37份馬鈴薯品種對枯萎病的抗性鑒定

賈瑞芳，徐利敏，趙遠征，侯亞光，張 俊，郭景山，郝文勝，謝 銳，韓志剛，趙永秀

（1.內蒙古自治區農牧業科學院植物保護研究所，內蒙古 呼和浩特010031；2.內蒙古農業大學農學院，內蒙古 呼和浩特010019；3.內蒙古自治區生物技術研究院，內蒙古 呼和浩特010020；4.內蒙古自治區農牧業科學院蔬菜研究所，內蒙古 呼和浩特010031；5.內蒙古自治區農牧業科學院特色作物研究所，內蒙古 呼和浩特010031；6.內蒙古大學生命科學學院，內蒙古 呼和浩特010024）

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是茄科茄屬一年生草本植物，作為重要的蔬糧兼用作物，馬鈴薯的營養豐富，世界各地均有種植。因其具備適應性強、產量較高且生育期短等特點，馬鈴薯是全球繼小麥、玉米和水稻之后的第四大主要糧食作物[1]。隨著馬鈴薯產業的迅速發展，目前中國的馬鈴薯種植面積和總產量居世界第一[2]。由尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）引起的馬鈴薯枯萎病是一種真菌性土傳維管束病害，廣泛分布，在中國的各個馬鈴薯種植區均有不同程度的發生[3]。近年來，隨著馬鈴薯種植面積的逐年增大，連作重茬現象越來越嚴重[4]，導致馬鈴薯抗病能力降低，馬鈴薯枯萎病的發生日益嚴重，一般造成減產30%左右，嚴重時可造成78%的植株死亡，直接降低了馬鈴薯的產量和其商品性，嚴重制約了馬鈴薯產業的持續發展[5,6]。選育抗病品種、與禾本科作物輪作、結合田間管理和化學藥劑噴施是目前防治馬鈴薯枯萎病的主要綜合防控措施[7]。但是，使用化學藥劑會出現污染環境和農藥殘留等問題，因此，選用抗病品種是防治馬鈴薯枯萎病最有效的防治措施。本研究對37 份馬鈴薯品種進行抗性鑒定，旨在為馬鈴薯生產中選用抗性品種提供理論依據，為探究其抗性機制提供材料。

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）由內蒙古自治區農牧業科學院植物保護研究所植病研究室分離、鑒定、保存。

1.1.2 供試馬鈴薯品種

供試馬鈴薯品種（表1）室內鑒定為各個單位提供的微型薯，田間鑒定為自繁或相關單位提供的一級原種。

1.1.3 培養基

PDA培養基（馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基）；麥麩培養基。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同馬鈴薯品種對枯萎病菌抗性的室內鑒定

將尖孢鐮刀菌接種到麥麩培養基，25 ℃恒溫培養7 d，用無菌水沖洗培養好的麥麩，4層滅菌脫脂紗布進行過濾，得到孢子懸浮液，用血球計數板調整孢子濃度為1.0×106個/mL。

將不同馬鈴薯種薯栽種到裝有高溫滅菌土的15 cm×15 cm的營養缽中，每個品種栽種13盆，每盆兩株，其中3盆作為對照（CK），置于25 ℃控溫溫室中培養。選擇生長4周左右、長勢一致的馬鈴薯幼苗，采用傷根法接種，用配好的濃度為1.0×106個/mL 的孢子懸浮液100 mL，澆入根部進行接種，對照（CK）用無菌水接種。接種后2～3 d澆一次水，30 d后按照枯萎病病情分級標準[8]進行調查（表2）。

1.2.2 不同馬鈴薯品種對枯萎病菌的田間抗性鑒定

試驗于2018年5～9月在呼和浩特市內蒙古農牧業科學院試驗田進行。試驗地前茬馬鈴薯，土壤屬栗鈣土，pH 7.6，有機質含量1.83%，無枯萎病發生，播種時施入種肥磷酸二銨（N 18%，P2O548%）15 kg/667m2、尿素（N 46%）5 kg/667m2。試驗采用土壤接種法，即尖孢鐮刀菌利用麥麩培養基進行擴大培養（25 ℃，培養20 d）后晾干，孢子量為5.0×108個/g，播種時（5 月10 日）穴施2 g。種薯為各個品種的原種。采用隨機區組設計，小區面積100 m2，寬5 m，長20 m，單行種植，每個品種種植5 壟，行距90 cm，株距30 cm，田間常規管理。2018年9月3日按照病情分級標準[8]（表3）每壟連續取20株，每小區共100株進行調查。

