月季对根癌病抗性研究进展

2014-03-08 08:13岳玲
园艺与种苗 2014年11期
关键词:癌病蔷薇抗病

岳玲

(沈阳市农业科学院花卉研究所,辽宁沈阳 110034)

月季对根癌病抗性研究进展

岳玲

(沈阳市农业科学院花卉研究所,辽宁沈阳 110034)

[目的]月季根癌病是严重影响月季生长发育和观赏价值的根系病害。主要对月季根癌病的发病特征、月季根癌病抗性鉴定方法、月季根癌病致病机理及抗性筛选和月季根癌病综合防治进行了综述。

月季;根癌病;抗性

月季(Rosa chinensis)是世界上较为重要的观赏植物之一,在我国有超过2 000年的栽培历史。随着月季在生产中的广泛栽培与应用,月季根癌病(又称冠瘿病)在我国北方十几个省份,国外几十个国家发生十分严重且不断蔓延,成为世界性病害[1-3]。鉴于月季根癌病的发生范围广、病情严重,对月季鲜切花品质和种苗生产的恶劣影响,月季抗根癌病砧木筛选也越来越受到大家的关注。该研究主要对月季根癌病的发病特征、月季根癌病抗性鉴定方法、月季根癌病致病机理及抗性筛选和月季根癌病综合防治进行综述,以期为有效抑制该病害的蔓延奠定基础。

1 月季根癌病的发病特征

1.1 月季根癌病的病症

月季根癌病病原菌为真细菌纲、真细菌目、野杆菌属土壤杆菌[Agrobacterium tumefaciens(Smith et Towns.)Conn.]。病害多发生在植物根颈嫁接处,有时也发生在侧根或枝条上。感病部位形成肿瘤,肿瘤的形状一般为球形或半球形,也有不规则形。肿瘤的大小差别很大,肿瘤一般可达2~3 cm,有的甚至达到5~6 cm。肿瘤初期为白色或略带肉色,表面光滑有弹性,后变成褐色到黑褐色,木质化而坚硬,表面粗糙、龟裂。月季根部出现肿瘤时,根系吸收能力下降,水分、养分流通受阻,植株生长势严重下降,叶色发暗,甚至脱落,不能正常生长,影响开花结果能力,严重时死亡。

1.2 月季根癌病的发病规律

月季根癌病病菌在癌瘤组织的皮层内或在土壤中越冬。该菌在癌瘤皮层内或随病株残体在土壤中能存活1年以上。病菌若2年内得不到侵染机会,即失去致病力和生活力而死亡。传病的主要借雨水和灌溉水传播。此外,地下害虫如蛴螬、蝼蛄、线虫等在病害传播上也有一定作用。病菌通过扦插、嫁接伤口也成为侵染的途径。从病菌侵入到显现肿瘤所需的时间,一般从几周到一年以上不等。带病菌的苗木则是根癌病远距离传播的重要途径。

2 月季根癌病抗性鉴定方法

2.1 田间品种抗病鉴定方法

选取健康还未受月季根癌病侵染的月季品种,以每个品种为1个处理,每处理的1个中上部节位枝条作为1个重复,共重复10~15次。用解剖刀密集扎6个伤口,深度达髓部,以灭菌脱脂棉蘸取菌悬液包裹伤口,对照为无菌水处理,在接种后30、60 d分别调查各处理各重复的所有接种枝条的感病情况,观测发病率、肿瘤大小(测量最大纵径和最大横径),在60 d以后称取瘤的干质量,计算平均值。划分各品种的抗病性。

2.2 室内品种抗病鉴定方法

离体嫩梢接种采用解剖针挑取菌苔在新长出的嫩梢上轻扎4个伤口。每种材料接种8个嫩梢,对照为针刺处理,接种42 d后测量瘤状组织的大小,计算平均值,测量接种与对照处理植株的侧梢生长量,采用LSD法分析接种处理对寄主生长量的影响是否差异显著,对各品种进行病级统计。

3 月季根癌病致病机理

根癌病的发生与扩展可以分为2个阶段:整合前和整合后。其中整合前的过程是T-DNA转移进植物细胞的过程;而整合后的过程则主要涉及外源基因的重组、表达及遗传特性。月季根癌病的致病特征是感病部位的细胞异常增殖形成肿瘤,这是一种正常细胞向恶性细胞转化天然的基因工程,是由于病原菌细胞将肿瘤诱导性质粒(Ti质粒)传递至植物细胞,从而使植物细胞进行无秩序地分裂。在肿瘤诱导作用过程中,Ti质粒的一个小DNA片段(称为transferred DNA,或T-DNA)整合进入植物细胞染色体并改变植物细胞中受激素调节的细胞分裂作用。这个基因转化一旦完成后,无论病原菌是否还存在,植物细胞都会无秩序地增殖形成肿瘤。

