馬鈴薯主要病毒侵染不同品種癥狀及對產量的影響

范國權，高艷玲，張 威，張 抒，申 宇，邱彩玲，白艷菊，劉 凱，喻 江

（1.黑龍江省農業科學院植物脫毒苗木研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；2.黑龍江省農業科學院，黑龍江 哈爾濱 150086；3.哈爾濱商業大學，黑龍江 哈爾濱 150028）

農業部脫毒馬鈴薯種薯質量監督檢驗測試中心（哈爾濱）在2004～2015年田間普查中發現，目前中國大多數馬鈴薯種薯質量達不到國家標準指標要求，其主要原因是由于馬鈴薯病毒病超標。馬鈴薯病毒病也是造成中國馬鈴薯產量較低的主要原因之一[1-3]。降低馬鈴薯種薯病毒病的發生率，提高種薯質量對中國馬鈴薯產業的健康發展尤為重要。

馬鈴薯病毒病可以造成植株葉片花葉、壞死和皺縮等癥狀，影響植株高度和降低產量。通過識別癥狀和了解危害，增強對病害防控的重視，在田間可以及時去除病毒株，有助于降低病原量，凈化種植環境，提高種薯質量。

通過連續多年的田檢工作，發現危害中國馬鈴薯較嚴重的病毒主要有馬鈴薯Y病毒（Potato virus Y，PVY）、馬鈴薯 S病毒（Potato virus S，PVS）、馬鈴薯M病毒（Potato virus M，PVM）、馬鈴薯X病毒（Potato virus X，PVX）、馬鈴薯卷葉病毒（Potato leafroll virus，PLRV）、馬鈴薯 A病毒（Potato virus A，PVA）和馬鈴薯紡錘塊莖類病毒（Potato spindle tuber viroid，PSTVd），病毒的復合侵染對馬鈴薯的影響更嚴重。目前，系統地開展對5種馬鈴薯主要病毒（PVY、PVS、PVX、PVM和PVA）及類病毒（PSTVd）單一或多個復合侵染馬鈴薯主栽品種互作的研究較少。本研究針對黑龍江省馬鈴薯主栽品種，調查PVY、PVS、PVX、PVM和PVA 5種主要病毒和PSTVd單一侵染及復合侵染的危害情況，分析不同病毒和不同馬鈴薯品種互作影響，認識危害，這對中國馬鈴薯的田間檢驗工作具有重要的指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1毒源

用于接種的馬鈴薯病毒及類病毒分別是：PVY、PVS、PVX、PVM、PVA和PSTVd。毒源均來自黑龍江省農業科學院植物脫毒苗木研究所。

1.1.2 供試馬鈴薯品種及種薯級別

用于接種的10個馬鈴薯種薯分別為‘克新13號’、‘克新18號’、‘克新1號’、‘尤金’、‘黃麻子’、‘早大白’、‘荷蘭15號’、‘大西洋’、‘中薯5號’和‘中薯3號’。馬鈴薯試驗種薯均來自黑龍江省農業科學院植物脫毒苗木研究所，種薯級別為原原種，大小均一，重約5 g。

1.2 試驗方法

1.2.1 小區設計

2015年5月20日，10個馬鈴薯品種播種于黑龍江省農業科學院試驗地，以接種病毒類型為單位設置小區，壟寬80 cm，株距25 cm，小區內過道間距2 m左右，小區間距2.5 m。共9個處理，每個處理4株，重復3次，隨機區組排列。在80目網棚內進行。

1.2.2 病毒接種

6月12日，馬鈴薯植株長至10 cm左右時進行接種，接種方法為毒源用pH 7.0磷酸緩沖液研磨后，采用金剛砂（400目）摩擦接種。接種部位均為頂部剛展開葉片的頂小葉，復合病毒接種2種病毒分別研磨，接種同一植株的不同葉片，每類病毒接2片葉。接種2 min后用清水沖洗接種葉片。用于接種馬鈴薯病毒及類病毒共9種接種類型，分別為PVA、PVY、PVX、PVM、PVS、PVY和PVA混合接種（以下Y+A表示）、PVY和PVX混合接種（以下Y+X表示）、PVY和PVS混合接種（以下Y+S表示）、PVY和PSTVd混合接種（以下Y+D表示）。對照（CK）材料接種時，方法同上，但接種液中不加毒源。

