馬鈴薯品種對枯萎病菌的抗性鑒定

曲延軍, 蒙美蓮, 張笑宇, 陳雯廷, 胡 俊, 馬志偉, 陳 慧

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 呼和浩特 010019)

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馬鈴薯品種對枯萎病菌的抗性鑒定

曲延軍, 蒙美蓮, 張笑宇, 陳雯廷, 胡 俊*, 馬志偉, 陳 慧

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 呼和浩特 010019)

通過室內(nèi)接種試驗與田間接種試驗,調(diào)查評價供試馬鈴薯品種對枯萎病菌的抗性。結(jié)果顯示,供試的馬鈴薯品種中沒有免疫品種,脫毒組培苗接種病原菌測定的19個品種中,表現(xiàn)為中抗的品種有2個,占供試品種的10.53%;表現(xiàn)為中感的品種有10個,占供試品種的52.63%;表現(xiàn)為高感的品種7個,占供試品種的36.84%。田間接種病原菌測定的20個品種中,中抗及以上品種有9個,占供試品種的45%,中感及高感品種11個,占供試品種的55%。

馬鈴薯; 枯萎病; 尖孢鐮刀菌; 抗性鑒定

馬鈴薯枯萎病是由鐮刀菌侵染所致的土傳病害,據(jù)Rakhimov等[1]報道,馬鈴薯枯萎病是由鐮刀菌的5個不同種引起的,即尖孢鐮刀菌(FusariumoxysporumSchlecht.)、茄類鐮刀菌[F.solani(Mart.) Sacc.]、串珠鐮刀菌(F.moniliformeSheld.)、接骨木鐮刀菌(F.sambucinumFuckel)、雪腐鐮刀菌[F.nivale(Fr.) Ces.]。據(jù)薛玉鳳[2]的研究,內(nèi)蒙古馬鈴薯枯萎病病原菌有尖孢鐮刀菌、茄類鐮刀菌、三線鐮刀菌[F.tricinctum(Corda) Sacc.]，尖孢鐮刀菌為主要致病菌且其致病力也最強(qiáng)。馬鈴薯是內(nèi)蒙古地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物,2011年種植面積增加到71.27萬hm2,鮮薯產(chǎn)量達(dá)982.5萬t[3]。近年來,根據(jù)本課題組的調(diào)查研究,內(nèi)蒙古種植區(qū)馬鈴薯枯萎病發(fā)生比較嚴(yán)重,而目前對于馬鈴薯枯萎病還沒有有效的防治措施[2,10]。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐及科學(xué)研究成果可知[4-5],各種作物病害的防治過程中,選用抗病品種是經(jīng)濟(jì)、有效、簡便的方法。因此本試驗選擇了內(nèi)蒙古地區(qū)主栽的20個馬鈴薯品種進(jìn)行室內(nèi)和田間試驗,以明確供試馬鈴薯品種對枯萎病菌的抗性水平,為更好地防治馬鈴薯枯萎病奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試病原菌

馬鈴薯枯萎病菌：尖孢鐮刀菌(F.oxysporum)由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物病理教研室分離、鑒定、保存。

1.1.2 供試馬鈴薯品種

‘大西洋’、‘底西芮’、‘費烏瑞它’、‘夏坡蒂’、‘克新一號’、‘鈴田99’、 ‘后旗紅’、‘紫花白’、‘民豐紅’、‘紫羅蘭’、‘青薯168’、‘鈴田紅’、‘臺灣紅皮’、‘澀皮紅’、‘布爾班克’、‘隴薯3號’、‘LK99’、‘隴薯5號’、 ‘隴薯7號’、‘紅彩’。

1.1.3 培養(yǎng)基

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA);Czapek 培養(yǎng)基;麥麩培養(yǎng)基;MS培養(yǎng)基(用于馬鈴薯組織培養(yǎng))。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同馬鈴薯品種脫毒組培苗對尖孢鐮刀菌抗性的室內(nèi)鑒定