4 月季根癌病抗性筛选

月季根癌病的研究主要从蔷薇属植物中筛选出抗性资源,进而直接或间接用于砧木育种以及选育抗性品种。Boelema[4]从田间筛选出抗性砧木ISU 60- 5;Ohta等[5]采用田间接种方法鉴定认为ISU 60-5不抗根癌病,并从野蔷薇中筛选出对根癌病有明显抗性的2个品系K-1和K-2,其中K-2在日本广泛应用;Reynders等[6]对野蔷薇的9个品系、月季花的14个品系、狗蔷薇的2个品系、光叶蔷薇的3个品系、Manetti的2个品系、R.semperflorens‘Sonia’、Shafter Dr Huey以及部分庭院月季砧木等38个材料的抗根癌病特性进行了研究,认为不同的材料对根癌病的抗性有明显的差异,并筛选出抗性品系多花蔷薇CE72和栽培品种Shafter Dr Huey。Marti[7]应用4个不同根癌土壤杆菌菌株对月季10个品种的抗病特性进行了田间接种鉴定,认为Samantha最抗病,Sonia最感病,4个菌株的试验结果一致;研究者[8]采用离体鉴定方法从蔷薇属植物和月季栽培品种中筛选出一些抗性基因型:切花品种PEKcougel没有肿瘤形成,为抗性品种,但认为多花蔷薇K-2为感病类型;赵小兰等[8]采用离体接种与田间接种的方法,以根癌土壤杆菌J-5-1毒性菌株接种了50个材料,根据发病率、肿瘤大小、肿瘤干质量以及感病后植株生长状况进行根癌病抗性划分,研究发现,重瓣玫瑰、黄刺梅及月季品种红双喜、火焰、蓝丝带表现为高度抗病;多花蔷薇无刺4号、无刺3号、粉团蔷薇、白玉堂等17个材料为中度抗病;荷花蔷薇、多花蔷薇无刺11号、月季花、梅朗口红、金玛丽等17个材料中度感病;香水月季、曼海姆、摩纳哥公主、扬基歌、桔红潮等11个材料则表现为高度感病。

此外,有专家研究认为,植物的抗根结线虫特性与抗根癌病有相关性。日本、法国及南非都开展了抗根结线虫的砧木比较试验,并已经筛选出本国内较为抗病的砧木[9-10]。韩国学者发现[11],华西蔷薇(R. moyesii cv.‘Geranium’)具有很强的抗线虫能力。

5 月季根癌病综合防治

月季根癌病是一种毁灭性的病害。若发病初期及时防治,可以补救,一旦病菌蔓延,用药物防治就很难控制。因此,月季根癌病防治一般以预防为主,防治结合。

5.1 农业防治

加强苗木检疫:要加强对调运苗木、插穗的检疫,禁止调运带根癌病的苗木。对本地苗木认真检查,禁止使用带菌的插穗扦插或嫁接,发现带瘤苗木应立即挖除并销毁,防止病害扩展蔓延;解决土壤带菌问题:主要通过土壤消毒,生产上应该选择未发生过根癌病的地块育苗,严格检疫保证插条不带菌,碱性土壤应适当施用酸性肥料和增施有机肥料,使土壤达到微酸性,不利病菌存活;改变浇水方式:在育苗或栽植时,采用沟灌或做小畦灌水,有条件的地方采用滴灌,避免病菌借水传播。

5.2 化学防治

定植新苗木前用抗根癌病菌剂1号蘸根,用以保护伤口,预防根癌病发生;在植株出现肿瘤时,用锋利的刀片切除肿瘤,然后用80%抗菌剂402的100~200倍液或青霉素2 000倍液、K84加水稀释1倍液涂抹切口,另外涂843康复剂或波尔多液加以保护。切下的肿瘤应集中销毁,在病株周围的土壤可用抗菌剂402的2 000倍液浇灌;如不需切除肿瘤防治植株出现癌瘤时,用根宝微肥400倍液在病株根部采用灌根处理,隔1个月以后,再灌1次,基本能够使肿瘤腐烂,从根部脱落,长出新根,地上部恢复正常。再隔1个月,取出根系,如果还有癌瘤存在,再灌一次即可治愈。灌药后不能立即灌水以免稀释药剂降低药效[12];采用50%氯溴异氰尿酸水溶性粉剂1 000倍液灌根防治月季根癌病效果为66.67%~85.71%,有效期达15 d,同时具有促进月季生长的作用,可使月季增高6.79%、花多数增加10.26%、花朵直径增大5.36%[13]。

