葡萄品種霜霉病抗性的田間自然鑒定

郭俊強，張曉月，王榮花，王祎瑋，王琦俐，

高琳琳1,2,3，李 智1,2,3，王西平1,2,3

(1.西北農(nóng)林科技大學 園藝學院，陜西楊凌 712100；2.旱區(qū)作物逆境生物學國家重點實驗室，陜西楊凌712100；3.農(nóng)業(yè)部西北園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)新重點開放實驗室，陜西楊凌 712100)

葡萄是一類經(jīng)濟價值很高的水果，因其美觀的果形和濃郁的香味，越來越受消費者的青睞。近年來，中國葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，從2011年起中國葡萄產(chǎn)量躍居世界首位，自2014年起中國葡萄栽培面積穩(wěn)居世界第二[1]。截止2018年底中國葡萄栽培總面積為72.51萬hm2，產(chǎn)量1366.68萬t，葡萄已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民致富的支柱產(chǎn)業(yè)。作為果業(yè)生產(chǎn)大省，陜西葡萄產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為繼蘋果和獼猴桃之后又一果業(yè)亮點，發(fā)展呈迅猛之勢，逐步形成了渭河兩岸、渭北高原與陜北高原三大種植產(chǎn)業(yè)帶[2]。根據(jù)國家統(tǒng)計局官方數(shù)據(jù)顯示，2018年陜西葡萄栽培面積已達到46.68千hm2(居全國第3位)，葡萄在調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構和增加農(nóng)民經(jīng)濟收入中扮演著至關重要的作用，已成為鄉(xiāng)村振興和精準扶貧的支柱產(chǎn)業(yè)。

葡萄霜霉病是由葡萄霜霉菌(Plasmoparaviticola)引起的真菌性病害，最早發(fā)現(xiàn)于北美洲東部的野生葡萄上，隨著歐美大陸之間葡萄材料的引種栽培，葡萄霜霉病隨著苗木和接穗傳入亞歐大陸，很快成為全球葡萄栽培中傳播最為廣泛、危害最為嚴重的真菌病害之一[3]。葡萄霜霉病病原菌主要侵染葡萄葉片，使樹體光合性能降低，光合產(chǎn)物合成受阻，從而影響果實品質(zhì)，一般流行年份減產(chǎn)30%～50%，嚴重時可達到80%左右[4]。近兩年來，關中地區(qū)雨水充足，尤其是6、7月份降水量持續(xù)增加，連續(xù)的陰雨天，為自然生長下葡萄霜霉菌傳播提供了良好氣候條件，這就導致葡萄園霜霉病爆發(fā)，葉片基本全部發(fā)病變枯，葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)大大降低，葡萄產(chǎn)業(yè)受損嚴重。因此，了解和掌握不同葡萄品種霜霉病的發(fā)病情況變得尤為重要。2019年9月以來，連續(xù)的陰天，空氣潮濕，平均氣溫為13～20℃，9月18、19日接連2d的小雨，氣象條件有利于葡萄霜霉菌繁殖和擴散。因此，筆者于2019年9月20日，對包括4個品系的38個葡萄品種進行了品種抗霜霉病的田間自然鑒定，旨在研究連續(xù)的陰雨天對葡萄霜霉病發(fā)生和流行的影響，探究不同葡萄品種的霜霉病抗性，為葡萄霜霉病的田間防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

以陜西楊凌(北緯34°14′-34°20′，東經(jīng) 107°59′-108°08′)西北農(nóng)林科技大學葡萄種質(zhì)資源與育種試驗基地栽培的5 a生的38 個葡萄品種為試材(表1)。其中歐亞種19個、歐美雜交種14個、山歐雜交種3 個、山葡萄2 個。自然露天栽培模式，行距3.0～3.5 m，株距1.0～1.5 m，且采用單向龍骨狀‘V’型小平棚栽培，常規(guī)管理，各葡萄品種采用相同的栽培管理方法。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 試驗設計 每個葡萄品種選擇長勢大致相同的12 棵植株，分為3個小區(qū)。2019 年9 月20 日從每個小區(qū)隨機選擇50 個葉片調(diào)查，共150 個葉片，仔細觀察每個葉片上的病斑情況，分別記錄病情指數(shù)和病葉率。

1.2.2 病害分級標準 葡萄葉片霜霉病的分級標準[5]為0級：無病斑；1級：病斑面積占整個葉片面積的5%及以下；3級：病斑面積占整個葉片面積的6%～25%；5級：病斑面積占整個葉片面積的26%～50%；7級：病斑面積占整個葉片面積的51%～75%；9級：病斑面積占整個葉片面積的75%以上。根據(jù)公式計算不同品種的病葉率和病情指數(shù)。

