10個烤煙品種(系)對煙草赤星病的抗性評價

李 童,郭沫言,章松柏,汪漢成*,蔡劉體

(1.長江大學 農學院,湖北 荊州 434025;2.貴州省煙草科學研究院,貴州 貴陽 550081)

0 引言

【研究意義】煙草(NicotianatabacumL.)是一種重要的經濟作物,當前我國每年種植面積約87萬hm2,產銷量均約占世界總量的1/3[1-2]。煙草赤星病由鏈格孢〔Alternariaalternata(Frises)Keissler〕引起,是煙草生長中后期發生最為嚴重的葉部病害之一,病斑初為黃褐色小斑點,后發展成褐色圓形或近圓形斑,具赤褐或深褐色同心輪紋[3]。該病害主要發生在煙葉生長的中后期,與煙葉成熟度密切相關,通常從底部葉片開始發生,再逐步向上擴展,其生育期內可發生多次侵染循環[4]。在環境適宜條件下,短時間內即可大面積發生流行,嚴重時煙葉發病率高達90%,重病區減產、減收達50%以上[5-6]。培育和應用抗病品種可避免化學防治所造成的煙葉品質受損、環境污染等問題,探明不同煙草品種(系)對煙草赤星病的抗性水平,對烤煙產業的持續健康發展具有重要意義。【前人研究進展】目前,關于煙草赤星病抗性品種已有研究報道。貴州地區的抗性品種主要有云煙87和凈葉黃,感病品種(系)有NC89和長脖黃[7];重慶地區高抗品種有云煙97、南江3號和云煙87,K326、NC102、云煙85以及貴煙4對煙草赤星病抗性較弱[8]。常見的鑒定方法有田間鑒定法[9]、離體葉片鑒定法[10-11]和毒素鑒定法[12-13]等。田間鑒定法能真實反映品種的抗性,但受環境、氣候的影響較大,耗時較長,每年僅能評價1次。離體葉片法簡便、快速,可迅速測定上百份材料的抗性,但評價結果仍需進行后續的田間試驗驗證。毒素鑒定法中毒素濃度需要反復試驗,才可以確定適宜的濃度范圍,工作量較大[14]。【研究切入點】不同煙草品種對煙草赤星病的抗性存在一定的差異,其與煙草種植地點、環境氣候條件等有關[15],且煙草赤星病的品種(系)抗性評價對煙葉成熟程度的依賴度較高,有待構建適宜成熟度煙葉準確、快速、可靠的鑒定方法。為此,采用離體葉片接菌法結合噴施孢子懸浮液法研究云煙85、云煙87和云煙97等10個烤煙品種(系)及其不同成熟度煙葉(成熟、適熟、未熟)對赤星病的抗性。【擬解決的問題】探明云煙85、云煙87和云煙97等10個烤煙品種(系)對煙草赤星病的抗性水平,以期為抗病煙草品種的選育及病害的科學防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌株 煙草赤星病病原菌菌株CXB、P2-4、JHB12-2、JHJ10-1和RSB31-1,由貴州省煙草科學研究院微生物實驗室提供。

1.1.2 供試品種 供試煙草品種(系)：云煙87、云煙85、云煙97、貴煙5、貴煙8、紅花大金元、韭菜坪2號、畢納1號、GZ36和K326,均由貴州省煙草科學研究院良種繁育中心提供。

1.2 方法

1.2.1 菌株培養 病原菌采用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基(PDA培養基：去皮馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、蒸餾水1 000 mL)于28 ℃下培養,5 d后用直徑6 mm無菌打孔器在菌落邊緣制取菌餅,用于烤煙品種(系)抗性評價。

1.2.2 育苗與管理 10個烤煙品種(系)均按照常規方法播種于漂浮育苗盤,置于20～30 ℃和自然光照條件下培養,按照標準育苗規程管理,待煙葉長至7～8葉時待用。