1.2.3 調查項目及計算方法

計算病株率、病情指數、相對抗病指數，根據相對抗病指數進行抗性評價（表4）。具體計算方法如下。

表1 供試馬鈴薯品種資源信息Table 1 Information list of potato variety resources

表2 室內馬鈴薯品種枯萎病病情分級標準Table 2 Criteria for classification of Fusarium wilt disease of potato varieties indoor

表3 田間馬鈴薯品種枯萎病病情分級標準Table 3 Criteria for classification of Fusarium wilt disease of potato varieties in field

表4 相對抗病指數評價標準Table 4 Criteria for evaluation of relative resistance indexes

病株率（%）=維管束褐變的植株總數/調查植株總數×100

病情指數=∑（各級病株數×各級代表值）/（調查總株數×最高代表值）×100

相對抗病指數=1-各品種病情指數/發病最重品種病情指數

1.4 數據處理與分析

采用SPSS 17.0數據處理系統進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 室內接種對枯萎病的抗性表現

從圖1可以看出，接種孢子懸浮液的不同馬鈴薯品種出現不同程度的自下向上葉片褪綠、發黃和萎蔫的癥狀，對照植株則正常生長。經過室內接種處理的37份馬鈴薯品種（表5），鑒定為高抗的品種有6份，分別是‘中薯14號’、‘中薯18號’、‘中薯19號’、‘中薯21號’、‘冀張薯8號’和‘康尼貝克’，占供試馬鈴薯品種的16.22%。表現為中感和高感的品種有19份，其中高感品種12份，占供試品種的32.43%，中感品種7份，占供試品種的18.92%，共占供試品種的51.35%。其余12份為中抗品種，占供試品種的32.43%。供試的37份馬鈴薯品種中，品種‘中薯18號’的病情指數最低僅為3.75，品種‘中薯12號’的病情指數最高為96.25，其余供試馬鈴薯品種的病情指數介于二者之間。

2.2 田間接種對枯萎病的抗性表現

圖1 部分馬鈴薯品種對枯萎病抗性表現Figure 1 Resistance of some potato varieties to F.oxysporum

表5 不同馬鈴薯品種室內對枯萎病菌的抗性表現Table 5 Resistance of different potato varieties to F.oxysporum indoor

表6 不同馬鈴薯品種田間對枯萎病菌抗性表現Table 6 Resistance of different potato varieties to F.oxysporum in field

不同馬鈴薯品種對枯萎病菌的田間抗性鑒定結果見表6所示，供試的37份馬鈴薯品種中，中抗及以上品種有19份，其中中抗品種10份，占供試品種的27.03%，高抗品種9份，占供試品種的24.32%，共占供試品種的51.35%，病情指數低于10.00的有6個品種，分別為‘中薯14 號’、‘中薯21 號’、‘1533’、‘中薯19號’、‘晉薯16號’和‘MX-8’，其中‘MX-8’表現出較強的抗病性；屬于高感品種有7份，分別是‘尤金’、‘大白’、‘荷蘭15’、‘魯引1號’、‘中薯6號’、‘中薯11 號’和‘費烏瑞特’，占供試品種的18.92%，其中‘尤金’的病情指數達到86.00；表現為中感品種有11 份，分別是‘中薯2號’、‘中薯3號’、‘中薯4號’、‘中薯5號’、‘中薯12號’、‘后旗紅’、‘早大白’、‘夏坡蒂’、‘大西洋’、‘紅美’和‘克新1號’，相對抗病指數介于0.42～0.53，占供試品種的29.73%。

