2.2抗性及致病机制
1991年张晓刚等初步提出在多个生理小种混合群体的侵染下,田间抗性的遗传表现呈复杂的基因效应,非等位基因互作的上位效应普遍存在[8]。陈绍江以电子自旋共振技术(ESR)为手段研究结果表明,病叶内的自由基浓度均远高于正常叶片,感病品种显著高于抗病品种。抗病品种在感病后,叶组织内的自由基浓度升高幅度远低于感病品种。这一现象说明,感病品种更易受到病菌的破坏。接种灰斑病菌后,抗病品种叶片中自由基含量比相应对照有所增加,而感病品种的自由基含量比相应对照有所降低[9]。灰斑病菌侵染后,感病品种膜质过氧化水平加重,保护酶体系失去活力,而抗病品种虽然丙二醛(MDA)含量有所增加,但膜质的保护酶系统活性都很强,植株受害较轻。过氧化物酶、苹果酸脱氢酶同工酶的变化反应了品种对灰斑病的抗性,这2个同工酶的协同反应标志着品种抗灰斑病的特性。另外,氨基酸的变化规律可以作为大豆灰斑病研究的一个生理生化指标,为生理生化抗性机制的进一步研究提供依据,刘丽君又对具体的小种感病机制进一步研究,提出灰斑病1 号小种主要是使感病大豆品种叶肉细胞叶绿体膜蛋白受到损伤,然后使植株发病;灰斑病7 号小种对大豆影响主要作用于细胞色素的表达上,使细胞色素不能合成,从而表现出感病反应;而抗病品种则无此反应[10]。
2.3抗病资源筛选
大豆材料对灰斑病的抗性在品种间差异显著,因此进行抗病材料的筛选是抗病育种工作的基础。1976 年合江农科所对黑龙江省内外2 000 份材料进行人工接种,筛选出200 余份高抗材料。朱希敏等对1 781 份大豆材料进行灰斑病抗性鉴定,发现免疫材料81 份[11]。齐宁对黑龙江、吉林2省的916 份大豆品种的抗性鉴定表明,黑龙江省的638 份材料中有0.31%表现免疫,9.09%表现高抗,16.46%表现中抗;吉林省的323份材料中,1.55%表现免疫,11.46%表现抗,23.33%表现中抗;同时发现供试品种叶部发病与荚部籽粒发病有较高的正相关。
张丽娟、杨庆凯[6]对108份大豆品种和品系用10个灰斑病菌生理小种进行了抗性鉴定,筛选出抗8 个以上生理小种的高抗资源46 份,其中包括生产上曾使用和正在使用的品种21 份,国内外鉴定寄生6 份,产量鉴定品系19份。由此可见,生产上曾使用和正在使用的品种中抗性高的所占比例很高,能够有效控制灰斑病的发生。抗10个生理小种的材料13 份,占供试材料的12.03%。
马淑梅等[12]对500份灰斑病新广谱抗病资源进行了混合菌种鉴定,结果表明高抗材料46 份,占供试材料的9.2%,抗病材料47份,占9.4%,中抗材料10份,占21.0%;分生理小种测定有23份材料抗多个(4个以上)生理小种,为新广谱抗病资源的推广应用提供了依据。在鉴定的93 份抗病以上的材料中,国内新品系占43%,如农大53033、农大5110、农大7113、农大5122、黑交92-1526、黑交93-2279、绥41052、垦91-2138、宝交5558等;国外品种占47%,如特拉维斯、科索、邓恩、比松、维尔金、Bragg、Hampton、Davis、Corsoy、Steel等;其中,省内品种占10%,它们是合丰29、合丰30、合丰32、合丰34、绥农10号、绥农14等。
陈庆山[13]对50个来自东北农业大学、黑龙江省农业科学院绥化分院、黑龙江省合江农科所、红兴隆农科所和黑龙江八一农垦大学等育种单位的生产主栽品种或待推广品系进行了灰斑病10个生理小种的抗性鉴定,筛选出抗8个生理小种以上的品种或品系17份,其中1572、1574、9674、91-135、巴24、农大13699、85-593 抗所有10个生理小种。
吴秀红[14]对黑龙江省大豆主栽品种进行灰斑病10个生理小种水平上的抗性鉴定,其中有17份栽培面积排在全省前20名。表明黑龙江省主栽品种的抗病性有多重表现,有的品种只具有单一的专化抗性,有的则可以分别抵抗几个甚至全部生理小种,具有广谱抗性。专化抗1 个和4 个生理小种的品种比例最高,共有8 个,占主栽品种的40%,抗8个生理小种的主栽品种有5个,它们是绥农10、宝丰7、黑河22、合丰41和新品系东农163,这几个品种中,前3个是高产类型,后2个是高产、高油类型,是抗病育种工作中的宝贵资源。8个以上生理小种的品种共6个,占主栽品种的30%,这部分品种是研究灰斑病的重要材料。