤霉病、叶锈病、白粉病和纹枯病是河南省小麦生产上的主要病害,也是河南省小麦品种区域试验鉴定病害,近年来呈现出重发、叠发态势,严重影响着当地的小麦产量和品质。在小麦区域试验抗病性鉴定过程中,由于受气象环境等因素影响,同一病害年际间发生严重程度不同,导致品种连续2年5个病害的鉴定结果并不完全一致,根据河南省小麦品种审定管理办法规定,当某一病害两年鉴定结果不一致时,以发病最重年份的鉴定结果为准。

本研究以2011年以来河南省审定的小麦品种为研究对象,系统地分析了河南省小麦品种的抗病性水平和变化趋势。结果表明,河南省审定小麦品种对赤霉病的抗性较差,95%以上品种表现高感,但近年来高感品种比例呈下降趋势,表现中感到中抗的品种比例增加,其主要原因是河南省从2016年开始启动抗赤霉病区域试验,对赤霉病表现中感及以上抗性的小麦品种降低区试产量标准审定,通过系谱分析发现,具有抗性品种的抗病基因主要来自西农979、宁麦13、扬麦11、洛麦21和天民198等小麦品种,抗源比较广泛。

审定小麦品种对条锈病的抗性较好,且抗性品种比例呈增加趋势,究其原因主要有两个:一是河南省曾出现过几次条锈病大流行,产量损失严重,育种工作者在品种选育时加大了对条锈病的选择压力,选育出抗条锈病新品种,二是河南省小麦品种审定标准中规定对高感条锈病品种实行一票否决制,高感条锈病品种在区域试验阶段已被淘汰;通过系谱分析,抗条锈病品种的抗病基因主要来源周麦9号或周8425B,抗病基因单一,生产上利用时存在被新的致病小种克服的风险。

审定小麦品种对叶锈病、白粉病和纹枯病的抗性水平一般,高抗品种比例少,中抗品种比例在10%左右,中感品种超过65%,高感品种比例呈逐年增加的趋势,在今后的品种选育过程中,育种工作者在品种选育过程中应引起高度重视。兼抗多种病害的品种少,在新品种选育过程中应聚合多种抗病基因,提高品种的综合抗病能力。

总的来看,近10年来河南省审定小麦品种的整体抗性水平不高,特别是对赤霉病的抗性水平较低,兼抗多种病害的品种数量较少,抗病品种抗源单一,对河南省小麦生产存在较高的潜在风险。今后在品种选育过程中应增加对抗病性的选择压力,加强种质资源创新,拓宽抗病资源渠道,聚合不同病害抗病基因,选育出多抗小麦新品种,同时要做好小麦病害的防控工作。

作者简介:曹廷杰,男,1977年生,博士,研究员,2000年至今在河南省农业科学院小麦研究所从事小麦品种利用和遗传育种工作。

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