水稻细菌性条斑病抗性新品系的创制及其农艺性状分析

【目的】创制水稻细菌性条斑病抗性新品系,为进一步培育抗细菌性条斑病水稻新品种提供核心种质材料。【方法】通过多代回交、自交,结合分子标辅助选择技术和GSR40K芯片检测,以来自孟加拉国含抗细菌性条斑病Xo2基因的稻种资源BHADOIA 303为供体,以优良籼稻品种五山丝苗为受体,培育抗水稻细菌性条斑病株系,并分别通过田间成株期人工喷雾法和浸入法接种鉴定这些株系的抗病性,评价其农艺性状。【结果】分子标记和GSR40K芯片检测表明最终获得稳定携带Xo2基因片段的10个新品系(BC4F5);无论是喷雾法接种还是渗入法接种,导入抗病基因的株系和五山丝苗对细菌性条斑病的抗性均差异显著,10个测定株系均表现抗水稻细菌性条斑病,其平均病情指数为5.00~10.37,病斑长度为0.70~0.99 cm,其中以株系1~3抗性表现最好。这3个抗性较好的株系的农艺性状及产量性状指标有些与五山丝苗相似,其中株系1的千粒重、谷粒长、宽与五山丝苗相似,结实率优于五山丝苗;株系2每穗总粒数与五山丝苗相似,谷粒比五山丝苗长些、宽些,千粒重优于五山丝苗;株系3千粒重、结实率与五山丝苗相似,单株穗数优于五山丝苗。【结论】获得水稻细菌性条斑病抗性显著增强且农艺性状较优良的3个株系,为细菌性条斑病抗病育种提供了抗性新材料,有利于加快水稻细菌性条斑病抗性分子育种进程。

八个抗稻瘟病基因在华南籼型杂交水稻中的分布

【目的】已克隆的稻瘟病抗性基因Pi1、Pik-p、Pik-h、Pi2、Pi9、Piz-t、Pita、Pii对不同稻区的稻瘟病菌表现较广谱的抗性,被广泛应用于水稻抗瘟性育种。为了明确上述抗性基因在华南稻区杂交稻组合中的分布及其组合的抗病有效性,【方法】利用上述8个抗病基因的功能标记,对华南328个杂交稻组合进行了抗瘟基因型分子检测。【结果】抗性基因Pita和Pii分布频率最高,在测试组合中检出率分别为84.76%与67.68%;其次是Pi2与Pik-p,分别为22.87%与13.72%;检出频率较低的是Pi1、Piz-t和Pik-h,分别为5.18%、3.35%与2.13%,检测的品种都不携带抗性基因Pi9。在单个杂交稻组合中,检出的抗瘟基因数量最多是4个。抗病性评价结果表明,杂交稻组合中检出的抗病基因数量越多,其表现为抗病品种的频率就越高;含4个抗病基因的杂交稻组合中,抗病品种所占比率达91.67%。含有不同抗瘟基因的组合表现出不同水平的抗瘟性,其中Pi2与Pi1对华南稻区稻瘟病的抗病性贡献最大,其他抗病基因的贡献大小依次是Pik-h、Pik-p、Pita、Pii与Piz-t。【结论】本研究为华南稻区杂交稻抗病品种基因型的合理布局以及抗瘟基因的应用提供了科学依据。

7种杀菌剂对水稻白叶枯病防效评价

为科学合理选用防治白叶枯病的杀菌剂,本研究采用田间人工剪叶接种方法,开展了7种杀菌剂对白叶枯病防效评价。测试的杀菌剂对白叶枯病的田间防效和病斑抑制率均差异显著,其中20%噻唑锌SC防效最好,其次是20%噻菌铜SC,其他药剂防效和病斑抑制效果均较差。20%噻唑锌SC 450.00 mL/hm^2喷施2次处理的防效达62.84%、病斑抑制率为73.11%;20%噻菌铜SC 450.00 mL/hm^2防效为43.15%,病斑抑制率为54.84%。高效药剂的合理选用对提高病害防效具有显著作用。20%噻唑锌SC和20%噻菌铜SC是目前防治白叶枯病的较好药剂,建议轮换使用。