根據(jù)病情指數(shù)可將抗病等級分5 個等級[6]：免疫(Immunity，I)，病情指數(shù)為0.0；高抗(High resistant，HR)，病情指數(shù)為0.1～5.0；抗病(Resistant，R)，病情指數(shù)為5.1～25.0；感病(Susceptible，S)，病情指數(shù)為25.1～50.0；高感(High susceptible，HS)，病情指數(shù)為50.1～ 100.0。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2010軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，用SPSS 23軟件對不同葡萄品種的病葉率和病情指數(shù)進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 不同葡萄品種霜霉病發(fā)病情況統(tǒng)計分析

調(diào)查的38個葡萄品種中涵蓋了4 個抗病等級：高抗、抗病、感病、高感。其中高抗葡萄的病情指數(shù)為4.47，共6 個，即3個山歐雜交種‘北冰紅’‘左優(yōu)紅’‘北紅’，2個山葡萄‘雙優(yōu)’‘雪蘭紅’和1 個歐美雜交種‘公主紅’；抗病葡萄的病情指數(shù)為20.00，共6個，即3個歐美雜交種‘摩爾多瓦’‘戶太8號’‘夏黑’，3個歐亞種‘粉紅亞都蜜’‘魏可’‘奧迪亞無核’；感病葡萄的病情指數(shù)為34.47，共18 個，即10個歐美雜交種‘京亞’‘東方之星’‘黑色甜菜’‘貴妃玫瑰’‘陽光玫瑰’‘京優(yōu)’‘紫豐’‘巨峰’‘醉金香’‘天緣奇’，8個歐亞種‘無核翠寶’‘桃太郎’‘奇妙無核’‘天山’‘黑比諾’‘大粒玫瑰香’‘克瑞森’‘紅三尺’；高感葡萄的病情指數(shù)為62.00，共8 個，即均為歐亞種‘京香玉’‘玫瑰香’‘紫脆無核’‘維多利亞’‘碧香無核’‘火焰無核’‘圣誕玫瑰’‘紅地球’(表1，圖1)。

受霜霉病的感染，葡萄的病葉率為82.90%。除‘北冰紅’‘雙優(yōu)’‘雪蘭紅’‘左優(yōu)紅’和‘北紅’的病葉率小于30%，其余調(diào)查品種均大于50%，‘無核翠寶’‘奇妙無核’‘貴妃玫瑰’‘京優(yōu)’‘醉金香’‘天山’‘黑比諾’‘紅三尺’‘玫瑰香’‘紫脆無核’‘火焰無核’‘圣誕玫瑰’和‘紅地球’的病葉率高達100%，且隨著抗病等級的降低，葉片病害等級也隨之增加(表1，圖2)。

表1 不同葡萄品種抗霜霉病調(diào)查結果Table 1 Investigation results of disease resistance of dorowny mildew in different grape varieties

2.2 不同品種葡萄霜霉病抗性的聚類分析

根據(jù)不同品種葡萄的病葉率和病情指數(shù)對葡萄的霜霉病抗性進行聚類分析(圖3)。當歐式距離系數(shù)為5時，不同葡萄品種對霜霉病的抗病性可聚為4 類，其中‘維多利亞’‘碧香無核’‘紫脆無核’‘京香玉’‘玫瑰香’‘火焰無核’‘圣誕玫瑰’和‘紅地球’聚為一類，發(fā)病程度最重，熱圖顯示，病情指數(shù)和病葉率為均為最高值；‘大粒玫瑰香’‘克瑞森’‘黑比諾’‘天緣奇’‘紅三尺’和‘天山’聚為一類，發(fā)病程度較重，熱圖顯示，病情指數(shù)趨于中高值，但‘黑比諾’‘紅三尺’’和‘天山’的病葉率為最大值；‘雙優(yōu)’‘雪蘭紅’‘左優(yōu)紅’‘北紅’‘北冰紅’、和‘公主紅’聚為一類，發(fā)病程度最輕，熱圖顯示，病情指數(shù)和病葉率均趨于最低值；其余各品種聚為一類，發(fā)病程度較輕，病情指數(shù)也趨于中低值。

