淺談大豆灰斑病的防治

莫憲偉 崔美華

（黑龍江省友誼農場水稻分場，黑龍江 友誼 155809）

1 大豆灰斑病的性質及危害癥狀

1.1 病源菌

大豆灰斑病是一種由尾孢菌屬引起的病害。該菌是1915年在日本由Hara首次發現的,被定名為Cercospora sojina Hara。1982年劉錫璉等根據病菌分生孢子和分生孢子梗的形態和色澤,將大豆灰斑病菌重組為Cercosporidium sojinum(Hara)Liu et Guo[1],屬大豆褐斑短胖孢菌,半知菌亞門尾孢屬。分生孢子梗5－12根成束從寄主氣孔伸出,不分枝,淡褐色。有膝狀屈曲,孢痕明顯。分生孢子圓柱形或倒棍棒狀,無色透明,基部鈍圓,頂端尖細,具1－9個隔,(19－80)μm×(3.5－8.0)μm。分生孢子萌發時從兩端細胞長出芽管,有時也從中部細胞長出。

1.2 病菌繁殖的條件

病菌生長最適溫度25－28℃,溫度范圍為15－32℃。孢子萌發適溫28－30℃,溫度范圍為10－40℃,適溫下分生孢子在水中1h即可萌發。病菌在PDA培養基上生長緩慢,產孢量少。在利馬豆瓊脂培養基上產孢比在PDA培養基上高10倍。蔬菜浸汁培養基經110－115℃滅菌,病菌生長及產孢量均顯著提高。灰斑病菌寄主范圍較窄,除大豆外,僅能侵染野生大豆。菌絲體在種子或病殘體上越冬。種子帶菌對病害流行關系不大,病殘體為主要初侵染來源。表土層的病殘體越冬后遇適宜環境可產生分生孢子進行初侵染,田間主要靠氣流傳播。帶菌種子長出幼苗,子葉上可出現病斑,溫暖潮濕時病斑上長出分生孢子或土表層病殘體上產生大量分生孢子侵入寄主引起發病。

1.3 危害癥狀

大豆灰斑病主要為害大豆葉片,也可侵染幼苗、莖、莢和種子,病粒生出的幼苗子葉上出現半圓形或圓形褐色病斑。此病主要危害成株葉片,病斑的邊緣褐色,中央現灰色或灰褐色蛙眼狀斑,潮濕時葉背病斑中央部分密生霉層,病重時病斑合并,葉片枯死脫落。

2 大豆灰斑病研究進展

2.1 生理小種

美國的Athow等用16個鑒別品種組成一套鑒別寄主,鑒別出11個生理小種。巴西的Yorinori等用10個鑒別品種鑒別出20余個生理小種,中國黃桂潮等1984年從1 110份大豆材料中篩選出鋼5151、九農一號、雙躍四號、合交69-231、Ogolen、合豐22號共個6品種作鑒別寄主,鑒別出5個生理小種,1988年霍虹等利用這套鑒別寄主對采自黑龍江、吉林的100份大豆灰斑病菌標樣進行鑒定,鑒定出11個生理小種,各小種出現的頻率由高到低分別為:1號小種50%,7號小種22%,10號小種9%,其次為2號、3號、9號、4號、8號、6號、11號,其中 5號小種僅在吉林省的標樣中出現;1987年馬淑梅等仍采用這套鑒別寄主對黑龍江、吉林、遼寧3省的177份大豆灰斑病菌株(包括1987年以前的100份)進行鑒定,鑒定出14個生理小種,各小種出現的頻率由高到低分別為:1號小種43.5%,是東北春大豆產區目前占優勢的小種,7號小種18.08%,6號小種6.28%,其次為10號、3號、2號、4號、5號、8號、9號、11號等。從小種的分布看,黑龍江省的綏化、哈爾濱、牡丹江、齊齊哈爾等地區的小種類型多達5－9個。黑龍江省以1號和7號小種為主,近兩年8號小種有上升趨勢。從黑龍江省的80個菌株中鑒定出15個生理小種,其中4號小種毒力最強,7號、15號小種次之。灰斑病生理小種的鑒定,從傳統經典方法鑒定發展到分子水平鑒定,如運用同工酶酶譜鑒定生理小種。另外,對菌株的基因組DNA進行Southerm分析,獲得了基因組特異的指紋圖譜,對指紋圖譜和毒力間的關系進行初步比較也將成為鑒定生理小種的可行方法。

