甜瓜種質資源苗期對枯萎病和白粉病的抗性評價

南宇航　朱子成　王學征　李良睿　欒非時（東北農業大學園藝學院，農業部東北地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，黑龍江哈爾濱150030）

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甜瓜種質資源苗期對枯萎病和白粉病的抗性評價

南宇航朱子成王學征李良睿欒非時*
（東北農業大學園藝學院，農業部東北地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，黑龍江哈爾濱150030）

摘 要：采用單一接種法和復合接種法對從國內外搜集的126份甜瓜種質資源進行苗期枯萎病和白粉病抗性鑒定。結果表明：單一接種條件下，枯萎病抗性評價結果為高抗種質7份，抗病種質42份，中抗種質61份，感病種質15份，高感種質1份；白粉病抗性評價結果為高抗種質9份，抗病種質42份，中抗種質72份，感病種質3份。復合接種條件下，篩選出甜瓜雙抗種質1份，種質名稱為PI164331，引自印度。通過兩種接種方法相關性分析可知，復合接種鑒定結果與單一接種鑒定結果呈顯著性正相關。

關鍵詞：甜瓜；枯萎病；白粉病；抗病性評價

南宇航，女，碩士研究生，專業方向：甜瓜分子育種，E-mail：nanyuhang@126.com

甜瓜枯萎病（Fusarium wilt）是由尖孢鐮刀菌甜瓜專化型（Fusarium oxysporum f. sp. melonis） 侵染所致，病原菌分為4個生理小種（0、1、2、1.2）（楊加付 等，2011）。甜瓜枯萎病是世界性甜瓜病害，一旦發生，難以根除，隨著連作年份的增加及栽培面積的擴大，發病率不斷升高，嚴重影響甜瓜的產量和質量，給生產帶來極大損失（劉春艷 等，2010；張淑梅 等，2010）。該病是典型的土傳病害，藥劑防治相對困難，且長期用藥會使病原菌產生抗藥性，防治效果降低，因此選育抗病品種是最經濟、有效的防治措施（韓金星 等，2009）。苗期進行抗病性鑒定，可以客觀地評價甜瓜品種對枯萎病的抗性（林德佩，1993；辛建華和傅振專，1997）。

甜瓜白粉病（Sphaerotheca fuligenea Poll.）是廣泛發生的世界性病害（Kuzuya et al．，2003），春秋兩季發病較重，發病率達30%～100%，我國露地和保護地甜瓜每年都因白粉病造成大量減產，并嚴重影響甜瓜品質（中國農業科學院鄭州果樹研究所，2000）。近年來，隨著我國甜瓜種植面積的逐年擴大，白粉病發生也日趨嚴重。為害甜瓜的白粉病病菌有3個屬，6個種，其中主要病原菌為瓜單囊殼白粉菌〔Podosghaera xanthii（原稱Sphaerotheca fuliginea）〕和二孢白粉菌〔Golovinamyces cichoracearum（原稱Erysiphe cichoracearum）〕（Kuzuya et al．，2006）。瓜單囊殼白粉菌又包含很多生理小種，已經發現的有11個，分別是小種0、1、2US、2France、3、4、5、N1、N2、N3和N4；二孢白粉菌有2個生理小種，分別是小種0和1。目前，我國甜瓜白粉病的主要病原菌是瓜單囊殼白粉菌（P. Xanthii）（鄭儒永和余永年，1987；王建設和陳杭，2000；蘇瑞 等，2013）。白粉病癥狀首先表現為葉片表面出現分散褪綠斑點，進而褪綠，斑點上很快長出成堆的白粉狀霉層，霉層相連使整個植株均被白粉狀霉層覆蓋，葉片變脆、硬，植株黃萎干枯、早衰死亡（Sitterly，1978）。因此，選育抗白粉病的甜瓜品種迫在眉睫。