將尖孢鐮刀菌轉(zhuǎn)接到PDA培養(yǎng)基上,于25 ℃下,12 h黑暗/光照交替培養(yǎng)7 d,沿菌落邊緣打取直徑為7 mm的菌餅,放入裝有150 mL Czapek液體培養(yǎng)基(115 ℃,滅菌20 min)的300 mL的錐形瓶中,每瓶5個菌餅,25 ℃ 120 r/min連續(xù)振蕩培養(yǎng)15 d,得到的培養(yǎng)液即為菌懸液。取3 mL孢子濃度為1×107個/mL 的菌懸液于滅過菌的試管中,以3 mL Czapek液體培養(yǎng)基作為空白對照。將在MS培養(yǎng)基上培養(yǎng)20 d,長勢、健壯程度相當(dāng)?shù)牟煌贩N馬鈴薯組培苗用無菌水沖凈根部培養(yǎng)基后移入裝有菌懸液或?qū)φ张囵B(yǎng)基的各試管中,使根系浸入菌懸液或?qū)φ张囵B(yǎng)基中,每試管1株,每個品種處理20株幼苗,重復(fù)3次。將處理后的組培苗置于25 ℃、4 000 lx光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(光照16 h/d),7 d后按照1.2.3病情分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行病級調(diào)查,計算病情指數(shù)、病株率及相對抗病指數(shù),根據(jù)相對抗病指數(shù)進(jìn)行抗性評價。

1.2.2 不同馬鈴薯品種對尖孢鐮刀菌的田間抗性試驗

試驗于2013年5月-10月在呼和浩特市武川縣毛黑溝試驗田進(jìn)行。采用土壤接種法,即將尖孢鐮刀菌用麥麩培養(yǎng)基擴(kuò)大培養(yǎng)(25 ℃,培養(yǎng)20 d)后晾干,孢子量為5×108個/g,每株穴施2 g。每小區(qū)(40 m2)施撒可富復(fù)合肥(N-P-K：12-19-16)3.60 kg作基肥。種薯為各品種脫毒組培苗繁育的原原種。試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,小區(qū)寬4 m,長10 m,單行種植,行距90 cm,株距30 cm,田間常規(guī)管理。2013年9月10日按照1.2.3病情分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行病級調(diào)查及病株率的調(diào)查,9月25日調(diào)查病薯率。

1.2.3 調(diào)查項目及計算方法

室內(nèi)脫毒組培苗枯萎病病情分級標(biāo)準(zhǔn)：

0級：葉片沒有明顯枯黃萎蔫,植株生長正常;

1級：0～20%的葉片枯黃萎蔫;

2級：21%～40%的葉片枯黃萎蔫;

3級：41%～60%的葉片枯黃萎蔫;

4級：61%～80%的葉片枯黃萎蔫;

5級：80%以上的葉片枯黃萎蔫或整株枯死。

田間馬鈴薯枯萎病病情分級標(biāo)準(zhǔn)：

0級：葉片沒有明顯枯黃萎蔫,植株生長正常;

1級：0～25%的葉片枯黃萎蔫;

2級：26%～50%的葉片枯黃萎蔫;

3級：51%～75%葉片枯黃萎蔫;

4級：75%以上葉片萎蔫或整株枯死。

枯萎病病薯調(diào)查方法：切開薯塊臍部,塊莖維管束呈虛線狀褐變?yōu)椴∈怼?/p>

病株率(%)=維管束褐變的植株總數(shù)/調(diào)查植株總數(shù)×100;

病薯率(%)=維管束褐變的塊莖總數(shù)/調(diào)查塊莖總數(shù)×100;

病情指數(shù)=∑(各級病株數(shù)×各級代表值)/(調(diào)查總株數(shù)×最高級代表值)×100;

相對抗病指數(shù)=1-所測品種病情指數(shù)/發(fā)病最重品種病情指數(shù);

相對抗病指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)：

1:免疫(I);

0.99～0.80:高抗(HR);

0.79～0.60:中抗(MR);

0.59～0.40:中感(MS);

0.39～0.00:高感(HS)。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)脫毒組培苗對尖孢鐮刀菌的抗性表現(xiàn)

室內(nèi)脫毒組培苗對尖孢鐮刀菌的抗性表現(xiàn)見表1。

從表1可以看出,室內(nèi)接種處理的19個馬鈴薯品種中,沒有免疫品種,表現(xiàn)為中抗(MR)的品種有‘后旗紅’、‘底西芮’,占供試品種的10.53%;表現(xiàn)為中感(MS)的品種有‘紫花白’、‘隴薯3號’、‘紫羅蘭’、‘鈴田紅’、‘臺灣紅皮’、‘民豐紅’、‘澀皮紅’、‘LK99’、‘隴薯5號’、‘隴薯7號’,占供試品種的52.63%;表現(xiàn)為高感的品種有‘費烏瑞它’、‘大西洋’、‘夏坡蒂’、‘克新一號’、‘布爾班克’、‘鈴田99’、‘青薯168’,占供試品種的36.84%。并且所有供試的馬鈴薯品種植株發(fā)病率均較高,幾乎都達(dá)到100%。

表1 馬鈴薯脫毒組培苗對尖孢鐮刀菌的抗性1)

1) 運(yùn)用SAS進(jìn)行統(tǒng)計分析,表中病情指數(shù)列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

Statistical analysis was made using SAS procedure. Data with different small letters indicate significant difference at 0.05 level.

