云南省馬鈴薯新品種及主要資源品系的瘡痂病抗性評價

劉凌云，盧麗麗，陳是元，李明輝，包麗仙，楊瓊芬?

(1云南省農業科學院經濟作物研究所，云南 昆明 650205；2會澤縣種子管理站，云南 會澤 654200；3會澤縣土壤肥料工作站，云南 會澤 654200)

馬鈴薯瘡痂病是一種由土壤中的鏈霉菌(Streptomyces)引起的病害。該病原菌侵染薯皮后形成黑褐色網紋狀、凸起或凹陷病斑，對馬鈴薯的外觀、等級和品質產生嚴重影響，是目前世界范圍內最嚴重的馬鈴薯土傳病害之一[1－3]。由于馬鈴薯瘡痂病的病原復雜，且在不同氣候環境影響下感病程度不一致，田間常規防控手段對瘡痂病的防治效果也不理想[4－7]，選育和應用抗病品種是當前解決瘡痂病的最佳途徑。

國內外學者都開展了瘡痂病抗性資源篩選和抗病育種工作[8－14]。云南省作為西南馬鈴薯主要產區，對部分主栽品種的瘡痂病抗性也進行了評價[15]。由于供試品種數量較少，之前的評價結果未涵蓋云南省近年來生產中應用較多的“云薯”系列新品種及苗頭性資源品系，因此，需要繼續對該部分材料的瘡痂病抗性進行篩選評價。本研究選取由云南省農業科學院自主選育的、目前在云南省推廣應用較多的“云薯”系列新品種和新品系以及由國際馬鈴薯中心(International Potato Center，以下簡稱CIP)引進的資源品系材料共204份，在自然病圃條件下進行瘡痂病抗性評價，以期為抗性品種選育提供優質親本，為抗性品種(品系)的推廣應用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018年和2019年在云南省嵩明縣小街鎮云南省農業科學院科研試驗基地進行。試驗地海拔1 980 m。試驗大棚2015年秋季建成，至2018年已進行馬鈴薯各項研究試驗共計4年。試驗開始前用0.5%的甲醛溶液對大棚內路埂及苗床進行噴灑消毒，然后關閉大棚熏悶7 d，打開透氣后再進行下一步操作。

1.2 材料與方法

供試馬鈴薯品種和資源品系材料均由云南省農業科學院經濟作物研究所提供，其中編號C和D的資源品系于2014年由國際馬鈴薯中心(CIP)引進，編號S10、S11的資源品系由云南省農業科學院經濟作物研究所自主育成，其他“云薯”系列品種為云南省正在推廣示范的馬鈴薯新品種。試驗分別于2018年3月7日至7月15日和2019年2月22日至7月1日進行，采用增廣設計。2018年以云南省主要栽培品種和新品種米拉、云薯401、云薯304、合作88為對照材料，將77份供試材料隨機分為8個區組進行評價。每個區組中供試及對照材料均播種5株，共計545盆。2019年以2018年篩選出的D103、D113、D67、云薯304作為對照材料，將127份供試材料隨機分為12個區組進行評價，每個區組中供試及對照材料均播種5株，共計875盆。

試驗采用自然病圃研究法。2018年使用的基質為2015—2017年連作繁育4茬馬鈴薯的基質，瘡痂病發病率95%以上；2019年裝盆基質為2018年使用后的基質，2次使用時基質均不進行任何消毒處理。播種前，種薯用10%次氯酸鈉溶液浸泡消毒15 min，播種后即時除去田間雜株。全生育期共施肥6次，其中前4次采用均衡型水溶肥(20－20－20)，后兩次采用高鉀型水溶肥(20－10－30)，施肥濃度為0.2%。水分管理為每周噴灌1～2次，噴灌時長1.5～2 h。生育期病害防控以早疫病為主，在葉片有病斑發生時噴灑世高(10%苯醚甲環唑可分散粒劑)1 000倍液或阿米西達(250 g/L嘧菌酯懸浮劑)1 500倍液，間隔7 d再噴一次；生育期蟲害防控以薊馬、蚜蟲和塊莖蛾為主，在觀察到蟲體活動痕跡時摘除病葉，同時使用5%甲維鹽、30%茚蟲威、10%高效氯氟氰菊酯1 000倍液或5%阿維菌素1 500倍液等交替噴灑。

1.3 調查與方法

1.3.1 馬鈴薯品種及資源品系瘡痂病感病率及病情指數

將收獲的所有薯塊進行分級，統計瘡痂病感病率及病情指數(DI)，分級標準如表1所示。

瘡痂病感病率＝帶病薯塊數/薯塊收獲總數×100%；

病情指數(DI)＝∑(各級個體數×該病級數)/(個體總數×最高病級數)×100

1.3.2 馬鈴薯品種及資源品系瘡痂病抗性評價

根據病情指數(DI)，將馬鈴薯品種及資源品系的抗性等級分為5類:0≤DI≤10為高抗(HR)，1070為高感(HS)。

1.4 數據整理

采用Excel 2010計算感病率及病情指數。

2 結果與分析

2.1 2018年馬鈴薯品種及資源品系瘡痂病抗性評價結果

如表2所示，2018年對照品種米拉、云薯401、云薯304、合作88的感病率和病情指數分別為96.29%、95.94%、99.65%、95.84%和83.48、88.96、87.72、73.12，根據抗性分級標準，這4個品種均屬于瘡痂病高感(HS)材料。77份供試材料中，含瘡痂病高抗(HR)材料0份；抗病(R)材料1份(D103)，占供試材料的1.3%；中間型(I)材料6份(D113、D105、D174、D67、C6和D106)，占供試材料的7.8%；感病(S)材料8份，占供試材料的10.4%；高感(HS)材料62份，占供試材料的80.5%。供試材料來源顯示，CIP引進D系列資源品系瘡痂病抗性表現較好，而自主選育的S10、S11資源品系以及“云薯”系列品種均屬于感病(S)及高感(HS)材料。