8种杀菌剂对水稻细菌性条斑病的防效评价

【目的】评价8种杀菌剂对水稻细菌性条斑病的田间防效和使用剂量,为水稻细菌性条斑病的防控提供科学依据。【方法】以水稻细菌性条斑病感病品种五山丝苗为试验材料,于五山丝苗处于分蘖期时选用广东地区水稻细菌性条斑病优势强致病型代表菌株GDXc1608进行人工喷雾法接种,分别在接菌后48 h和第1次药后7 d采用喷雾法施药防治,调查第2次药后8种杀菌剂(20%噻唑锌SC、50%氯溴异氰尿酸SP、20%噻菌铜SC、20%叶枯唑WP、5%噻霉酮SC、1.2%辛菌胺醋酸盐AS、3%中生菌素AS和21.4%络铜·柠铜AS)在常规剂量下水稻的病情指数和植株反应,评价各药剂的田间防效及水稻安全性;选取表现较好的4种药剂分别设置3个使用剂量梯度开展盆栽防治试验,筛选目标药剂的最佳使用剂量。【结果】田间防治试验结果显示,8种药剂中以20%噻唑锌SC的防效最好,在使用剂量为450.00mL/ha时对细菌性条斑病的防效为71.81%,其次是21.4%络铜·柠铜AS、20%噻菌铜SC和5%噻霉酮SC,对细菌性条斑病的防效分别为53.50%、52.00%和48.23%,但21.4%络铜·柠铜AS处理水稻植株出现轻微的药害症状;其他药剂防效均较差。药剂使用剂量盆栽筛选试验结果显示,4种药剂随用药量增加对细菌性条斑病的防效均逐渐提高,且各药剂不同剂量间防效均差异显著(P<0.05),其中20%噻唑锌SC在使用剂量375.00~525.00 mL/ha时的防效均在77.00%以上;20%噻菌铜SC在使用剂量375.00~525.00 m L/ha时的防效均在62.00%以上;21.4%络铜·柠铜AS在使用剂量481.50mL/ha时防效为51.83%,其他试验剂量下防效均较低;5%噻霉酮SC在使用剂量37.50和52.50 mL/ha时的防效分别为49.50%和53.15%,使用剂量为22.50 mL/ha时的防效较低。【结论】20%噻唑锌SC对细菌性条斑病的防治效果较好,可作为目前细菌性条斑病田间应急防控的首选药剂;21.4%络铜·柠铜AS、20%噻菌铜SC和5%噻霉酮SC对细菌性条斑病也有较好的防效,可与20%噻唑锌SC交替或轮换使用,以延缓病菌产生抗药性;20%噻唑锌SC和20%噻菌铜SC推荐使用剂量均为375.00~525.00 m L/ha,21.4%络铜·柠铜AS和5%噻霉酮SC推荐使用剂量分别为481.50 mL/ha和37.50~52.50 mL/ha;应用21.4%络铜·柠铜AS防治时要严格控制浓度和注意喷施时间以避免产生药害。

稻瘟病综合防控技术研究进展

水稻(Oryza sativa)是全球重要粮食作物,其高产和安全稳产直接关系国民经济的稳定和发展。稻瘟病是最具毁灭性的水稻病害,严重威胁水稻的安全生产。控制稻瘟病,提高稻瘟病综合防控能力一直是保障粮食生产安全的重要环节。“十三五”以来,国家在粮食生产上提出了绿色发展战略。在过去10年间,国内外科学家在稻瘟病的防控技术方面取得了长足进展,为水稻病害的绿色安全防控技术铺平了道路。本文回顾了稻瘟病田间监测技术的智能化、预测预报数据建模系统优化、低毒高效化学农药、生物源农药及诱抗剂研发以及品种与栽培多生态因子调控等方面的研究进展,总结了基于这些技术的稻瘟病绿色防控新策略,讨论了稻瘟病防治面临的药价偏高、农药残留的问题,低毒经济型生物源农药开发缓慢的挑战,展望了基于分子靶标、小干扰RNA(siRNA)以及CRISPR/Cas9技术,多因子综合控制技术的绿色防控发展方向。