2.2 供試馬鈴薯品種對尖孢鐮刀菌的田間抗性分析

2.2.1 馬鈴薯品種對尖孢鐮刀菌的田間抗性表現(xiàn)

馬鈴薯品種對尖孢鐮刀菌的田間抗性表現(xiàn)見表2。

從表2可以看出,田間接種處理的20個馬鈴薯品種中,對枯萎病表現(xiàn)為高抗(HR)的品種有‘后旗紅’,占供試品種的5%;表現(xiàn)為中抗(MR)的品種有‘紫花白’、‘底西芮’、‘隴薯3號’、‘臺灣紅皮’、‘澀皮紅’、‘LK99’、‘隴薯5號’、‘隴薯7號’,占供試品種的40%;表現(xiàn)為中感的品種有‘青薯168’、‘鈴田紅’、‘克新一號’,占供試品種的15%;表現(xiàn)為高感的品種有‘費烏瑞它’、‘大西洋’、‘夏坡蒂’、‘紫羅蘭’、‘民豐紅’、‘布爾班克’、‘鈴田99’、‘紅彩’,占總供試品種的40%。

表2 馬鈴薯品種對尖孢鐮刀菌的田間抗性

2.2.2 病株率與病薯率的關(guān)系

圖1為供試馬鈴薯品種病株率與病薯率的對比。

由圖1和表2可知,在供試的馬鈴薯品種中,抗病品種的病薯率較低,而感病品種的病薯率相對較高。感病品種病薯率最高達(dá)到91.47%,抗品種病薯率最低為33.15%。感病品種的植株發(fā)病率可達(dá)100%,高抗品種‘后旗紅’的病株率為36.54%。

圖1 供試馬鈴薯品種病株率與病薯率的對比Fig.1 Comparison of rate of diseased plants and tubers among different potato cultivars

2.2.3 病情指數(shù)與病薯率的關(guān)系

圖2為供試馬鈴薯品種病情指數(shù)與病薯率的對比。

對田間供試的20個馬鈴薯品種的病情指數(shù)(X)與病薯率(Y)用SPSS和DPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行線性回歸[6],得到線性回歸方程Y=23.676+0.560X,相關(guān)系數(shù)R=0.853,查r與R兩尾臨界值表得r(18,0.05)=0.444,r(18,0.01)=0.561,相關(guān)系數(shù)R>r,所以田間供試的20個馬鈴薯品種的病薯率與病情指數(shù)達(dá)顯著相關(guān)水平,說明病薯率與病情指數(shù)成正相關(guān),即病情指數(shù)越大,病薯率越高。

圖2 供試馬鈴薯品種病情指數(shù)與病薯率的對比Fig.2 Comparison of disease index and rate of diseased tubers among different potato cultivars

2.3 馬鈴薯脫毒組培苗室內(nèi)接種病原菌和田間接種病原菌抗性鑒定對比分析

將室內(nèi)脫毒組培苗接種病原菌處理與田間接種病原菌處理的相同的19個馬鈴薯品種的病情指數(shù)用SPSS和DPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行線性回歸,得到線性回歸方程Y=24.676+0.630X,相關(guān)系數(shù)R=0.817,查r與R兩尾臨界值表得r(17,0.05)=0.456,r(17,0.01)=0.575,相關(guān)系數(shù)R>r,所以室內(nèi)與田間供試的相同的19個馬鈴薯品種的室內(nèi)脫毒組培苗接種病原菌的病情指數(shù)與田間接種病原菌的病情指數(shù)達(dá)顯著相關(guān)水平,表明室內(nèi)脫毒組培苗抗性與田間植株抗性正相關(guān)。

3 討 論

選用抗病品種是綜合防治各種病害的重要措施之一,采用人工接種的方式,人為地創(chuàng)造病害發(fā)生的條件,進(jìn)行種質(zhì)資源的抗病性鑒定,從而迅速對試驗材料的抗性進(jìn)行科學(xué)評價,為預(yù)防病害的發(fā)生與傳播及選育抗病品種提供依據(jù)與材料。