1.2.3 10個烤煙品種(系)對煙草赤星病的抗性鑒定 2021年7月采集各品種(系)7～8日齡煙株底部第2～3葉位(從下向上)煙葉,依次用75%酒精進行消毒20 s、無菌水清洗3遍,風干。用無菌接種針在葉脈兩側對稱部位制備相同的傷口,傷口處接種煙草赤星病菌6 mm直徑的菌餅,菌絲面緊貼葉片,各菌株4次重復。接菌后將離體葉片置于人工氣候培養箱(28 ℃,濕度80%,12 h光照12 h黑暗交替)培養,培養48 h時用無菌接種針移去菌餅,分別于接菌后第5天、第7天和第10天觀察葉片發病情況,采用十字交叉法量取病斑直徑,通過葉片上病斑大小評價各煙草品種(系)對煙草赤星病的抗性水平。

1.2.4 不同成熟度煙葉對煙草赤星病的抗性評價 2022年7月,于煙草赤星病發生流行季節,田間選取110日齡長勢良好、分層成熟的10個烤煙煙株各5株,每株分別選取成熟、適熟、未熟煙葉各4片,噴施所制取5株(CXB、P2-4、JHB12-2、JHJ10-1和RSB31-1)赤星病病原菌孢子混合懸浮液于葉肉刺傷傷口處,于接菌后21 d調查病級,根據病情指數評價10個品種(系)烤煙各成熟度煙葉對赤星病的抗性水平。

1.3 數據處理與分析

采用Excel 2019處理數據,用DPS 9.01進行顯著性差異統計分析。

2 結果與分析

2.1 10個烤煙品種(系)對煙草赤星病的抗性

從圖1看出,10個品種(系)煙葉在接種赤星病病原菌后均在第4 天開始不同程度發病,病斑大小均隨時間增長而增大,2個菌株的致病力存在差異,接種菌株CXB的煙葉發病速度較P2-4快。從表1可知,不同烤煙種(系)接種菌株CXB和P2-4后不同時間病斑直徑的變化。CXB：各煙草品種(系)接種5 d、7 d和10 d的病斑直徑分別為9.25～15.13 mm、12.06～25.38 mm和13.25～28.75 mm,分別以貴煙5、韭菜坪2號和韭菜坪2號最大,K326、云煙87和云煙87最小。接種10 d時,云煙87、GZ36和紅花大金元的病斑直徑分別為13.25 mm、16.88 mm和17.00 mm,其抗性相對較強;韭菜坪2號、云煙97和貴煙5的病斑直徑分別為28.75 mm、27.63 mm和26.75 mm,其抗性相對較弱。P2-4：各煙草品種(系)接種5 d、7 d和10 d的病斑直徑分別為3.88～12.38 mm、4.00～19.00 mm和4.00～23.63 mm,分別以貴煙5、貴煙5和云煙85最高,分別以云煙97、紅花大金元和紅花大金元最小。接種10 d時,紅花大金元、云煙97和韭菜坪2號的病斑直徑分別為4.00 mm、5.38 mm和5.81 mm,其抗性相對較強;云煙85、貴煙5和畢納1號的病斑直徑分別為23.63 mm、21.00 mm和17.63 mm,其抗性相對較弱。

表1 10個烤煙品種(系)接種煙草赤星病病原菌后的病斑直徑Table 1 The spot diameter of 10 flue-cured tobacco varieties(lines) after inoculating tobacco brown spot mm

注：同一葉片上部病斑接種菌株為CXB,下部病斑接種菌株為P2-4。Note：The upper spots of leaf are inoculated with CXB and the lower spots are inoculated with P2-4.圖 1 10個烤煙品種(系)對煙草赤星病的抗性Fig.1 The resistance of 10 flue-cured tobacco varieties(lines) to tobacco brown spot

2.2 不同成熟度煙葉對煙草赤星病的抗性

從表2可知,10個烤煙品種(系)噴施赤星病病原菌孢子混合懸浮液21 d時,均以成熟煙葉病情指數最大,為56.67～97.78;未熟煙葉病情指數最小,為21.11～65.56;各品種不同成熟度煙葉間均差異顯著,成熟煙葉較適熟和未熟煙葉發病重。其中,貴煙8、貴煙5和云煙97發病較重,21 d時未熟、適熟及成熟煙葉病情指數分別依次為65.56/84.44/95.55、54.44/76.67/97.78和50.00/72.22/92.22。GZ36、K326、紅花大金元和云煙87發病較輕,21 d時未熟、適熟、成熟煙葉的病情指數依次分別為21.11/36.67/56.67、32.22/52.22/58.89、37.78/58.89/83.33和37.78/57.78/75.66。