表2 2018年供試品種及資源品系抗性評價結果Table 2 Resistance evaluation results of tested varieties and resources in 2018

續表2

2.2 2019年馬鈴薯品種及資源品系瘡痂病抗性評價結果

2.2.1 對照材料瘡痂病評價情況

如表3所示，2019年試驗中，D103的感病率與2018年接近，病情指數下降了16.6%；D113的感病率和病情指數比2018年分別上升了14.7%和25.0%；D67的感病率和病情指數分別比2018年下降了12.2%和6.8%；云薯304感病率和病情指數與2018年相比分別下降了2.7%和6.5%。整體而言，4個對照材料感病率和病情指數表現穩定，2年的抗性等級評價結果一致。

表3 對照材料2年感病率及病情指數Table 3 Infection rate and disease index of control material

2.2.2 供試材料瘡痂病評價情況

如表4所示，2019年127份供試材料中，含瘡痂病高抗(HR)材料0份；抗病(R)材料9份，分別是D190、D177、D207、D82、D24、D9、D48、D115、D195，占供試材料的7.1%；中間型(I)材料9份，分別是D81、D8、D124、D199、D197、D78、D109、D65、D50，占供試材料的7.1%；感病(S)材料22份，占供試材料的17.3%；高感(HS)材料87份，占供試材料的68.5%。

表4 2019年供試品種及資源品系抗性評價結果Table 4 Resistance evaluation results of tested varieties and resources in 2019

續表4

3 討論

3.1 自然病圃法在馬鈴薯瘡痂病抗性評價中的應用

自然病圃法作為農作物抗性鑒定的手段之一，已經廣泛應用于我國水稻稻瘟病研究[16－17]，但在茄科作物中，其僅被應用于茄子早疫病和青枯病研究[18－19]。馬鈴薯瘡痂病抗性鑒定通常采用病原菌接種法。該方法病原菌培養耗時長，接種量大，常用于實驗室或田間少量樣品抗性鑒定，不適合田間材料的大規模評價。采用自然病圃法進行抗性評價能夠節省時間，提升效率，但首先應驗證方法的穩定性。在本試驗中，云薯304在2018年、2019年均作為對照材料，兩年試驗結果顯示，云薯304感病率和病情指數變化不大，兩年的抗性評價結果均為高感(HS)。這表明本研究采用的自然病圃法在一定范圍內是穩定的，能夠保證本研究中其他供試品種(系)評價結果的科學性。在供試材料較多的田間抗性評價試驗中，自然病圃法是一種簡單有效的初步篩選方法。

3.2 “云薯”系列新品種及主要資源品系材料的瘡痂病抗性評價

馬鈴薯新品種在示范性種植中需要面對和解決瘡痂病危害問題。2018年鑒定結果顯示，“云薯”系列新品種的瘡痂病抗性等級評價均為高感，未篩選出抗病或中間型材料，缺乏抗病性。作為云南省正在進行示范推廣的栽培品種，此評價結果與劉淑娜[20]報道的我國主要馬鈴薯產區的主栽品種普遍缺乏瘡痂病抗性的結論一致。自主選育的S10、S11系列馬鈴薯品系中僅有S10－1033、S11－1306為感病，其余品系全部為高感，說明在今后的品種選育過程中需要加強抗病親本的創制和應用。由CIP引進的D系列資源品系抗病性表現較好，篩選出了抗病材料D103，中間型材料D113等。2019繼續對D系列其他資源品系進行抗性鑒定和評價，除對照D103外，初篩出D190等抗病材料9份，D81等中間型材料9份，此結果可在增加樣本重復性基礎上，應用自然病圃法繼續評價，也可結合病原菌接種法，從實驗檢驗角度深入分析資源品系的瘡痂病抗病性。針對云南省馬鈴薯瘡痂病發生區域越來越廣、危害程度逐年加重的問題，我省的馬鈴薯瘡痂病抗病育種工作中，可將具有抗病性的資源品系作為親本用于配制雜交組合。

3.3 瘡痂病抗性評價工作展望

盡管目前瘡痂病的抗性機制尚未明確，我國馬鈴薯抗性品種選育仍然采取雜交等常規育種方式，但隨著基因組學的不斷發展和運用，已經開始從分子層面解讀馬鈴薯瘡痂病抗病遺傳特性。如宋志軍等[21]從SSR遺傳相似性角度開展了馬鈴薯品種間抗病性研究。以后還可結合分子標記對已獲得的抗病材料進行評價；對以抗病材料為親本配制所得的雜交組合群體，可結合QTL定位等技術手段，進一步挖掘抗性基因，驗證基因功能，并利用其改造和提高馬鈴薯瘡痂病抗病性，縮短抗性育種周期。

4 結論

馬鈴薯資源品系D103在2018年和2019年的感病率分別為51.35%、51.10%，病情指數分別為25.68、21.41，評價結果顯示D103為抗病材料(R)。該材料可作為瘡痂病抗病育種的親本材料，還可從中挖掘馬鈴薯瘡痂病抗性基因，為云南馬鈴薯瘡痂病抗病品種選育奠定基礎。

馬鈴薯資源材料D190在2019年的表現較好，感病率及病情指數分別為44.44%和19.44，低于對照材料D103；D177、D207、D82、D24、D9、D48、D115、D195評價結果顯示均為抗病(R)，在后期試驗中可結合接種鑒定法繼續評價其抗病性，也可將其作為抗病親本用于雜交組合創制。