1.2.3 發病檢測

接種后15 d取植株中上部進行檢測，采用DAS-ELISA法[4,5]、NCM-ELISA法[6]和透射電子顯微鏡法[7]檢測病毒，往返電泳法[8]檢測類病毒。

1.2.4 生物學性狀調查

接種后，7月5日開始目測觀察記錄發病癥狀，調查接種馬鈴薯植株的株高、花葉、壞死、卷葉等初侵染癥狀。用SPSS 16.0（SPSS，Inc.，Chicago，IL）軟件對株高進行方差分析，用Duncan's法進行處理平均數多重比較（P＜0.05）。

1.2.5 考種測產

對所選用的每個馬鈴薯品種進行測產，將馬鈴薯按重量分大小2個等級，分級按照大薯≥40 g，小薯＜40 g進行，統計大薯數，并用SPSS 16.0分析軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯發病鑒定

將接種馬鈴薯進行實驗室病毒檢測，鑒定馬鈴薯發病情況。采用NCM-ELISA檢測方法檢測PVM和PVX；DAS-ELISA檢測方法檢測PVY、PVA和PVS；往返電泳法檢測PSTVd。再使用透射電子顯微鏡檢測法抽檢已檢測的馬鈴薯病毒樣品（圖1），鑒定植株中是否含有除PVY、PVX、PVM、PVS和PVA外的其他病毒，避免影響試驗結果。結果表明，試驗病毒接種均按試驗設計完成，未檢測到除PVX、PVM、PVS、PVA和PVY外的其他病毒。

2.2 株高

圖1 病毒粒子電鏡觀察Figure 1 Electron microscopic observation of virus particles

圖2 病毒接種25 d后植株高度Figure 2 Plant height on the 25th day after virus inoculation

病毒接種25 d后，調查試驗馬鈴薯植株高度，結果如圖2。復合病毒侵染中Y+D對10個品種影響最大，其中對‘克新18號’、‘中薯3號’、‘中薯5號’和‘克新13號’株高影響較大，與對照相比分別降低42.6%、34.0%、23.5%和21.4%，其次為‘荷蘭15號’和‘尤金’。復合病毒侵染中Y+S、Y+A、Y+X分別造成3，4，4個不同品種與對照相比，株高顯著降低。PVY對5個馬鈴薯品種的高度產生顯著影響，是單一病毒侵染中對馬鈴薯品種高度影響最大病毒病，‘克新13號’接種PVY后，與對照相比株高降低22.4%。10個品種中，‘黃麻子’、‘中薯3號’、‘中薯5號’和‘尤金’接種后株高影響最為明顯，與對照相比有4個處理株高表現出顯著變化。其次是‘大西洋’、‘早大白’、‘克新18號’、‘克新13號’和‘克新1號’，接種后與對照相比有2個處理株高表現出顯著變化。

2.3 病毒癥狀

不同馬鈴薯品種與病毒互作感染癥狀見表1，部分感病癥狀如圖3。10個供試馬鈴薯品種苗期接種后，對含有PVY侵染的5個處理（PVY、Y+X、Y+A、Y+S、Y+D）較敏感，均表現出不同程度的感病癥狀，其中‘早大白’、‘克新13號’、‘尤金’和‘中薯5號’在接種25 d后即可表現出明顯感病癥狀，其余供試品種在接種40 d后也出現感病癥狀，感病癥狀多為花葉，葉片、葉脈或莖壞死，葉片或植株皺縮、變形。‘早大白’對PVX侵染敏感，25 d可出現花葉，侵染40 d花葉癥狀明顯。其余病毒對供試馬鈴薯品種侵染癥狀不明顯。

由表1也可以看出，同種病毒侵染馬鈴薯不同品種染病癥狀也存在差異。例如，PSTVd和PVY復合侵染25 d，‘大西洋’、‘早大白’、‘克新18號’和‘克新1號’未出現明顯感病癥狀，在侵染40 d分別出現花葉、頂部葉片成簇狀，重花葉癥狀，而‘荷蘭15號’、‘克新13號’、‘尤金’、‘中薯5號’和‘中薯3號’在接種25 d后即可出現花葉、葉片皺縮、側枝壞死并脫落感病癥狀，接種40 d后感病癥狀更明顯。