馬鈴薯品種對枯萎病菌的抗性鑒定國內(nèi)外未見報道。據(jù)薄天岳等[7]利用亞麻枯萎病病圃,對508份國內(nèi)外亞麻品種資源進(jìn)行了抗枯萎病的鑒定和評價,高抗(HR)品種占供試總數(shù)的8.9%、中抗(MR)占7.5%、低抗(LR)占12.5%、低感(LS)占18.1%、中感(MS)占22.1%和高感(HS)占30.9%。王繼華等[8]的研究,采用土壤接種方法對30個香石竹品種進(jìn)行了田間鐮刀菌枯萎病抗性的鑒定,結(jié)果表明,30個品種中沒有發(fā)現(xiàn)免疫品種,其中高抗品種占鑒定總數(shù)的16.7%,中抗占40.0%,中感占13.3%,高感占30.0%。據(jù)宋榮浩[9]等對78份西瓜品種資源的室內(nèi)苗期抗枯萎病接種鑒定結(jié)果表明,供試材料中沒有對枯萎病免疫的品種,其中表現(xiàn)高抗品種占總數(shù)的11.5%,中抗品種占17. 9%,輕抗品種占41.0%,感病品種占29.5%。本試驗中供試的馬鈴薯品種對枯萎病沒有免疫品種,室內(nèi)測定與田間試驗結(jié)果表明,高感品種達(dá)30%～40%,而中抗及以上品種占5%～40%,所有品種植株發(fā)病率均較高,且病情指數(shù)越大,病薯率越高。因此對抗枯萎病菌鑒定的馬鈴薯品種范圍應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大,并針對不同地域所適合種植的品種分區(qū)域分品種進(jìn)行抗性評價,從而為抗病育種提供抗病品種及親本材料。在防治馬鈴薯枯萎病的過程中,選育抗病品種的同時,應(yīng)建立無病種薯田,培育無病種薯,盡量杜絕初侵染來源,合理施肥,結(jié)合起壟覆膜的栽培方式[10],避免田間積水,創(chuàng)造能對馬鈴薯生長有利而對枯萎病的發(fā)生有抑制作用的生態(tài)環(huán)境。

[1] Rakhimov U Kh,Khakimov A Kh.Wilt of potatoes in Uzbekistan [J].Zashchita i Karantin Rastenii,2000,3:46.

[2] 薛玉鳳,蒙美蓮,胡俊,等.6種殺菌劑對馬鈴薯枯萎病菌的室內(nèi)毒力測定[J].中國馬鈴薯,2012,26(4):228-230.

[3] 陳伊里,屈冬玉.馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與農(nóng)村區(qū)域發(fā)展[M].哈爾濱：哈爾濱地圖出版社,2013:8-18.

[4] 陳紅梅,李金花,柴兆祥,等.35個馬鈴薯品種對鐮刀菌干腐病優(yōu)勢病原的抗病性評價[J].植物保護(hù)學(xué)報,2012,39(4):308-314.

[5] 李淑菊,王惠哲,楊瑞環(huán),等.黃瓜黑斑病苗期抗病性鑒定方法及品種抗病性評價[J].中國蔬菜,2012(2):72-74.

[6] 王信,程亮,郭青云.青海省馬鈴薯品種對晚疫病菌的抗性分析[J].中國馬鈴薯,2011,25(4):238-241.

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[9] 宋榮浩,戴富明,楊紅娟,等.西瓜品種資源對枯萎病和蔓枯病的抗性鑒定[J].植物保護(hù),2009,35(1):117-120.

[10]王曉麗,蒙美蓮,胡俊,等.馬鈴薯枯萎病初侵染來源及栽培與發(fā)病的關(guān)系[J].中國馬鈴薯,2012,26(3):169-173.

(責(zé)任編輯：王 音)

Identification of potato resistance to blight caused byFusariumoxysporum

Qu Yanjun, Meng Meilian, Zhang Xiaoyu, Chen Wenting, Hu Jun, Ma Zhiwei, Chen Hui

(College of Agronomy, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, China)

Field and laboratory inoculation were conducted to evaluate potato resistance to blight caused byFusariumoxysporum. The results indicated that none of potato cultivars selected was immune. By inoculated with virus-free potato seedlings, 2 potato cultivars with moderate resistance were identified, accounting for 10.53%,10 potato cultivars showed moderate susceptible level, accounting for 52.63%, and 7 potato cultivars showed higher susceptible level, accounting for 36.84%. Field trials by inoculating 20 potato cultivars withF.oxysporumdemonstrated that 9 cultivars showed resistant level, accounting for 45%, and 11 cultivars showed susceptible level, accounting for 55%.

potato; blight;Fusariumoxysporum; resistance identification

2014-03-20

2014-08-14

國家現(xiàn)代馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)崗位專家專項(nycytx-15,gwzj-20)

S 435.32

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.029

* 通信作者 E-mail:hujun6202@126.com