马铃薯主产区病毒病发生情况调查分析

高艳玲, 张 威, 白艳菊, 申 宇, 范国权, 耿宏伟, 刘玮婷

(黑龙江省农业科学院植物脱毒苗木研究所,农业部马铃薯种薯质量监督检验测试中心,哈尔滨 150086)

中国是世界上马铃薯种植大国,马铃薯已成为中国第4大作物,种植面积470万hm2,但是单产只有荷兰等国家的1/3,造成这种状况的主要原因之一是病毒病的危害。目前已报道的感染马铃薯的病毒多达30种以上,其中危害比较严重的有6～7种[1-2]。在我国危害比较严重的主要有马铃薯X病毒(PVX)、马铃薯Y病毒(PVY)、马铃薯S病毒(PVS)、马铃薯 A病毒(PVA)、马铃薯M病毒(PVM)以及马铃薯卷叶病毒(PLRV)[3]。

马铃薯以无性繁殖为主,块茎作为繁殖材料,如果感染病毒将会造成继发感染,并且症状逐年加重,产量逐年降低,甚至绝产,同时品质也不断下降。除11种病毒外,大多数病毒能够通过种薯传播。在田间,病毒主要传播方式为接触传播、介体传播和土壤传播。马铃薯病毒病发生比较复杂,经常混合感染,造成的危害更为严重。如PVY造成产量损失一般为30%～50%,而与 PVX混合侵染时减产可达80%以上[4]。但是,到目前为止,还没有治疗马铃薯病毒病的特效药剂,国际上通用的最有效的防治方法还是推广种植脱毒种薯,进行马铃薯标准化生产,因此对脱毒种薯的质量监控尤为重要。我国马铃薯种薯生产依据国家标准GB18133-2000“马铃薯种薯”,规定种薯生产过程中实行严格的质量检测,病毒是评价各级种薯质量的主要指标之一。本试验应用DAS-ELISA法对我国4个省份马铃薯主产区的试管苗、原原种和大田种薯样品进行了6种病毒的检测,以了解我国脱毒种薯质量及马铃薯生产中病毒病发生情况,指导种薯生产。

1 材料与方法

1.1 样品来源

2008年,在马铃薯现蕾期和收获期,2次对黑龙江、内蒙古、贵州和甘肃的部分马铃薯主产区进行病毒病田间检验和调查。试管苗样品采用随机抽取,原原种和大田种薯选择有花叶、斑驳、卷叶、坏死等病毒症状的样品,无症状的地块采取五点取样法随机取样。共采集试管苗样品131个,原原种样品319个,大田种薯样品 302个。涉及 18个品种：‘尤金’、‘荷兰七’、‘荷兰十五’、‘克新 1 号’、‘克新 4 号’、‘克新13’、‘克新16’、‘克新 18’、‘大西洋’、‘夏波蒂’、‘早大白’、‘良4’、‘花 525’、‘东农 303’、‘中薯 1 号’、‘中薯3号’、‘中薯 5号’、‘黄麻子’。

1.2 检测病毒种类

针对已报道的马铃薯主要病毒 PVX、PVY、PVS、PLRV、PVA 和PVM进行检测 。

1.3 检测方法

双抗体夹心酶联检测(DAS-ELISA)法。

1.4 主要试剂

马铃薯6种病毒检测试剂盒购自英国Adgen试剂公司,试验用水为超纯水。

2 结果与分析

2.1 马铃薯脱毒试管苗、原原种和大田种薯病毒病发生情况

应用DAS-ELISA法对上述样品进行检测,结果见表1。

表1 2008年马铃薯部分产区脱毒试管苗、原原种和大田种薯病毒检测结果

由表1可见,试管苗、原原种和大田种薯样品合格率依次为78.8%、86.21%和34.3%。

试管苗样品检出率最高的病毒为PVS,检出率18.94%;其次是 PLRV,检出率为3.03%,PVM、PVA的检出率均为1.52%,PVX的检出率为0.76%,PVY没有检出。

原原种样品PVY检出率最高,为9.09%;PVS次之,为5.02%;PVM为0.94%;PLRV为0.31%;PVA与PVX没有检出。

大田种薯样品PVY检出率最高,为62.58%;其次为PVS,检出率为5.96%;PLRV检出率为4.97%;PVM检出率为0.33%;PVA与PVX没有检出。

由此可见,在黑龙江、内蒙古、甘肃、贵州的马铃薯产区,试管苗生产上的主要病毒是PVS。原原种生产中PVY危害较严重,PVS次之。大田种薯PVY危害最严重,远高于检出率第二高的PVS。

2.2 马铃薯部分产区各级种薯病毒单独和复合侵染情况

以上各级种薯病毒检测结果为阳性的病毒单独和复合侵染情况见表2。

表2 2008年马铃薯各级种薯病毒单独和复合侵染率

由表2可以看出,马铃薯病毒病单独侵染和复合侵染现象普遍存在,综合看来,单独侵染比复合侵染普遍,单独侵染的病毒中,PVY在大田中发生比例显著高于其他病毒,试管苗中PVS比例显著高于其他病毒。复合侵染主要有2种病毒复合、3种病毒复合,且2种病毒复合侵染比3种病毒复合的现象多,6种类型的复合侵染中,除PVY+PLRV外,另5种类型都是含有PVS的复合侵染。同时,大田种薯生产中,复合侵染现象更为常见,比例明显高于试管苗和原原种,病毒复合种类也比较复杂,有4种类型 ：PVY+PLRV 、PVS+PVY、PVS+PVM和PVS+PVY+PLRV。