2.4 產量

馬鈴薯成熟后，收獲并測定其產量，結果見表2。不同病毒或類病毒侵染對馬鈴薯產量影響存在差異，其中PVY和PVX復合侵染、PVY和PSTVd復合侵染對馬鈴薯產量影響最大，可分別造成不同馬鈴薯品種減產4.0%～73.5%和36.9%～93.2%，其次是Y+S、Y+A、PVY和PVA，PVS、PVM和PVX影響最小。‘大西洋’和‘克新1號’馬鈴薯產量易受馬鈴薯病毒侵染影響，其中PVS、PVM、PVA、PVX、Y+A、Y+X和Y+D侵染造成‘大西洋’品種產量顯著下降，降低44.3%～53.2%；PVA、PVY、Y+S、Y+A、Y+X和Y+D造成‘克新1號’產量顯著下降，降低34.7%～65.2%。‘黃麻子’在接種病毒和類病毒后，產量變化差異不顯著，說明該品種較抗病毒病和類病毒病，但產量不高。‘尤金’僅在接種Y+D后，產量變化差異明顯。

圖3 馬鈴薯接種病毒癥狀部分圖片Figure 3 Some pictures of symptoms of potatoes inoculated with viruses

表1 馬鈴薯與病毒互作侵染癥狀Table 1 Symptoms of potato infected with virus

表2 病毒侵染對馬鈴薯產量的影響（g/株）Table 2 Yield of potato varieties infected with virus or virus combinations(g/plant)

2.5 馬鈴薯大薯率

馬鈴薯成熟后，收獲測定其大薯率，結果見表3。9種侵染處理均可降低供試馬鈴薯品種大薯率。Y+A復合侵染對7個供試馬鈴薯品種大薯率影響顯著，其中，‘克新18號’品種大薯率下降最多，可下降38.2%。其次是Y+X和Y+D復合侵染對‘大西洋’、‘克新13號’、‘中薯5號’和‘中薯3號’大薯率影響差異顯著，分別可降低24.0%～49.0%和24.3%～83.9%。其余侵染處理對個別1～2個品種的大薯率影響顯著外，大部分處理對大薯率的降低差異不顯著。‘大西洋’、‘克新18號’、‘克新13號’、‘中薯5號’和‘中薯3號’在接種病毒和類病毒后，有3～4個處理大薯率變化較明顯，其余品種變化不大。

表3 病毒侵染對馬鈴薯大薯率的影響（%）Table3 Large-sized tuber percentage of potato varieties infected with virus or virus combinations

3 討 論

研究選擇黑龍江省大面積種植的10個馬鈴薯品種原原種為試驗材料，并在苗期接種毒源，接種后25和40 d調查接種植株發病癥狀，與PVY相關的5個處理侵染后，馬鈴薯發病癥狀表現明顯，但不同試驗品種與馬鈴薯主要病毒互作發病癥狀也有差異。病毒與癥狀之間的相互關系不是絕對的，有些時候植株被一種病毒侵染后，并不產生明顯癥狀。相反，有時候植株有明顯癥狀，但與健康植株相比，產量并未顯著減少。研究結果證實馬鈴薯發病癥狀與接種病毒種類、馬鈴薯品種和病毒接種時期有關，這與前人報道結果相同[9-12]。

試驗在馬鈴薯苗期進行接種，病害對植株葉部癥狀、株高和產量（‘黃麻子’除外）影響顯著，與大田相比植株表現的侵染癥狀明顯、迅速和嚴重，這是由于試驗接種植株葉片相比生長后期的老葉容易接種，而且植株生長迅速病害繁殖快，主要是由于接種時間和發病時期不同造成的[13]。因此馬鈴薯種薯生產中，植株的殺秧一定要徹底，防止病害侵染新長出的嫩葉，危害種薯質量。

試驗結果整體上表現出與PVY相關的侵染對馬鈴薯影響較大，接種癥狀表現明顯，危害較重。在田間PVY病毒極易傳播，發病率也是居高不下，因此應該加強防控，減少損失。

目前，中國馬鈴薯病毒病發生比較普遍，且復合侵染比例較高，但國內外對馬鈴薯主要病毒和類病毒單一侵染或復合侵染與馬鈴薯主栽品種的互作進行系統的研究較少，本研究分析了5種馬鈴薯生產上的主要病毒及馬鈴薯類病毒與黑龍江省馬鈴薯主栽品種間互作，對馬鈴薯脫毒種薯質量的田間檢驗工作和農民自身素質提高具有重要意義，研究結果可用于指導田間檢測和企業自檢工作。