广东省侵染美香占2号的稻瘟病菌致病性及无毒基因变异分析

【目的】分析侵染广东稻区优质品种美香占2号稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)的致病性及无毒基因变异特征,为美香占2号在不同稻区的合理布局提供参考依据。【方法】利用9个抗稻瘟病单基因系,对稻瘟病菌单孢分离菌株进行致病性测定;并利用8个稻瘟病菌已克隆无毒基因的功能性分子标记对2013—2018年不同年份、不同稻区采集的稻瘟病菌单孢分离菌株的DNA进行PCR扩增,通过琼脂糖凝胶电泳检测分析,选取不同带型和不同年份代表性菌株的相应无毒基因全长或CDS区域的PCR片段进行测序。测序结果与相应无毒基因的参考序列进行碱基序列的比较分析;并利用相应的水稻抗稻瘟病单基因系,对无毒基因不同变异类型的稻瘟病菌菌株进行致病性测定。根据稻瘟病菌两种交配型MAT1-1和MAT1-2型分子标记,检测侵染美香占2号的稻瘟病菌可能存在的交配型。【结果】致病性分析结果显示,2013-2018年采集自美香占2号品种的52个稻瘟病菌菌株对其中的4个单基因系IRBL9-W(Pi9)、IRBLzt-T(Piz-t)、NIL-e1(Pi50)和IRBLkh-K3(Pikh)均表现无毒;然而,侵染单基因系IRBLz-Fu(Piz)、IRBLkp-K60(Pikp)和IRBLi-F5(Pii)的有毒菌株频率维持在57%以上,且侵染单基因系IRBLz-Fu(Piz)的有毒菌株频率在不同年份间呈现显著性差异,表明美香占2号种植区田间稻瘟病菌群体中存在较高频率的avrPiz、avrPikp和avrPii毒性菌株。根据8个已克隆无毒基因的功能性分子标记检测,在52个供试菌株中均可检测到无毒基因AvrPiz-t、AvrPi9和AvrPik-CDE,但扩增不到Avr1-CO39、AvrPia和AvrPii,仅有4个菌株可检测到无毒基因AvrPita,有3个菌株可检测到无毒基因AvrPik-ABF。所测序7个菌株的AvrPi9编码区序列和AvrPiz-t包含启动子及编码区的序列与其各自无毒基因的序列完全一致;所测序7个菌株的AvrPik-CDE包含启动子及编码区的序列中,有4个菌株的序列与AvrPik无毒基因序列完全一致,有3个菌株在编码区存在CTTT连续4个碱基的插入。在来自广东不同稻区美香占2号的分离菌株群体中,共发现了4种不同的AvrPib无毒基因扩增模式(扩增预期大小的条带、有转座子Pot3插入的条带、有转座子Mg-SINE插入的条带和无扩增条带),共呈现5种不同的单倍型(AvrPib-AP1-1、AvrPib-AP1-2、avrPib-AP2、avrPib-AP3和avrPib-AP2+avrPib-AP3),AvrPib-AP1-1和AvrPib-AP1-2是无毒型,而avrPib-AP2和avrPib-AP3则在基因的启动子区域分别存在Pot3或Mg-SINE的插入而呈现毒性型,在1个菌株中检测到avrPib-AP2+avrPib-AP3双单倍型。交配型分子标记分析结果表明,检测的52个稻瘟病菌菌株均为MAT1-2交配型,其中有2个菌株GD18-009和GD18-185采集于广东韶关稻区,同时可检测到MAT1-1交配型,具有双交配型。【结论】在广东美香占2号品种上分离的稻瘟病菌普遍含有无毒基因AvrPiz-t、AvrPi9、AvrPi50和AvrPikh,AvrPib的变异类型丰富多样,该研究结果可为优质品种美香占2号的科学布局及其种植区域其他不同抗病基因型品种的合理选择提供参考。

中国水稻主产区白叶枯病菌致病型分析及近等基因系鉴别寄主的构建

【目的】分析中国不同稻区白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)致病型,建立近等基因系鉴别寄主,为白叶枯病菌群体结构田间实时准确监测、抗性品种应用以及抗病育种提供科学依据。【方法】利用中国鉴别寄主、IR24以及15个抗白叶枯病近等基因系等共21个鉴别寄主,采用人工剪叶接种方法,对2018-2021年采自广东、广西、海南、浙江、湖南、辽宁、云南共7个省(自治区)的954个单菌落分离菌株进行致病型测定,探明白叶枯病菌致病型种类、分布及毒性分化;基于测试菌株与15个近等基因系及IR24的抗感互作,应用主成分因子分析法,开展近等基因系与病菌互作的变量因子分析,构建白叶枯病菌致病型近等基因系鉴别寄主;基于抗病基因与测试菌株的抗感反应,分析抗病基因聚合效应。【结果】954个测试菌株在中国鉴别寄主上鉴定出11个致病型,包括SRRRR(Ⅰ)、SSRRR(Ⅱ)、SSSRR(Ⅲ)、SSSSR(Ⅳ)、SSRRS(V)、SRSRR(Ⅵ)、SSSSS(Ⅸ)、SSSRS(新型1)、SRSRS(新型2)、SRSSS(新型3)以及SSRSS(新型4),占测试菌株的比率分别为11.53%、4.82%、7.34%、6.18%、7.23%、1.05%、59.96%、1.57%、0.10%、0.10%、0.10%。Ⅸ型菌作为致病性最广的强毒菌系已上升为华南和长江中下游湖南和浙江稻区的优势致病型,西南稻区的云南以Ⅳ型菌为主,东北稻区的辽宁以I型菌为主。15个水稻抗白叶枯病近等基因系对954个菌株的抗感性分析结果表明,测试的15个近等基因系可分为5种类型,第Ⅰ类为高感基因系,包括IRBB1、IRBB2、IRBB10、IRBB11、IRBB4;第Ⅱ类为中感基因系,包括IRBB3、IRBB203、IRBB14;第Ⅲ类为中抗基因系,包括IRBB8、IRBB13;第Ⅳ类为抗病基因系,有IRBB21;第Ⅴ类为高抗基因系,包括IRBB5、IRBB7、CBB23、GDBB23;测试菌株中,出现可侵染抗病基因xa5的有42个、Xa7的有34个、Xa23的有31个。对以白叶枯病近等基因系为主的16个品种(系)与954个菌株组成的抗感互作变量数据矩阵进行因子分析,以解释总变量>85.0%为界,提取出8个主成分因子,组建了以近等基因系为主的10个品种(系)组成白叶枯病菌近等基因系鉴别寄主,按其对变量方差贡献大小,这些寄主分别为IRBB10(Xa10)、IRBB4(Xa4)、GDBB23(Xa23)、IRBB5(xa5)、IRBB7(Xa7)、IRBB21(Xa21)、IR24(Xa18)、IRBB13(xa13)、IRBB3(Xa3)、金刚30;新鉴别寄主可将954个测试菌株划分为55个致病型,对测试稻区的白叶枯病菌菌株表现出较好的鉴别力。基因聚合联合抗性分析表明,不同抗病基因聚合对病菌的抗性频率有一定的提升,不同抗病基因对测试菌株的抗性具有一定的互补性。【结论】监测稻区的白叶枯病菌系趋向多样化,毒性分化明显,强毒菌系Ⅸ型菌在部分稻区已上升为优势致病型,侵染xa5、Xa7及Xa23等广谱抗性基因的菌株有上升趋势;抗病基因聚合可拓宽品种对病原菌系的抗性谱,是培育广谱抗性品种的有效途径;近等基因系鉴别寄主的建立与应用可为白叶枯病发生流行的精准监测以及田间实时预警提供技术支撑。

