不同染色体倍性西瓜对枯萎病的抗性研究

刘文革 阎志红 赵胜杰 古勤生 李丽

（中国农业科学院郑州果树研究所，河南郑州，450009）

不同染色体倍性西瓜对枯萎病的抗性研究

刘文革 阎志红 赵胜杰 古勤生 李丽

（中国农业科学院郑州果树研究所，河南郑州，450009）

通过对18个同基因型不同染色体倍性西瓜品种的苗期枯萎病抗性进行接种鉴定，结果表明，同基因型的二倍体植株最先进入发病期，同源四倍体和同源三倍体对枯萎病的抗性优于同源二倍体，这些结果将为诱导西瓜四倍体和三倍体无籽西瓜抗病育种提供一定的理论依据。

西瓜 枯萎病 二倍体 三倍体 四倍体

由尖孢镰刀菌引起的西瓜枯萎病是世界性的土传病害，给世界各国西瓜生产带来了严重损失，特别是近些年由于西瓜栽培面积日益扩大，地膜覆盖和大棚温室栽培面积的扩大，经常出现连作障碍，导致了西瓜枯萎病的蔓延，选用抗病品种是防止这一病害经济而又有效的重要途径，我国无籽西瓜面积现约为22万hm2[1～2]，开展抗枯萎病无籽西瓜育种将是一项很迫切的任务。Soltis等[3]认为当染色体组成倍增加之后,多倍体植物可以提供一些它们二倍体祖先所没有的新的特征特性或超出所属物种范围的特征特性,诸如抗逆、生物学产量提高、次生物质增加等。Ortiz等[4]认为香蕉的抗病基因有很高的基因剂量效应，其四倍体比二倍体有高水平的抗病性。Garrett等[5]，Rhodes等[6]研究得出，三倍体西瓜比二倍体更抗细菌果腐病，三倍体属于次生感染。徐锦华[7]研究表明，在三倍体无籽西瓜育种中，三倍体西瓜枯萎病抗性受其双亲的加性和非加性遗传共同控制，且以加性遗传为主，源于四倍体母本的加性遗传相对重要于二倍体父本的加性遗传；亲本的一般配合力效应与其枯萎病抗性呈显著正相关。但对同基因型不同倍性之间抗枯萎病没有研究。

二倍体西瓜被诱导成同源四倍体后，其对枯萎病的抗性是否有一定程度的提高，至今尚无报道。本研究拟利用枯萎病菌侵染同源的二倍体、三倍体和四倍体西瓜材料，对同基因型不同倍性西瓜的枯萎病抗性进行鉴定，以探讨西瓜染色体加倍对枯萎病抗性的影响规律，以期为西瓜多倍体育种奠定一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2 试验方法

试验于2008年在中国农科院郑州果树研究所进行。枯萎病鉴定采用病麦粒拌土法[8]，供试菌株为河南开封，接种量为0.5%病麦粒/灭菌沙土（/）。每种材料播40钵，每钵5粒种子，在玻璃温室中种植，每隔5 d灌1次浅水，播种后12 d和22 d统计病死株率，按Martyn（1983）的标准进行抗性分级。高抗（HR）：枯萎病死株率为0～20%，中抗（MR）：枯萎病死株率21%～50%，低抗（SR）：枯萎病死株率51%～80%，高感（S）：枯萎病死株率81%～100%。

2 结果与分析

2.1 病菌侵染早期不同倍性西瓜材料的抗性反应

图1 不同倍性西瓜抗枯萎病鉴定

播种后12 d的抗性鉴定结果见表1，在6组同基因型不同染色体倍数的材料中有5组的同源四倍体发病率为0，只有664发病，而同源三倍体中有4组进入发病期，二倍体有5组进入发病期，可以看出侵染初期四倍体对病菌的拮抗性要强于同基因型的三倍体和二倍体，这可能与四倍体苗期根系相对发达有关。比较特殊的材料是66，播种后12 d其同源四倍体和三倍体已进入发病期，发病率分别达到1.03%和2.02%，而同源二倍体尚未开始发病。

表1 不同染色体倍性西瓜的抗枯萎病性鉴定结果

2.2 不同倍性西瓜材料对枯萎病菌的抗性差异分析

播种后22 d发病率的统计结果见表1和图1，6组材料同源四倍体和同源三倍体的发病率均低于同源二倍体，其中664和663发病率分别为65.5%和79.3%，对枯萎病为低抗水平，而662发病率达到98.0%，植株几乎全部病死，对枯萎病为高感水平。91E74和91E73中抗枯萎病，91E72x为低抗。M 4和M 3对枯萎病为低抗水平，而其同源二倍体则高感枯萎病。JM 4和JM 3对枯萎病为中抗水平，而M 2对枯萎病菌为高感。SBD 4，SBD 3和同源的二倍体发病率相近，对枯萎病同为低抗水平。

3 讨论

本试验通过接种枯萎病菌发现，6组同基因型不同染色体倍数的西瓜材料中同源四倍体和同源三倍体的发病率都低于同源的二倍体，即多倍体西瓜对枯

萎病的抗性都优于同源的二倍体祖先，这与Ortiz等[3]的研究结果相一致。试验中还发现枯萎病菌对二倍体西瓜最先侵染，即二倍体西瓜一般最先发病。二倍体西瓜染色体加倍后植株的组织器官增大，表现为苗期植株肥大、壮实，这可能是同源的四倍体和三倍体能够延缓枯萎病菌侵染的直接原因。但王浩波等[9]认为西瓜生长势与枯萎病抗性没有必然的联系，笔者分析认为，多倍体抗病性的提高，可能是当染色体组成倍增加之后，抗病基因的剂量效应和基因的互作效应等都发生了不同程度的改变，从而使得植株对病菌侵染的抵抗能力得到提高。

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Study on Resistance to Fusarium Wilt in Different Polyploidy of Watermelons

LIU Wenge,YAN Zhihong,ZHAO Shengjie,GU Qinsheng,LI Li

Fusarium wilt(f.sp.Niveum)resistance in 18 different ploid watermelon germplasm was identified in the seedlings.The results indicated that diploid watermelon was the earliest,and the resistance of autotetraploid and autotriploid was higher than diploid.This research would be basis of watermelon breeding for disease resistance.

Watermelon;Fusarium wilt;Diploid;Triploid;Tetraploid

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.18.007

国家863计划子课题项目（2004AA241170），国家科技支撑计划（2006BAD01A7-6-03）

刘文革（1966-），男，博士，研究员，硕士研究生导师，主要从事西瓜多倍体育种与生物技术研究工作

2009-08-19