香蕉枯萎病抗性品种及绿色药剂的初步筛选

杨静美, 冯 岩, 林铭欢, 伍惠媚, 黄秉智, 许林兵*

(1.仲恺农业工程学院农学院, 广州 510225； 2. 广东省农业科学院果树研究所, 广州 510640)

香蕉枯萎病抗性品种及绿色药剂的初步筛选

杨静美1, 冯 岩1, 林铭欢1, 伍惠媚1, 黄秉智2, 许林兵2*

(1.仲恺农业工程学院农学院, 广州 510225； 2. 广东省农业科学院果树研究所, 广州 510640)

为筛选抗枯萎病香蕉品种,通过伤根、针刺及淋菌法接种香蕉枯萎病菌4号小种,进行盆栽试验,结果表明,品种‘巴西蕉’和‘南天红’的病情指数较高,分别达 42.5和 37.5,为中感品种；而品种‘南天青’和‘南天黄’病情指数仅为15,为抗病品种；‘农科一号’病情指数最低,仅为7.5,是5个品种中最抗病的,为高抗品种。为筛选防治香蕉枯萎病的绿色药剂,选用壳聚糖水剂、竹醋液、耕保泰对比络氨铜水剂对‘巴西蕉’进行盆栽药效试验,结果表明,耕保泰防治效果较好,相对防效达78.57%；20%竹醋液的防治效果最差,仅为35.71%。

香蕉； 枯萎病4号小种； 抗病品种； 筛选； 防效

香蕉枯萎病(bananaFusariumwilt)又称香蕉巴拿马病、黄叶病,是由尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Fusariumoxysporumf.sp.cubense,Race 4,FOC. R4)侵染而引起维管束坏死的一种毁灭性真菌病害和典型的土传病害[1-2]。目前,防治该病的主要途径是使用无病蕉苗、抗病品种、采用化学防治等。由于可用于生产上的有效杀菌剂甚少,农业防治措施也不能达到理想的效果,因此,筛选出有效的绿色防治药剂,是香蕉枯萎病综合防治的重要内容[3-5]。此外,就国内情况而言,该病一旦发生,很难用药剂防治,因此栽培抗病品种已成为控制该病最经济有效的措施。然而,目前生产上还没有优质、抗病的香蕉和粉蕉品种[5]。

壳聚糖(chitosan)是来源广泛的天然化合物,具有无毒、可生物降解、生物相容等许多优点,在农业、医学、食品、化妆品等方面应用广泛[6-8]。壳聚糖具有较好的抗真菌、细菌和改善土壤的作用,将壳聚糖溶液与玉米种子进行拌种处理,可减轻甚至消除玉米黑穗病[9-11]。竹醋液(bamboo vinegar)是竹材热解得到的液体产物,具有良好的抑菌和促进植物生长的作用。研究表明,室温下贮藏1年的竹醋液对小麦赤霉病菌、黄瓜灰霉病菌、番茄灰霉病菌菌丝的生长有较强的抑制作用[12],对番茄叶霉病菌也有一定的抑制作用[13]；竹醋液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等细菌均有较强的抑制作用[14]。耕保泰主要含氨基酸、虾肽蛋白、壳寡糖、壳聚糖等,是一种新型的植物系统免疫素,应用于香蕉枯萎病的防治未见报道。络氨铜是高效、低毒、低残留的保护性杀菌剂,能防治真菌、细菌引起的多种病害,并能促进植物生长。14%络氨铜乳油对稻曲病病穗、病粒均有较好的防效[15],且多用于农田中香蕉枯萎病的防治。

‘巴西蕉’是中国热带农科院生物所、广东省农科院果树研究所、湛江市生物所等单位从澳大利亚引进、驯化、选育而成的香蕉品种,2008年通过广东省农作物品种审定,2013年通过海南省农作物品种认定,占我国香蕉栽培面积的60%以上。‘农科一号’是广州市农科院从‘巴西蕉’无性系选育而成的抗枯萎病品种,2008年通过广东省农作物品种审定。‘南天红’、‘南天黄’为广东省农科院果树研究所从‘宝岛蕉’无性系选育而成的抗枯萎病品系;‘南天青’为广东省农科院果树研究所从‘巴西蕉’无性系选育而成的抗枯萎病品系。

笔者将30%壳聚糖水剂、20%竹醋液和耕保泰3种生物源药剂和低毒化学杀菌剂25%络氨铜水剂对香蕉枯萎病的药效作对比,以期筛选出对香蕉枯萎病防效较高的绿色药剂。此外,本试验选取‘南天红’、‘南天黄’、‘南天青’、‘农科一号’、‘巴西蕉’5个品种,通过盆栽接种试验,期望从中筛选出抗性较高的品种,为田间生产种植提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌种

尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种,由仲恺农业工程学院植物病理研究所提供。

1.2 供试植物

供试蕉苗为4～6片叶、株高12～17 cm 的试管苗；‘巴西蕉’、‘南天黄’、‘南天红’、‘南天青’由广东省农科院果树研究所提供；‘农科一号’由广州市农科院提供。

1.3 供试药剂

25%络氨铜水剂(山西永合化工有限公司)；30%壳聚糖水剂(陕西新鑫绿源农业科技有限公司)；耕保泰(深圳博泰生物科技有限公司)；20%竹醋液(茂名市茂港区浩源环保科技有限公司)。

1.4 供试设备

HQL-150B大振幅恒温摇床(武汉中科科仪技术发展有限责任公司)。

1.5 镰刀菌孢子悬浮液的制备

将 FOC 4 号小种接种到 PDA 平板,28 ℃下培养3～4 d后,用打孔器(d=9 mm)沿菌落边缘打3孔,将菌块接种到装有150 mL 液体培养基的三角瓶中,摇床(28 ℃,200 r/min)培养 3 d 后,无菌水稀释,配成浓度为 1×106个/mL 的孢子悬浮液备用[16]。

1.6 抗枯品种的筛选

将 5个香蕉品种分5组分别进行接种试验,每组10个重复。将蕉苗根部用清水洗净,用灭菌的剪刀剪去蕉苗根末端一小部分(包括部分烂根),并用灭菌的昆虫针在茎基部轻刺。将已处理的蕉苗置于1.5中所述的病菌孢子悬浮液中浸泡30 min后,定植于灭菌土中盆栽,每盆定植1株,花盆装土量以刚好覆盖茎基部为标准。1 h后,将菌悬浮液浇灌于蕉苗茎基部，每盆50 mL。随后将其置于28～30 ℃室温培养, 每株蕉苗套袋保湿3 d,室内保持相对湿度80%～90%,下同。观察蕉苗的发病情况,记录其发病症状。30 d后对蕉苗进行解剖,并按以下分级标准及公式计算病情指数。根据病情指数的差异,参照表1中的抗性分级标准,确定各品种的抗性类型。

表1香蕉枯萎病的抗性标准

Table1ResistancescaleofbananaFusariumwilt

抗性类型Resistancetype病情指数Diseaseindex高抗Highresistance(HR)0～10抗病Resistance(R)11～25中抗Middleresistance(MR)26～35中感Middlesusceptibility(MS)36～50感病Susceptibility(S)51～70

香蕉枯萎病病害分级标准：0级，解剖假茎维管束组织,未见褐变；1级，解剖假茎维管束组织,褐变面积占整个横切面积的 1/8以下；2级，解剖假茎维管束组织, 褐变面积占整个横切面积的 1/8及以上～1/4；3级，解剖假茎维管束组织,褐变面积占整个横切面积的1/4以上～1/2；4级，解剖假茎维管束组织,褐变面积占整个横切面积的 1/2以上[17]。

病情指数=[∑(病级株数×病级值)/(总株数×最高级数)]×100。

1.7 药剂盆栽防效

将抗枯性最差的‘巴西蕉’苗分成5个组,每组6个重复,按1.6中的方法接种、保湿3 d。接种5 d后,按指导浓度,每组用喷壶对每株蕉苗喷洒50 mL处理液：A组,25%络氨铜水剂800倍液；B组,30%壳聚糖500倍液；C组,20%竹醋液100倍液；D组,耕保泰500倍液；E组,清水作为对照。间隔5 d后按上述处理液浓度和剂量作第2次喷药处理。30 d后调查蕉苗的发病情况,并计算蕉苗的病情指数和相对防效。相对防治效果计算公式如下：

相对防治效果(%)=[(对照病情指数-处理病情指数) /对照病情指数]×100。

2 结果与分析

2.1 抗病品种的筛选试验

接种香蕉枯萎病菌15 d后,‘巴西蕉’最先出现发病症状,其最下部叶片及其叶鞘处呈橙黄色,由叶缘开始,逐渐向中脉扩展(图1a),病叶迅速凋萎,随后其他叶片自下而上相继发黄、凋萎,直至全株枯死(图1c)。解剖病株假茎,即可见褐色坏死病变,‘巴西蕉’发病情况2级(图1b)和4级(图1d)。接种30 d 后,‘农科一号’发病情况最轻,其发病情况为0级(2a～b)。‘南天青’、‘南天黄’表现为抗性品种,其30 d后的发病情况分别见图2c～f。