13种杀菌剂对水稻胡麻叶斑病防效研究

为科学合理选用防治水稻胡麻叶斑病的杀菌剂,采用菌丝生长速率法,测定了13种杀菌剂对水稻胡麻叶斑病菌的毒力,对毒力较好的药剂开展盆栽防效试验。结果表明:测试的13种药剂中,70%丙森锌WP、325 g/L苯甲·嘧菌酯SC、75%肟菌·戊唑醇WG、23%醚菌·氟环唑SC、50%福美双WP、400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC对病原菌菌丝生长表现出明显的抑制作用,不同浓度处理的抑制率均达到60%以上,最高可达100%;各药剂对水稻胡麻叶斑病菌的毒力差异显著,325 g/L苯甲·嘧菌酯SC对水稻胡麻叶斑病菌的毒力最高,EC_(50)为0.0001μg/mL;毒力较高的药剂有23%醚菌·氟环唑SC、75%肟菌·戊唑醇WG、50%咪鲜胺锰盐WP、70%丙森锌WP、50%福美双WP、9%吡唑醚菌酯CS、30%苯甲·丙环唑EC、400 g/L氯氟醚·吡唑酯SC、250 g/L嘧菌酯SC,EC_(50)为0.0171~2.0270μg/mL;15%井冈霉素SP、40%稻瘟灵EC、75%三环唑WP的毒力较低,EC_(50)为11.2654~88.2835μg/mL。人工接种盆栽防效试验结果显示,70%丙森锌WP对水稻胡麻叶斑病的预防效果最好,使用剂量945~1575 g/hm 2的防效均在72.00%以上;325 g/L苯甲·嘧菌酯SC的治疗效果最好,使用剂量195~292.5 g/hm 2的防效均在74.00%以上,这两种药剂可作为目前水稻胡麻叶斑病田间应急防控的首选药剂,二者作用机制不同,建议轮换使用。

黄芩苷对稻瘟病菌细胞生长发育的影响及其对稻瘟病的防效

为研制新型绿色高效稻瘟病防控药剂,分别测定黄芩苷对稻瘟病菌Magnaporthe oryzae附着胞形成、菌落生长、菌丝侵染和致病力的影响以及对稻瘟病的防效。结果显示,黄芩苷抑制稻瘟病菌附着胞形成和菌落生长的最低浓度分别为100μmol/L和500μmol/L,在100μmol/L浓度下黄芩苷能抑制稻瘟病菌侵染菌丝在水稻叶鞘细胞中的扩展及叶片病斑的形成;在盆栽接种试验中,对照组的水稻苗表现为感病和中抗,所占比例分别为38%和62%,而黄芩苷处理组的水稻苗表现为抗病和中抗,其中表现为抗病的水稻苗比例超过70%;黄芩苷处理后,稻瘟病菌分生孢子细胞死亡率比对照组极显著降低。表明黄芩苷通过抑制稻瘟病菌分生孢子的细胞程序性死亡干扰了稻瘟病菌附着胞的形成,从而能有效防控稻瘟病,具有开发为新型绿色高效稻瘟病防控药剂的潜力。