3 讨论

3.1 不同病毒检出率与种薯级别的相关性

由表1可以看出,PVY是6种病毒中比较容易通过茎尖脱毒去除的[5],在试管苗中未检测出,但是在大田种薯中的侵染率达到54.97%,说明大田种薯生产环境控制难度大,即不同级别的种薯乃至商品薯种植隔离不严格,致使PVY通过蚜虫以非持久性方式在田间不同级别种薯之间迅速传播,造成大田种薯中的PVY检出率远高于试管苗和原原种。PLRV在3级种薯中均有发生,原原种中较少,但是在大田种薯生产中侵染率有所上升,可能与PLRV只通过介体蚜虫传播有关。PVS在试管苗中检出率为19.08%,比原原种和大田种薯均高出10%以上,PVS是最难脱除的病毒[5],但在田间种薯种植过程中,并不像PVY那样发展迅速,进一步证实了蚜虫传播PVY的效率高于其他病毒。由表2可以看出,PVS与其他病毒混合侵染的几率很高,原因在于PVS在试管苗中发生基数较高,在以后的生产过程中,与其他病毒混合感染的几率增加。且PVS和PVX田间单独侵染率低,主要是由于PVS和PVX单独侵染常引起轻花叶[3],采样时不易发现,只有当这2种病毒与其他病毒复合侵染时,病毒的协生作用使症状加重。因此,本次调查采用根据典型症状和随机取样方法获得样品,不可避免会影响这2种病毒的检出率。2008年的普查中增加了PVM、PVA 检测,虽然检出比例较低,但对生产存在潜在危险[6]。

3.2 近几年我国马铃薯主要病毒病发生趋势

通过与白艳菊、张威等前几年调查数据相比较[7-8],由表3可以看出,试管苗质量不合格的主要问题为携带PVS和PVY病毒;原原种和大田种薯生产中PVX、PVS和PLRV呈下降趋势;PVY检出率在试管苗生产中从2007年的11.8%下降为0,但是在原原种和大田种薯生产中虽年度间有较大波动,却一直保持较高检出率,特别是大田种薯生产,反映了生产环境很难在短期内得到改善。2008年PVM首次在各级种薯中均检测到。PVA首次在试管苗生产中检测到。PVA在2007年被列入《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》[6],PVA、PVM的检出,为种薯质检工作敲响了警钟。

表3 2004—2008年我国马铃薯病毒病检出率比较 %

3.3 提高马铃薯种薯质量,加强病毒病防控

由于病毒检测结果是根据检出限来判断,微量的病毒很难检测出来,所以,试管苗即使检测合格,病毒在继代过程中也难免会因累积而影响种苗质量。目前种苗检测78.8%的合格率还很难尽如人意,病毒脱除不彻底,进一步使种苗生产,甚至是原原种和大田种薯生产面临较大危害。因此,一方面,茎尖剥离成苗需要严格的检测,在种苗扩繁过程中,也需要对种苗进行抽查检验,从源头确保整个种薯繁育体系的质量[9];另一方面,脱毒种苗需要不断更新,避免病毒累积和在长期人造环境下的生理性退化造成的种苗质量下降[10]。

大田种薯生产中病毒病的高发性,与切种、喷药、中耕等操作,以及蚜虫等介体的取食密切相关,尤其PVY,是蚜虫传毒效率较高的一种病毒,所以,检出率一直远高于其他病毒,严重危害种薯生产。因此,除在各个生产环节,严格进行农机具、切刀的消毒,更重要的是,在马铃薯生长季节,通过喷洒矿物油、杀虫剂控制蚜虫种群数量[11],适时杀秧,可以在很大程度上降低病毒的危害。

[1]Salazar L F.马铃薯病毒及其防治[M].谢开云,译.北京：中国农业科技出版社,2000.

[2]谷爱仙.马铃薯病毒病及其防治[J].植物医生,1998,11(5)：11-12.

[3]李芝芳.中国马铃薯主要病毒图鉴[M].北京：中国农业出版社,2004.

[4]郭志乾,董凤林.马铃薯病毒性退化与防治技术[J].中国马铃薯,2004,8(1)：48-49.

[5]田波,张广学.马铃薯无病毒种薯生产的原理和技术[M].北京：中国农业出版社,1980：20.

[6]安颖蔚,孟令文,张辉.马铃薯脱毒及微型薯繁育技术体系的研究与应用[J].杂粮作物,2006,26(3)：197-199.

[7]赵佐敏,艾勇.马铃薯组培脱毒试管苗繁育技术[J].中国马铃薯,2003,17(5)：301-30.

[8]张洪峰,陈阳婷,宁红,等.马铃薯A病毒及其风险分析[J].2010(4)：48-51.

[9]白艳菊,文景芝,杨明秀,等.西南地区与东北地区马铃薯主要病毒病发生比较[J].东北农业大学学报,2007(6)：733-736.

[10]张威,白艳菊,高艳玲,等.马铃薯主产区病毒病发生情况调查[J].黑龙江农业科学,2010(4)：71-73.

[11]白艳菊,李学湛.中国与荷兰马铃薯种薯标准化程度比较分析[J].中国马铃薯,2006,20(6)：357-359.

[12]李凤云.马铃薯茎尖脱毒效果影响因素的研究[J].中国马铃薯,2008,22(4)：201-204.

[13]于德才,张抒,白艳菊,等.马铃薯种薯田有翅蚜的防治[J].黑龙江农业科学,2009(4)：85-86.