2.2 抗性及致病機制

1991年有關技術人員初步提出在多個生理小種混合群體的侵染下,田間抗性的遺傳表現呈復雜的基因效應,非等位基因互作的上位效應普遍存在。以電子自旋共振技術(ESR)為手段研究結果表明,病葉內的自由基濃度均遠高于正常葉片,感病品種顯著高于抗病品種。抗病品種在感病后,葉組織內的自由基濃度升高幅度遠低于感病品種。這一現象說明,感病品種更易受到病菌的破壞。接種灰斑病菌后,抗病品種葉片中自由基含量比相應對照有所增加,而感病品種的自由基含量比相應對照有所降低。灰斑病菌侵染后,感病品種膜質過氧化水平加重,保護酶體系失去活力,而抗病品種雖然丙二醛(MDA)含量有所增加,但膜質的保護酶系統活性都很強,植株受害較輕。

2.3 抗病資源篩選

大豆材料對灰斑病的抗性在品種間差異顯著,因此進行抗病材料的篩選是抗病育種工作的基礎。

對108份大豆品種和品系用10個灰斑病菌生理小種進行了抗性鑒定,篩選出抗8個以上生理小種的高抗資源46份,其中包括生產上曾使用和正在使用的品種21份,國內外鑒定寄生6份,產量鑒定品系19份。由此可見,生產上曾使用和正在使用的品種中抗性高的所占比例很高,能夠有效控制灰斑病的發生。抗10個生理小種的材料13份,占供試材料的12.03%。

對黑龍江省大豆主栽品種進行灰斑病10個生理小種水平上的抗性鑒定,其中有17份栽培面積排在全省前20名。表明黑龍江省主栽品種的抗病性有多重表現,有的品種只具有單一的專化抗性,有的則可以分別抵抗幾個甚至全部生理小種,具有廣譜抗性。專化抗1個和4個生理小種的品種比例最高,共有8個,占主栽品種的40%,抗8個生理小種的主栽品種有5個,它們是綏農10、寶豐7、黑河22、合豐41和新品系東農163,這幾個品種中,前3個是高產類型,后2個是高產、高油類型,是抗病育種工作中的寶貴資源。8個以上生理小種的品種共6個,占主栽品種的30%,這部分品種是研究灰斑病的重要材料。

2.4 抗病育種

我國的大豆抗灰斑病育種工作始于1976年,到現在已育成抗病推廣品種有合豐27、合豐28、合豐 29、合豐 30、合豐 32、合豐 33、合豐 34以及綏農8(已喪失抗性)、綏農9、綏農10、寶豐7、寶豐8、墾農7、墾農8等20多個,同時也育成了東農 9674、東農 593、綏 945007、綏 945025等抗病品系。東北農業大學大豆研究所選育出一批高抗品種 (系),如東農42、東農43、9674、593、1574、1572等。另外墾農 18、合輻93154-2、黑生101、建農1號和建豐2號、北豆30、北豆35等抗灰斑病品種也開始在黑龍江省推廣。這些品種在生產上對控制大豆灰斑病的危害發揮了重要作用,其中東農9674、合豐29和合豐34能抗黑龍江省8個以上生理小種。在黑龍江省育成的抗灰斑病品種中,15個品種有美國血緣(占62.5%),特別是在15個高抗品種中11個品種有美國血緣(占73.3%)。這說明美國品種資源在黑龍江省大豆抗灰斑病育種中的重大作用。從育種方法來看,抗病品種中合豐28、合豐29、合豐34等19個品種是采用單交法育成,合豐27、合豐30是采用單回交法育成,綏農8、綏農9是采用三交法育成,牡豐6、黑河9、合豐33是用輻射處理單交或三交組合后代法育成。

2.5 灰斑病基因的分子標記

用東農91212(感7號小種)與東農9674(抗所有小種)的雜交群體對中國大豆灰斑病7號生理小種抗性基因進行了RAPD標記。用分離體分組分析法篩選到3個與抗性基因連鎖的標記,它們分別是 OPQ12500、OPS03620和OPA041100。其中OPS03620&580的2個片段OPS03620和OPS03580具有共顯性的分離特點,OPS03620與抗病基因的遺傳距離是8.7cM。根據該標記選擇基因型純合和雜合的抗病植株,其符合率分別達到100.0%和97.6%。Southern雜交結果顯示,OPS03620是大豆基因組中的單拷貝或低拷貝序列,可以用作RFLP探針。此標記還被進一步轉化成RFLP標記和SCAR標記(SCS3620&580)。

用SCS3620&5 80對62份大豆灰斑病抗感種質資源的測試顯示,其在絕大部分抗、感種質之間存在明顯多態性,在灰斑病抗病育種中具有廣泛的應用價值。

[1]張曉麗.大豆灰斑病的綜合防治技術[J].安徽農學通報(下半月刊)，2010-09-25.