图1 接种香蕉枯萎病菌后‘巴西蕉’蕉苗和假茎发病情况

图2 接种香蕉枯萎病菌30 d后其他品种蕉苗和假茎的发病情况

表25个香蕉品种对香蕉枯萎病的抗性

Table2ResistanceoffivecultivarsagainstbananaFusariumwilt

品种Cultivars发病蕉苗数/株Numberofdiseasedplants0级Level01级Level12级Level23级Level34级Level4病情指数Diseaseindex抗性类型Resistancetype巴西蕉Brazilbanana1520242．5中感Middlesusceptibility南天红Skyred0801137．5中感Middlesusceptibility南天青Skygreen4600015．0抗病Resistance南天黄Skyyellow4600015．0抗病Resistance农科一号Agriculturalone730007．5高抗Highresistance

由表2可知,‘巴西蕉’的病情指数最高,为42.5,‘南天红’次之,为37.5,两者都为中感品种；而品种‘南天青’和‘南天黄’病情指数为15,为抗病品种；‘农科一号’病情指数最低,仅为7.5,是5个品种中最抗病的,为高抗品种。

2.2 药剂对蕉苗的盆栽防效试验

4种供试药液对‘巴西蕉’苗的处理结果见表3。结果表明,CK组普遍发病,危害较严重,病情指数达58.33。耕保泰500倍液处理蕉苗后,其病情指数仅为12.5,相对防效为78.57%,防治效果最好(图3)；25%络氨铜 800倍液处理后,防效达64.29%；20%的竹醋液防效最差,仅为35.71%。

表3供试药剂处理‘巴西蕉’苗30d后的相对防效

Table3Controleffectsofdifferenttreatmentson‘Brazilbanana’after30days

处理Treatments稀释倍数Dilutiontime发病蕉苗数/株Numberofdiseasedplants0级Level01级Level12级Level23级Level34级Level4病情指数Diseaseindex相对防治效果/%Relativecontroleffect25%络氨铜AS25%CuaminosulfateAS8002310020．8364．2930%壳聚糖AS30%ChitosanAS5000420033．3342．8620%竹醋液20%Bamboovinegar1002201137．5035．71耕保泰Gengbaotai5003300012．5078．57CK00123058．33-

图3 耕保泰对‘巴西蕉’苗香蕉枯萎病的防治效果

3 结论与讨论

香蕉枯萎病属土传维管束病害, 一旦发病就会全株死亡。病菌在地块间蔓延快, 难以根治[18]。生物药剂防治和抗性品种的培育是防治香蕉枯萎病的重要方法,符合可持续发展的要求[19-20]。

本试验采用伤根、针刺及土壤灌注接种香蕉枯萎病菌处理蕉苗的方法,在5个香蕉供试品种中筛选出高抗品种‘农科一号’,抗病品种‘南天黄’和‘南天青’。品种‘巴西蕉’、‘南天红’抗病性较‘农科一号’、‘南天青’、‘南天黄’差,为中感品种,在发病较重的地区不应大面积种植。但广东省部分地区的田间试验表明,‘南天红’有较强的抗病性,与本试验的结果有一定出入,可能是因为盆栽试验与实际大田生产的条件受环境、当地土壤性质等因素的影响有差异造成的[19]。因此,种植时应根据当地实际情况,选择适当的抗病品种。

对25%络氨铜水剂、30%壳聚糖、20%竹醋液、耕保泰进行筛选的试验结果表明,生物源药剂耕保泰500倍液防效最高,为78.57%。耕保泰作为水溶性叶面肥,一方面促进了植株的生长,提高了抗病性；另一方面,其有效成分为氨基酸、虾肽蛋白、壳聚糖等虾的天然提取物质,表现出较好的抑菌效果[21-22]。25%的络氨铜800倍液也有一定的防治效果,可能是因为该药剂除有广谱杀菌效果外,还能促进植株的生长,增强植物的抗病性,但具有激素作用的药剂的使用应把握好施药浓度和时机,浓度过大或过量喷施不仅容易产生抗药性而且易造成药害。本试验为生物源农药防治香蕉枯萎病提供了一定的参考依据,但盆栽药效试验与大田生产有一定的差距,需作进一步研究。

[1]周俊辉, 游春平. 香蕉枯萎病菌4号小种拮抗细菌的筛选与鉴定[J]. 果树学报, 2011,28(2)：278-283.

[2]肖爱萍,游春平,张晓玲,等. 香蕉枯萎病生防菌对杀虫剂的适应性研究[J]. 植物保护,2010,36(1)：155-158.

[3]王芳, 李静, 洪文兴, 等. 几种杀菌剂对香蕉枯萎病菌的抑制作用[J]. 湖北农业科学, 2009,48(1)：100-101.

[4]黄穗萍,莫贱友,郭堂勋,等. 香蕉枯萎病防治技术研究进展[J]. 中国热带农业,2011(5)：74-77.

