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水稻纹枯病是水稻三大病害之一,对我国水稻生产造成严重的经济损失。虽然对该病的研究已经受到广泛关注,但迄今为止尚未找到高抗或免疫的品种,因此必须加强对抗病品种的筛选与利用。本研究对广东省307个水稻品种进行了抗纹枯病性鉴定,明确了其对纹枯病的抗性情况,为进一步寻找有价值的抗源材料提供了基础性依据;在抗病性鉴定的基础上,也对抗病品种的抗病生化特征进行了研究。现将结果报道如下。
将水稻品种的抗病性划分为抗病(病级0.O~3.O)、中抗(病级3.1~6.0)和感病(病级6.1~9.0)3个级别。在供试的307个水稻品种中,感病品种34个,占总数的11%;中抗品种164个,占53%;抗病品种109个,占36%,其中包括全部14个野生稻材料和28个杂交稻品种;未发现免疫品种。供试品种的抗性基本上分布在2.1~7.0级之间,其中94个品种集中在2.1~3.0级之间,占总数的30.62%;8.1级以上的高感品种有5个,分别为5647、5646、5634、5641和5640。
与此同时,对水稻抗纹枯病的生化特征进行了研究。主要通过对4种防御酶[过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和超氧化物歧化酶(SOD)]、2种抗性酶(几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶)酶活性测定以及2种其它抗病生化物质(总酚、丙二醛(MDA))含量的测定来揭示水稻抗纹枯病的生理生化机制。
防御酶活性测定结果表明:水稻在接种纹枯病菌后POD酶和PPO酶活性升高,但酶活性的变化与接种的纹枯病菌致病力的强弱以及寄主抗病性的强弱无明显相关性;不同品种之间差异较小,酶活性达到峰值的时间也较为一致,均出现在接种中后期。此外,品种929与其它品种相比,POD酶和PPO酶活性显著升高。SOD酶活性的变化比较没有规律,不同水稻品种接种纹枯病菌后,水稻的反应各不相同,其中品种Jasmine接种后SOD酶活性升高,品种W3接种后SOD酶活性降低,而品种954接种弱致病力菌株YN-3菌株后SOD酶活性升高,接种强致病力菌株C30后SOD酶活性降低;各品种在接种后的SOD酶活性变化比较平缓,没有明显的峰值。而PAL酶在接种后酶活性降低。
几丁质酶活性测定结果表明,品种Lemont在接种后,酶活性比未接种对照有明显升高,而其它水稻品种接种与未接种时差异不大。在接种的情况下,品种之间的几丁质酶活性也没有显著差异。Β-1,3-葡聚糖酶活性变化波动性较大,品种之间差异也较大。从总体上看,抗病品种在接种后酶活性降低,而感病品种活性升高;接种强致病力菌株比接种弱致病力菌株的活性稍高。
在接种纹枯病菌后,水稻的总酚含量和MDA含量都有明显增加,含量基本上在第5~10d达到峰值;抗病品种比感病品种更为敏感,两种物质含量的增加更显著。接种菌株的致病力强弱对MDA含量变化影响不大。
本研究采用全国统一的水稻温室小苗期盆栽快速鉴定法进行水稻品种抗病性鉴定,对鉴定结果的准确性有一定的保障。对水稻与纹枯病菌互作过程中生理生化物质的变化研究,有助于了解引起水稻对纹枯病抗性的因素,对进一步探索其抗病内在机制以及抗病育种工作具有重要的理论和实践意义。