稻瘟病作为水稻三大病害之一,严重制约着水稻的增产潜力,也较大影响着粮食安全问题。在稻瘟病流行年份,一般对水稻产量造成的损失约为10%-20%,个别严重的地区甚至减产达50%以上乃至颗粒无收。同时稻瘟病也会对稻米品质造成较大的影响[1]。
为了减弱克服稻瘟病的影响,国内外科研人员和育种家进行了大量的研究。在对稻瘟病本身进行研究、理解其入侵机理之外,目前水稻抗稻瘟病的研究主要分为两类:第一类起步较早,主要针对水稻后天抗稻瘟病进行研究,包括各种化学药剂以及生物综合制剂为主的药剂稻瘟病防治以及部分栽种措施的研究即抗稻瘟病的植保和作栽措施;第二类相对起步较晚,即对于水稻稻瘟病抗性的先天潜力进行研究,目前最主要的手段是通过分子生物学以及细胞学开发、克隆水稻稻瘟病抗性基因并鉴定和改造相应种质,同时结合蛋白质组学等手段来研究水稻稻瘟病防御机理和机制[2]。
在前期研究中,人们发现稻瘟病抗性基因携带品种是安全性、性价比、易用性和适应性相对好的方法。但是后来人们却发现大部分稻瘟病抗性品种在推广种植一段时间后水稻品种的稻瘟病抗性出现了退化乃至消失的情况,进一步研究发现这种现象主要来源于水稻品种的稻瘟病抗性单一化:第一个方面是由于水稻品种本身携带稻瘟病抗性基因过于单一,对于种植区域内的原优势小种具有良好抗性,但是在优势小种逐渐转弱或者变异后对于新型的毒性小种并不具有抗性。从而造成稻瘟病抗性的减退;第二个方面虽然水稻品种携带多个稻瘟病抗性基因,但是由于基因抗性本身不是广谱基因、重合度高或者互补性不好同样也造成了抗性单一化而只能防御特定无毒稻瘟病小种,对于新型毒性小种基本没有抵抗力[3]。基于以上认识,在水稻育种方面必须考虑选育和改造有多重稻瘟病广谱抗性基因并且互补性较好的亲本及品种[4],在作栽和植保方面同样需要观察和研究不同稻瘟病抗性品种对于现有抗稻瘟病措施的适应性以作为稻瘟病抗性的第二道防护措施。本文就稻瘟病广谱抗性基因Pi2和Pigm的进行定向品种改良和选育,同时使用四种常见稻瘟病药剂对携带不同稻瘟病抗性基因的水稻进行处理以考察其效应。
1 材料与方法
1.1供试材料:
分子标记鉴定携带广谱稻瘟病抗性基因的改造水稻材料P16-1(携带Pi2基因)、P16-2(携带Pigm基因)以及不携带以上稻瘟病抗性基因的水稻材料亲本P22作为对照,部分鉴定结果见图一。
1.2供试药剂:
75%三环唑WG、6%春雷霉素WP、45%咪鲜胺EW和75% 肟菌酯•戊唑醇WG。
1.3田间操作内容及方法:
供试材料于2015年11月至2016年4月种植在海南省三亚市槟榔村实验田,每个材料依据药剂种类不同分别种植4个小区加1个小区空白对照(CK),每小区种植225株,随机排列不设重复,田间种植图如图二所示。田间采取常规水稻栽培管理模式,药剂于孕穗末期使用普兰迪背负式16L电动喷雾器进行药剂喷施,专药专桶,每小区喷药后清水涤荡2-3次后进行配药喷施下个小区,药剂用量如表1所示。在喷药后14d每个小区采用五点法每点相连5株进行调查取样。叶瘟分级标准、穗瘟分级标准如表2[5]。相应数值计算公式见下方,数据分析统计使用excel 365进行。
病情指数以及防治效果的计算公式[6]为:
病情指数=[(各级病株数×相对级数值)/调查总株数×9]×100;
防治效果按以下公式计算:
防治效果(%)=[(CK1-Pt1)/CK1]×100
式中:
CK1:空白对照区施药后病情指数;
Pt1:药剂处理区药后病情指数。