3 討 論

葡萄霜霉病是一種多周期性的活性寄生真菌病害，分為2個明顯的發(fā)病階段：即卵孢子引起的原發(fā)性感染和孢子囊引起的繼發(fā)感染[7]。葡萄霜霉病的發(fā)病程度主要取決于病原菌繁殖體和傳播體的數(shù)量，受氣象條件影響較為顯著，在氣溫高于10 ℃的高濕季節(jié)，孢子體無性繁殖速度加快，導致的流行病發(fā)生和流行，使得葡萄霜霉病孢霉嚴重威脅葡萄的生長，對葡萄園的發(fā)展造成難以挽回的破壞[3,8-9]。近年來，隨著氣象條件的多變，特別是7月份以后高溫多雨，葡萄霜霉病發(fā)生頻繁。為保護葡萄產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，研究人員已在葡萄霜霉病預防和治理方面做了很多的研究[10-13]，藥物治理、生物防治以及避雨栽培模式等方式方法的使用和推廣，大大減輕了葡萄霜霉病的發(fā)生和流行。此外，研究者們也通過抗病育種創(chuàng)建新的葡萄種質(zhì)，從源頭控制霜霉病的發(fā)生。

不同葡萄類型對霜霉病的抗病性存在顯著性差異[14]。本試驗結果顯示，山葡萄的病情指數(shù)為3.37；山歐雜交種的病情指數(shù)為2.30；歐美雜交種的病情指數(shù)為27.68，無高感葡萄品種；歐亞種的病情指數(shù)為45.50，且高感葡萄品種占其調(diào)查總數(shù)的42.11%，即不同葡萄品種間的抗病性存在顯著差異。趙雪艷等[5]以36 個葡萄品種為材料，在田間對苗期的抗霜霉病進行評價，結果顯示，歐美雜種中‘瑞峰無核’對葡萄霜霉病表現(xiàn)為高抗；‘黑奧林’‘DEMIR’‘龍寶’‘紅富士’‘峰后’表現(xiàn)為中抗，歐美雜種品種群對葡萄霜霉病的抗性與歐亞品種群相比較強，有顯著的差異性。李寶燕等[15]對煙臺市農(nóng)業(yè)科學院同一試驗園中的40 個鮮食葡萄品種進行霜霉病田間調(diào)查，結果表明，葡萄霜霉病的病情指數(shù)為1.7～59.0，不同品種葡萄霜霉病的抗性表現(xiàn)出明顯的差異。劉會寧等[16]以7個歐亞種葡萄為試材，通過田間自然鑒定發(fā)病普遍率和嚴重度，結果發(fā)現(xiàn)，歐亞種葡萄品種中絕大多數(shù)不抗霜霉病，但還存在著少數(shù)感病性弱的類型。趙雨[17]以105 份葡萄資源為材料，對葡萄葉片進行室內(nèi)離體接種進行抗霜霉病抗性鑒定，結果表明，感病與高感個體多屬于歐亞種，河岸葡萄表現(xiàn)為抗病，沙地葡萄表現(xiàn)為高抗，山葡萄‘雙優(yōu)’‘雙紅’‘左山一’表現(xiàn)為高抗，山歐雜交種葡萄‘北國紅’‘北紅’表現(xiàn)為抗病、‘公釀 1 號’‘左優(yōu)紅’表現(xiàn)為高感。本研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)山歐雜交種‘左優(yōu)紅’表現(xiàn)為高抗，與趙雨研究結果不同，作者認為，一方面葡萄霜霉病田間自然發(fā)病與室內(nèi)離體接種發(fā)病可能也會使其在表現(xiàn)上存在差異，另一方面葡萄屬植物對霜霉病抗性是多基因控制的，有可能受到引種地區(qū)外在環(huán)境的脅迫，使得主效基因加強，從而導致抗病性增強。

4 結 論

通過對新引進的38 個葡萄品種抗病指數(shù)和病葉率的常規(guī)和聚類分析得出：不同品系葡萄的抗病性：山歐雜交種>山葡萄>歐美雜交種>歐亞種。其中，歐亞種葡萄‘維多利亞’‘碧香無核’‘紫脆無核’‘京香玉’‘玫瑰香’‘火焰無核’‘圣誕玫瑰’、和‘紅地球’的發(fā)病程度最嚴重；歐亞種葡萄‘大粒玫瑰香’‘克瑞森’‘黑比諾’‘紅三尺’’‘天山’和歐美雜交種葡萄‘天緣奇’的病程度次之；山歐雜交種‘北冰紅’‘左優(yōu)紅’‘北紅’，山葡萄‘雙優(yōu)’‘雪蘭紅’和歐美雜交種‘公主紅’的發(fā)病程度最輕；其余各品種發(fā)病程度較輕。