2.3 室內鑒定和田間鑒定結果比較

室內灌根接種和田間麥麩接菌鑒定結果顯示，表現為高感的品種6 份，分別為‘尤金’、‘大白’、‘荷蘭15’、‘中薯6號’、‘魯引1號’和‘費烏瑞特’，占供試馬鈴薯品種的16.22%；鑒定為中感品種有4份，分別為‘后旗紅’、‘夏坡蒂’、‘大西洋’和‘中薯4號’，病情指數在40.00～48.00；中抗及以上品種有12份，其中‘中薯10號’、‘801’、‘興佳2號’、‘荷蘭14’、‘底西芮’、‘冀張薯12號’和‘中薯13號’鑒定為中抗品種；‘中薯14號’、‘中薯18號’、‘中薯19號’、‘中薯21號’和‘冀張薯8號’鑒定為高抗品種。大部分馬鈴薯品種的抗病性在室內和田間基本上表現一致，但也有個別存在一定的差異性，如‘中薯11號’在田間表現為高感品種，但在室內實驗中卻表現為中感品種，這可能是因為在田間抗性鑒定更容易受到外界環境條件和土壤微生物等因素的影響。

3 討 論

隨著馬鈴薯種植面積的逐漸增大，馬鈴薯枯萎病的發生日益嚴重，成為影響馬鈴薯產量的病害威脅之一[9]?？共⌒澡b定作為抗病育種的重要環節，由鐮刀菌引起的土傳病害進行鑒定時，在很多作物上目前還缺乏規范標準的測定方法和病情分級標準，仍然需要進一步進行研究[10]。尖孢鐮刀菌作為內蒙古地區引起馬鈴薯枯萎病的優勢菌株[11]，本研究鑒定了不同馬鈴薯品種對尖孢鐮刀菌的抗性水平，通過對供試的37份馬鈴薯品種進行室內和田間鑒定，結果顯示，供試的品種中，沒有對枯萎病免疫的馬鈴薯品種，鑒定有5個高抗品種，7個中抗品種，4個中感品種，6個高感品種。在室內接種實驗中，高抗品種占比為16.22%，中抗品種占比為32.43%，中感品種占比為18.92%，高感品種占比為32.43%。然而在田間鑒定結果顯示，高抗品種占比為24.32%，中抗品種占比為27.03%，中感品種占比為29.73%，高感品種占比為18.92%。同一水平下，田間鑒定和室內接種鑒定為高抗水平的品種基本一致，在本研究中，‘中薯14 號’、‘中薯18 號’、‘中薯19 號’、‘中薯21號’和‘冀張薯8號’在室內鑒定和田間鑒定均表現出較高的抗性水平，鑒定為高抗品種。王喜剛等[12]利用室內鑒定和田間鑒定2種方法對20個寧夏馬鈴薯主栽品種進行抗性水平鑒定，結果顯示室內接種條件下病情指數要比田間接種高，這與本研究結果相似。室內條件下病原菌的菌量一致性高，溫度和濕度等條件適宜，有利于病原菌的侵入，在接種方法和評價標準等方面均在人為控制下進行，有利于病害的發生和調查；而田間鑒定容易受到外界環境、土壤、氣候等條件限制。因此，結合2種方法進行抗性水平鑒定更能保證鑒定結果的可靠性與準確性[13]。

隨著中國馬鈴薯產業的不斷發展，連作導致土傳病害越來越嚴重[14]，病害的種類和數量具有明顯的上升趨勢[15]，抗病品種的篩選是綜合防控馬鈴薯各種病害的重要措施之一，擴大抗馬鈴薯枯萎病鑒定的品種范圍，對不同地區種植的不同馬鈴薯品種進行針對性的抗性評價，進一步為馬鈴薯的抗病育種提供合適的馬鈴薯材料，加強對馬鈴薯枯萎病抗性水平基因工程和田間篩選相結合的研究對于控制馬鈴薯枯萎病具有重要的意義。在本研究中，‘中薯14號’、‘中薯18號’、‘中薯19號’、‘中薯21號’和‘冀張薯8號’在田間和室內均表現出較高的抗性水平，可以作為馬鈴薯枯萎病抗病育種的資源，為今后的抗性基因及生產應用奠定基礎，對于防控馬鈴薯枯萎病具有重要的指導價值。