本試驗對126份國內外甜瓜種質資源進行苗期枯萎病和白粉病抗性評價，這對開展甜瓜種質資源枯萎病和白粉病抗性鑒定及國際間和國內省區間引種等方面都有著極其重要的意義，為甜瓜抗性的遺傳改良及抗病新品種選育提供依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試國內外甜瓜種質資源共126份（表3），由東北農業大學西甜瓜分子育種研究室提供；供試甜瓜白粉病樣本采自東北農業大學設施園藝工程中心，來自初感白粉病的新鮮甜瓜葉片；供試白粉病生理小種鑒別寄主共13份（表1），由中國農業科學院蔬菜花卉研究所提供；供試白粉病感病材料為PI179903，由東北農業大學西甜瓜分子育種研究室提供；供試甜瓜枯萎病病原菌為尖孢鐮刀菌甜瓜專化型生理小種1，由東北農業大學農學院病理實驗室分離并鑒定。

1.2試驗方法

2013年6～9月和2014年6～9月在東北農業大學設施園藝工程中心病原菌鑒定溫室內進行甜瓜病害調查及品種抗性鑒定試驗。試驗材料及鑒別寄主都采用隨機區組設計，3次重復，每重復30株。1.2.1 病原菌的制備 利用Armstrong液體培養基將尖孢鐮刀菌甜瓜專化型生理小種1制備成濃度為1×106個·mL-1的孢子懸浮液用于接種 （劉朋義等，2011）。

采集初感白粉病的新鮮甜瓜葉片50～60片進行鏡檢（Thomas & Nugent，1983），并將其在白粉病鑒別寄主上自交繁殖，對照甜瓜白粉病鑒別寄主的抗感反應表（表1）進行生理小種鑒定。其中，PMR45是否發病是區別瓜單囊殼白病菌（S. fuliginea）生理小種1和2的關鍵因素，PMR45表現為抗病，表明該病菌為生理小種1，表現感病表明是生理小種2；Edisto47和PI414723是否發病是區別生理小種2的兩個變種2US和2France的關鍵因素，二者表現為抗病表明是生理小種2France，表現感病表明是小種2US。采集此小種在感病材料PI179903上擴繁并純化，且用無菌水配制成濃度為5×103個·mL-1的孢子懸浮液，用于接種鑒定。

表1　甜瓜白粉病菌生理小種的鑒別寄主及其抗感反應

1.2.2種子處理 每份種質資源分別選取粒大飽滿的種子包好，用0.05%次氯酸鈉浸泡15～20 min進行種子消毒，無菌水多次沖洗，再浸泡在無菌水中6～8 h后，放入培養箱中27 ℃催芽，待露白后，播在裝有滅菌土的營養缽中。出苗后，篩選出長勢較好的幼苗接種。

1.2.3接種方法 單一接種法：將枯萎病和白粉病兩種病害在同一品種的不同植株上接種，枯萎病采用蘸根接種法（王登明 等，2009），待甜瓜幼苗長到一葉一心時接種；白粉病采用子葉噴霧法接種（徐志豪 等，1999）。為了避免白粉病與枯萎病植株互相侵染，搭小拱棚將兩種病害隔離開來。

復合接種法：將枯萎病和白粉病兩種病害在同一品種的同一植株上進行接種（選擇單一接種抗病性較好的40份甜瓜種質），同樣枯萎病采用蘸根接種法，白粉病采用子葉噴霧接種法。

1.3葉片病情分級及反應型劃分標準

枯萎病：接種7～10 d、植株充分發病后，調查發病情況。病情分級及反應型參照《中華人民共和國農業行業標準》中的相關規程（宋英 等，2012）。病情分級標準為：0級，無病癥；1級，子葉萎蔫或部分子葉與真葉輕微萎蔫；2級，1 片真葉萎蔫或子葉較重萎蔫；3級，子葉及部分真葉萎蔫；4級，整株輕度萎蔫，部分枯死，但是心葉仍然成活；5級，整株嚴重萎蔫并枯死。依據上述分級標準調查病情，并計算病情指數（DI）（Bora 等，2004）。抗性分級標準為：高抗（HR），DI＜10；抗病（R），10≤DI＜30；中抗（MR），30≤DI＜50；感病（S），50≤DI＜70；高感（HS），DI≥70（宋英 等，2012）。

白粉病：接種12～15 d、植株充分發病后，調查發病情況。病情分級標準參考馬鴻艷等（2009）方法，共分6級：0級，整株沒有病癥；1級：僅子葉有很少量白粉，白粉模糊；2級，僅子葉有較多白粉或子葉有白粉，莖上有很少量白粉，白粉明顯；3級，子葉有很多白粉，莖上有少量白粉，白粉厚，連片；4級，子葉和莖上布滿白粉，白粉濃厚；5級，植株死亡。依據上述分級標準調查病情，并計算病情指數（DI）（Bora 等，2004）。抗性分級標準為：高抗（HR），DI≤15；抗病（R），15＜DI≤35；中抗（MR），35＜DI≤55；感病（S），55＜DI≤75；高感（HS），DI＞75（宋英 等，2012）。