5.3 生物防治

1972年,Kerr从土壤杆菌中分离得到放射土壤杆菌(Agrobacterium radiobacter strain 84)K-84菌株[14],澳大利亚、美国、日本等广泛应用放射土壤杆菌K-84防治根癌病,获得良好的防治效果,这也是应用较早且非常有效的生物制剂[15]。放射土壤杆菌K-84是一种根际细菌,它能在根部生长繁殖,并产生特殊的选择性抗生素土壤杆菌素84(Agrocin-84)。这种抗生素是核苷酸细菌素,对月季根癌病的防效在90%左右[16]。

虽然生物防治在防治月季根癌病方面取得了一定成效,但由于目前广泛使用的生防菌K-84及其生物工程菌株K-1026主要依靠细菌素杀菌,只对含烟脂碱型或农杆菌素A型Ti质粒的土壤杆菌有较好的防治效果,使得生防菌的应用受到很大的限制[17],因此选育抗病砧木和品系便成为防治月季根癌病的重要途径。

由于不同国家和地区所应用的月季砧木类型和栽培品种各有不同,栽培环境条件也差异较大,其他国家的研究结果不能准确地指导我国的月季生产和应用,所以采用先进技术手段,筛选出适合我国栽培生产的砧木类型和月季品种,是科研工作者为之努力的目标。

[1]杨秀梅,王继华,唐开学,等.昆明地区发现月季根癌病[J].植物保护,2005,31(2):40.

[2]梁志宏,王慧敏,王建辉.E26防治植物根癌病的效果及其稳定性初步研究[J].中国农业大学学报,2001,6(1):91-95.

[3]李健强.玫瑰根癌病的初步研究[J].中国农业大学学报,1996(1):28.

[4]BOELEMA B H.Resistance of rose rootstocks to crown gall[J]. Netherlands Journal of Plant Patholoy,1969,75(1-2):147-150.

[5]OHTA K.Studies on crown gall and hairy root of flower crops[J]. ShizuokaAgriculturalExperimentStationTechnicalBulletin,1993,1:61-63.

[6]REYNDERS A S,PELLOLI G,BETTACHINI A,et al.Tolerance tocrowngalldiffersamonggenotypesofroserootstocks[J]. HortScience,1998,33(2):296-297.

[7]MARTI R M,CUBERO J,DAZA A.Evidence of migration and endophytic presence of Agrobacterium tumefaciens in rose plants [J].European Joural of Plant Pathology,1998,105(1):29-50.

[8]赵小兰,苏晓华,韩益,等.抗月季根癌病种质资源的筛选与评价[J].林业科学研究,2005,18(6):676-681.

[9]王新荣,ESMENJAUD D,冯志新.月季线虫研究现状及进展[J].沈阳农业大学学报,2001,32(3):228-231.

[10]SCHNERDER J H M,JACOB J J,POL P V,et al.Rosa multiflora‘Ludiek’,a rootstock with resistant features to the root lesion Pratylenchus vulnus[J].Scientia Horticultrae,1995,63:1-2,37-45.

[11]CHO M R,KIM W H,CHUNG S K,et al.Selection of rose rootstockcultivarsresistanttonorthernroot-knotnematode(Meloidogyne hapla)[J].Journal of Agricultural Science and Crop Protection,1994,36:1,357-361.

[12]高贵如,李淑芝,刘玉祥.月季根癌病防治技术[J].植物保护,2007,(7):196.

[13]韩新才,李道明,黄志农,等.50%氯溴异氰尿酸防治月季根癌病[J].植物保护,2004,30(1):82-84.

[14]KERRA,PANAGOPOULOSCG.BiotypesofAgrobacterium radiobacterandtheirbiologicalcontrol[J].Photopatholog.Z,1997,90:172-179.

[15]CLAREBG,KERRA,JONESDA.Characteristicsofthe nopaline catabolic plasmid in Agrobacterium strains K84 and K1026 used for biological control of crown gall disease[J]. Plasmid,1990,23:126-137.

[16]程洪森,马策,李振.切花月季根癌病的防治[J].中国花卉园艺,2008,24:40-41.

[17]M LIS-BALCHIN,S HART.Studies on the mode of action of agrocin[EB/OL].phytother Res,1999,13:540-542.

(责任编辑张杨林)

Study Progress on Crown Gall Resistance in Rose

YUE Ling(Floricultural Research Institute,Shenyang Academy of Agricultural Sciences,Shenyang,Liaoning 110034)

Crown gall of rose was root disease that affected rose growth and ornamental value.The research onset features of crown gall of rose,identification methods of crown gall of rose,pathogenesis on crown gall of rose and screening of resistance,integrated control of crown gall resistance in rose were reviewed in this article.

Rose;Crown gall of rose;Resistance

S685.13

A

2095-0896(2014)11-061-03

岳玲(1980-),女,辽宁沈阳人,农艺师,硕士,从事花卉遗传育种和栽培推广工作。

2014-10-22

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