表2 10個烤煙品種(系)各成熟度煙葉噴施赤星病病原菌孢子混合懸浮液21 d時的病情指數Table 2 The disease index of 10 flue-cured tobacco varieties (lines) with different maturity degree sprayed with the mixed spore suspension of tobacco brown spot pathogen for 21 days

3 討論

煙草赤星病作為煙草生產中后期的主要病害,已有較多的品種抗性評價報道。研究結果表明,10個烤煙品種(系)對煙草赤星病抗性存在差異,其中,云煙87、品系GZ36和紅花大金元抗性相對較強,韭菜坪2號、貴煙5和云煙85抗性相對較弱。與張文平等[15]報道的云煙87、云煙97和紅花大金元煙草赤星病發病率和病情指數相對較低,K326和云煙85的發病率相對較高的結果基本一致。與孫光軍等[16]報道的K326抗性較強及紅花大金元抗性較弱的結果存在差異,可能是地域和海拔等不同所致。研究結果表明,10個烤煙品種(系)噴施赤星病病原菌孢子混合懸浮液21 d時,均以成熟煙葉病情指數最大,為56.67～97.78;未熟煙葉病情指數最小,為21.11～65.56;不同成熟度煙葉間均差異顯著,成熟煙葉較適熟和未熟煙葉發病重。與STAVELY等[17]報道的赤星病在煙葉打頂前少有發生,主要發生于煙葉成熟期,常先侵染底部腳葉,再逐步向中上部葉片擴展的結果相近。不同成熟度煙葉對赤星病的抗性不同,可能與不同成熟度煙葉的物理結構、內在化學成分和葉際微生物群落結構間存在差異有關。

張明厚等[18]研究發現,底部成熟煙葉表面的纖毛密度低于中上部未熟煙葉,成熟煙葉的自由氨基酸、煙堿和可溶性糖含量及其浸出液中還原糖等營養成分含量高于未熟煙葉。可能是底部成熟煙葉纖毛密度低而更有利于病原菌孢子的附著與萌發,營養成分是赤星病菌等病原菌的重要營養源,因而底部成熟葉片更有利于病原菌的定植與繁殖。劉亭亭等[19]報道,成熟煙葉葉際真菌豐富度、多樣性指數顯著高于未熟煙葉,且葉際微生物高效代謝碳源種類數量依次為成熟煙葉>適熟煙葉>未熟煙葉。可能是煙葉葉際微生物群落與代謝功能也影響病害的發生。選擇合適的葉片進行赤星病品種(系)抗性評價至關重要,利用苗期底部葉片構建赤星病抗性的評價方法,該方法可用于煙草品種對其他病害抗性評價,如煙草靶斑病、白粉病等。煙草赤星病病原菌有鏈格孢(A.alternata)、極細鏈格孢(Alternariatenuissima)、長柄鏈格孢(Alternarialongipes)[20]。研究結果表明,10個煙草品種(系)離體葉片對菌株(CXB和P2-4)存在致病力差異,推測田間赤星病病原菌種群也存在差異,可為不同地區赤星病防治藥劑的選擇提供依據。10個煙草品種(系)離體葉片、大田煙葉對赤星病的抗性測定結果存在差異,也證實病害的發生與流行通常是病原菌、環境因子及寄主抗性共同作用的結果。

4 結論

云煙87、GZ36和紅花大金元對煙草赤星病的抗性相對較強,貴煙5、貴煙8、云煙97和韭菜坪2號對煙草赤星病的抗性相對較弱;不同成熟度煙葉對煙草赤星病抗性存在顯著差異,其中,未熟煙葉的抗病性最強,成熟煙葉最弱。