1.4相關性分析

利用SPSS 19.0軟件對單一接種法和復合接種法的試驗數據進行Pearson相關性分析。

2　結果與分析

2.1白粉病菌生理小種鑒定

采集到的白粉病菌經鏡檢觀察到分生孢子有纖維狀體，確定本試驗所采集的白粉病菌均是S. fuliginea。分別在甜瓜鑒別寄主上接種白粉病菌，鑒別寄主IranH、Topmark、Vedrantais和Nantais Oblong都表現為感病，而PI124112、PI124111、WMR29、Edisto47、PI414723、PMR5、PMR6、PMR45和MR-1都表現為抗病（表2）。根據13個鑒別寄主的抗感反應（表1），鑒定該菌源是生理小種1。

表2　甜瓜白粉病菌生理小種鑒定結果

2.2單一接種鑒定

由表3可知，126份甜瓜材料對白粉病和枯萎病表現出不同程度的抗性。其中，對枯萎病表現高抗的種質有7份，分別是PI508448、PI200817、PI441987、PI164330、PI1446931、PI174175、PI164331，其中抗性最高的是來源于韓國的PI508448，病情指數為3.35；表現抗病的種質有42份；中抗種質61份；感病種質15份；高感種質1份，是來自于印度的厚皮甜瓜PI180280，其病情指數為72.01。對白粉病抗性表現高抗的甜瓜種質有9份，分別是PI162668、PI179914、古魯滅、PI164635、PI164331、PI183304、Ames26811、Pezsiano、PI164750，其中來源于阿根廷的種質PI162668抗性最高，病情指數為4.14；表現抗病的甜瓜種質42份；中抗種質72份；感病種質3份，抗性最弱的是來源于俄羅斯的厚皮甜瓜Peslita，其病情指數為70.49。采用單一接種法對兩種病害同時表現高抗的甜瓜種質有1份，是來自印度的PI164331。

表3　甜瓜種質資源單一接種鑒定結果

續表

續表

表4　甜瓜種質資源復合接種鑒定結果

2.3復合接種鑒定

根據單一接種鑒定結果篩選出抗性相對較強的40份甜瓜種質資源進行復合接種。如表4所示，鑒定結果與單一接種相比較，大部分材料的病情指數都有所升高，而且對單一病害表現高抗的材料也相對減少。同時表現抗病的種質只有1份，是來自印度的PI164331。復合接種中對枯萎病表現抗病且對白粉病表現中抗的種質有3份，分別是14-1-3-1、16-8-1-1、Peslita；對枯萎病表現中抗且對白粉病表現抗病的種質有4份，分別是PI1446928、PI124112、PI307588、PI164330。有9份種質對復合接種表現中抗，其余都存在不同程度感病和高感表現。

2.4單一接種和復合接種的相關性分析

由表3和表4可知，單一接種方法和復合接種方法病情指數的變化具有一致性，且同時接種兩種病原菌，不同品種枯萎病病情指數均高于單一接種，白粉病病情指數均高于單一接種或與單一接種相當（Pesita除外）。對兩種接種方法的調查結果用SPSS 19.0軟件進行Pearson相關性分析，r枯萎病= 0.667*，r白粉病=0.692*，說明兩種接種方法的鑒定結果呈顯著正相關。