[5]王芳,李静,梁妹燕. 香蕉枯萎病诱导抗性研究[J]. 中国农学通报,2011,27(28)：254-257.

[6]Kumar M N V R. A review of chitin and chitosan applications[J]. Reactive and Functional Polymers,2000,46(1)：1-27.

[7]朱孔营,渠荣遴,李方. 低分子量壳聚糖制备与应用研究进展[J].高分子通报,2006(2)：41-45.

[8]李明春,许涛,辛梅华. 壳聚糖及其衍生物的抗菌活性研究进展[J].化工进展,2011,30(1)：203-209.

[9]王香爱,陈养民,王淑荣,等. 壳聚糖的研究进展及应用[J]. 应用化工,2007,36(11)：1134-1137.

[10]Kong M,Chen X G,Xing K,et al. Antimicrobial properties of chitosan and mode of action: a state of the art review[J]. International Journal of Food Microbiology,2010,144(1)：51-63.

[11]Bautista-Banos S,Hernández-Lauzardo A N,Velázquez-del Valle M G, et al. Chitosan as a potential natural compound to control pre and postharvest diseases of horticultural commodities[J]. Crop Protection,2006,25(2)：108-118.

[12]王文桥, 许晓梅, 刘金朵, 等. 竹醋液对几种植物病原真菌的抑制活性[J]. 植物病理学报, 2005,35(6)： 99-104.

[13]张志英,杜相革. 竹醋液复合硅对番茄叶霉病菌室内抑菌效果的研究[J]. 中国农学通报,2012,28(24)：231-235.

[14]邬国胜,李敏,应国清. 竹醋液抑菌活性及其稳定性研究[J]. 浙江工业大学学报,2011,39(1)：44-46.

[15]陈永兵,周有铭. 14%络氨铜乳油防治单季晚稻稻曲病田间药效试验[J]. 福建稻麦科技,2005,23(4)：28-30.

[16]李晓杰,徐树兰,汤历. 香蕉枯萎病拮抗菌的筛选及盆栽防效的测定[J]. 广东农业科学,2009(5)：99-102.

[17]杨静美, 冯岩, 王晓容, 等. 韭菜对盆栽粉蕉苗枯萎病的抑制作用[J]. 仲恺农业工程学院学报,2011,24(2)：29-31.

[18]郭立佳,杨腊英,彭军,等. 不同药剂防治香蕉枯萎病效果评价[J]. 中国农学通报,2013,29(1)：188-192.

[19]黎永坚, 于莉. 香蕉枯萎病发病机制及其防治技术研究[J]. 中国农学通报,2006,22(8)：515-519.

[20]王虹,胡文进,王清环,等. 生物源农药及其研发展望[J]. 黄冈师范学院学报,2008,28(6)：17-19.

[21]孔岩,黎植昌,刘治中,等. 氨基酸类农药的研究与进展[J]. 西南师范大学学报,1999,24(3)：362-369.

[22]孟玲,王雷. 壳聚糖对多种植物病原菌的抑菌效果概述[J]. 农药,2009,48(11)：781-783.

PreliminaryscreeningofcultivarsandgreenfungicidesagainstbananaFusariumwilt

Yang Jingmei1, Feng Yan1, Lin Minghuan1, Wu Huimei1, Huang Bingzhi2, Xu Linbing2

(1.CollegeofAgronomy,ZhongkaiUniversityofAgricultureandEngineering,Guangzhou510225,China；>2.InstituteofFruitTreeResearch,GuangdongAcademyofAgriculturalSciences,Guangzhou510640,China)

In order to select cultivars against bananaFusariumwilt,pot experiments were carried out with the inoculation methods of root cutting,prodding and sprinkling fungus ofFusariumoxysporumf.sp.cubenseRace 4. The results showed that after inoculated withFusarium, the disease indexes of ‘Brazil banana’ and ‘Skyred banana’ were 42.5 and 37.5,respectively, indicating they were middle susceptible. While the disease index of ‘Skygreen’ was 15,the same as ‘Skyyellow’, indicating they were the resistant cultivars. ‘Agricultural one’ demonstrated the lowest disease index of all the cultivars, only 7.5,which was the high resistant cultivar. Green fungicides against bananaFusariumwilt were also screened by pot experiments with chitosan,bamboo vinegar, Gengbaotai, compared with cuaminosulfate. The pot experiment with fungicides on ‘Brazil banana’ showed that Gengbaotai had the best control effiacy by 78.57%. However,20% of bamboo vinegar was the weakest with the efficacy of 35.71%.

banana；Fusariumwilt Race 4； resistant cultivar； screening； control effect

2013-11-12

：2014-01-29

广东省自然科学基金项目(S2013010013263)

S 432.1

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.05.027

* 通信作者 E-mail: xulinbing@163.net