水稻抗性品种与杀菌剂协同防控鞘腐病的产量损失评估及预测模型构建

《Scientific Reports》：Determination of yield losses against sheath rot caused by Sarocladium oryzae in rice varieties with differential resistance

本研究针对水稻鞘腐病(Sarocladium oryzae)造成的严重产量损失问题，通过系统评估44个不同抗性水平水稻品种在杀菌剂保护（azoxystrobin 11% + tebuconazole 13.8% SC）与未保护条件下的病害严重度、AUDPC值和千粒重损失，首次建立了基于病害严重度的千粒重损失预测模型（R2=0.88，MAPE<10%），为印度北部地区鞘腐病的综合治理提供了量化依据和决策支持。

　　

水稻作为全球三分之一人口的主粮作物，其生产持续受到多种生物胁迫的威胁。其中，鞘腐病(Sarocladium oryzae)已从次要病害逐渐演变为全球稻作区的重大威胁，可造成9.6%-85%的产量损失。尤其值得注意的是，该病原菌特异性地侵染旗叶叶鞘——这一籽粒灌浆期间非结构性碳水化合物转运的关键部位，通过劫持糖分导致籽粒灌浆受阻，从而引发实质性减产。然而，目前缺乏高抗品种资源，且商业品种多表现为感病性，而关于不同抗性水平品种在病害压力下的实际产量损失量化研究更是匮乏。

在此背景下，发表于《Scientific Reports》的研究首次系统评估了印度北部地区水稻品种对鞘腐病的抗性差异与杀菌剂协同作用对产量损失的影响。研究团队通过连续两年（2019-2020）的田间试验，结合人工接种病原菌、定期病害调查和千粒重测定，明确了品种抗性水平、杀菌剂应用与产量损失之间的量化关系，并构建了可靠的损失预测模型。

本研究的关键技术方法包括：病原菌分离鉴定与高毒力菌株筛选、44个不同抗性水平水稻品种的田间比较试验、人工接种病害建立、定期病害严重度调查与AUDPC计算、千粒重测定与损失分析，以及线性回归模型构建与验证。

结果

病害严重度

研究显示，杀菌剂保护小区平均病害严重度仅为5.60%，显著低于未保护小区的25.46%（P<0.001）。抗性品种在保护条件下病害严重度降低达100%，而高感品种降低幅度为72.25%-73.95%。品种间病害严重度差异显著，Pusa Basmati-1121等感病品种两年平均严重度超过52%，而抗病品种如Basmati-123始终低于4.5%。

病情进展曲线下面积(AUDPC)

AUDPC值在保护与未处理小区间存在极显著差异（P<0.001）。未保护小区平均AUDPC为320.38，保护小区仅为54.63，降低86.66%。高感品种Pusa Basmati-1121的AUDPC值高达714.18，而抗病品种Basmati-123仅为46.83。

侵染速率('r')

未保护条件下，高感品种的平均侵染速率('r')为0.200单位/天，显著高于抗病品种的0.102。杀菌剂处理显著降低了各抗性水平品种的侵染速率，尤其在高感品种中从0.200降至0.058。

杀菌剂对千粒重的影响

保护小区的平均千粒重为24.80 g，显著高于未保护小区的20.59 g（P<0.001）。感病品种IR-1460的千粒重损失高达49.34%，而抗病品种的损失均低于1.2%。品种与处理的交互作用对千粒重影响极显著（P<0.001），表明杀菌剂在不同抗性背景下的效果存在差异。

病害严重度与千粒重损失的相关性分析

病害严重度与千粒重损失呈强正相关（r=0.94，P<0.001）。线性回归模型显示，病害严重度每增加1单位，千粒重损失增加0.89%。模型拟合优度高（R²=0.88），且MAPE值低于10%，表明模型具有优异的预测准确性。

讨论与结论

本研究首次在人工接种条件下量化了鞘腐病对水稻千粒重的直接影响，证实感病品种的产量损失可高达50%。整合抗性品种与杀菌剂的应用显著降低了病害进展速度和产量损失，尤其在中抗品种中效果最为显著（病害严重度降低85.05%，AUDPC降低90.60%）。研究建立的千粒重损失预测模型为病害经济阈值制定和防治决策提供了科学工具。未来应聚焦于抗性基因挖掘、农艺措施优化及杀菌剂轮用策略的整合，以实现水稻生产的生态友好型可持续发展。