3　結論與討論

3.1單一接種和復合接種對甜瓜種質資源的抗性評價

本試驗采用單一接種法對126份甜瓜種質資源進行了枯萎病和白粉病的抗性評價。從中篩選出40份對枯萎病抗性較強的種質資源，但是采用復合接種方法后，表現抗病的種質資源多表現為感病，在調查中甚至出現了植株死亡的現象；相較于單一接種，大部分品種的病情指數都有所升高，說明對于甜瓜來說，同時入侵的病害越多對植株造成的傷害越嚴重。這與不同黃瓜品種對枯萎病、白粉病及霜霉病的抗性鑒定研究（宋英 等，2012）中所描述的復合抗性鑒定結果一致。在本試驗中，1份來自俄羅斯的種質資源Peslita，單一接種對枯萎病表現為中抗，對白粉病表現為感病，但在復合接種后其對枯萎病表現為抗病，對白粉病表現為中抗，兩種病害的抗性都增強了。這種現象在甜瓜苗期復合接種多抗性方法的研究（張學軍 等，2013）中也有發現，推測可能是前期接種病原菌誘導植株產生植保素類物質，植株對病原菌產生一定的抗性，抑制病害的繼續發展。另外筆者推測，也許在復合接種時該品種產生了某種酶，同時抵抗這兩種病害對其的侵染程度，亦或某個基因位點產生突變，使得兩種病害產生拮抗作用，這些推測還需要通過進一步的試驗來驗證。

3.2單一接種和復合接種鑒定結果的相關性分析

張素勤等（2007）在對黃瓜霜霉病和白粉病抗性的相關性研究中認為復合接種鑒定結果與單一接種鑒定結果相關性高、準確、科學。本試驗根據相關性分析得知，甜瓜種質單一接種和復合接種方法的結果呈顯著正相關，由于甜瓜復合接種篩選技術利用同一植株即可鑒定多種病害，大大縮短了鑒定周期，提高了選擇效率，同時可以節約種子等試驗材料和試驗空間，尤其是在種質資源短缺的情況下其優點更為突出。因此，可以適當選擇復合接種來替代單一接種。

3.3不同來源的甜瓜種質資源抗性評價比較

本試驗收集的126份甜瓜種質資源來源廣泛，在對枯萎病和白粉病的抗性未知的情況下進行兩種病菌的抗病性評價，其中來源于緬甸、薩爾瓦多、哥倫比亞、韓國和以色列的種質不論是單一接種還是復合接種，都表現出較強的抗性，其次是來源于美國、阿富汗、阿根廷和土耳其的種質，而來源于中國和俄羅斯的種質在復合接種中都明顯表現出不同程度的感病狀態。

甜瓜種質資源對枯萎病抗性的苗期人工接種鑒定研究表明，高抗和中抗材料多來源于美國、印度等地，中國的甜瓜材料絕大多數都是感病類型，但某些地方品種表現出不完全抗性（顧衛紅和王鳴，1989）。由此看出，我國甜瓜的抗性育種工作有待提高，而且在甜瓜的抗性育種中必須十分重視國外優良抗性資源的引用；對于種質資源抗病性評價還需深入研究，才能為培育出抗性強、品質好的品種提供理論基礎。

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Evaluation of Melon Germplasm Resistant to Fusarium Wilt and Powdery Mildew in Seedling Stage

NAN Yu-hang，ZHU Zi-cheng，WANG Xue-zheng，LI Liang-rui，LUAN Fei-shi*
〔College of Horticulture，Northeast Agricultural University，Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural crops（Northeast region），Ministry of Agriculture，Harbin 150030，Heilongjiang，China〕

Abstract：The resistances to Fusarium oxysporum f. sp. melonis race1 and Sphaerotheca fuliginea race 1 of 126 melon germplasm resources from China and abroad were identified by single and composite inoculations with spore suspension in seedling stage，respectively. The result indicated that under single inoculation condition，7 were highly resistant to Fusarium wilt，42 were resistant，61 were mid-resistant，15 were susceptible and 1 was highly susceptible．While 9 were highly resistant to powdery mildew，42 were resistant，72 were mid-resistant，and 3 were susceptible. Under composite inoculation condition，PI164331 introduced from Indian was screened as resistant to both Fusarium wilt and powdery mildew. Significant positive correlations were observed between the evaluation results of single inoculation and composite inoculation，though correlation analysis of these 2 methods.

Key words：Melon；Fusarium wilt；Powdery mildew；Resistant evaluation

*通訊作者（Corresponding auther）：欒非時，女，教授，博士生導師，專業方向：西甜瓜分子遺傳育種，E-mail：luanfeishi@sina.com

收稿日期：2015-01-21；接受日期：2015-04-07

基金項目：農業部“948”計劃項目（2014-S150），哈爾濱市科技局應用技術研究與開發項目（2013AE6AW061），黑龍江省應用技術研究與開發計劃項目（GC13B109）