不同葡萄品种对霜霉病的田间苗期抗性评价

赵雪艳, 张 玮, 严 红, 闫爱玲, 徐海英*, 董金皋

(1. 河北农业大学生命科学学院, 保定 071001；2. 北京市农林科学院, 北京 100097)

不同葡萄品种对霜霉病的田间苗期抗性评价

赵雪艳1,2, 张 玮2, 严 红2, 闫爱玲2, 徐海英2*, 董金皋1*

(1. 河北农业大学生命科学学院, 保定 071001；2. 北京市农林科学院, 北京 100097)

对36个葡萄品种(品系)苗期对霜霉病的田间抗病性进行了评价,结果表明, 不同葡萄品种(品系) 对葡萄霜霉病的抗性存在明显差异,绝大多数欧美杂交种的抗性要强于欧亚种葡萄,供试的10个欧美杂种中,‘瑞峰无核’对葡萄霜霉病表现为高抗;‘DEMIR’、‘龙宝’、‘红富士’、‘黑奥林’、‘峰后’5个品种表现为中抗。

葡萄霜霉病； 主成分分析； 抗性评价

葡萄是世界第二大水果,适应性强,经济效益高,是我国重要的经济果树之一,也是近年来我国最具发展活力的果树。据世界粮农组织(FAO)统计,截至2010年,我国葡萄种植面积已近1 000万hm2,总产量843万t,遍及我国各省产区[1]。葡萄霜霉病是重要的葡萄病害之一,目前葡萄霜霉病在我国的大多数葡萄产区均有发生,雨水较多的地区或年份尤为严重。

葡萄霜霉病是由葡萄霜霉病菌[Plasmoparaviticola(Berk.etCurtis) Berl.etde Toni]引起的一种真菌病害[2],该病菌为二倍体活体营养型专性寄生菌,雌雄异株[3]。葡萄霜霉病菌主要危害葡萄叶片,病情严重时可导致叶片焦枯早落,严重影响葡萄植株生长及果实品质和产量,一般年份会造成减产30%～50%,严重时可达到80%以上[4]。

葡萄霜霉病的防治主要依赖化学防治,由于化学防治的昂贵投入及其导致的环境公害迫使人们寻求新的防治途径[5],选用抗病品种是最为经济有效的途径。本研究在自然发病的条件下,对36个鲜食葡萄品种苗期对葡萄霜霉病的田间抗病性进行了评价,旨在为选育优质抗霜霉病葡萄品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试品种共36个,其中欧美杂种包括‘黑奥林’、‘龙宝’、‘峰后’、‘DEMIR’、‘红富士’、‘瑞峰无核’、‘茉莉’、‘巴西’、‘Calina’、‘4倍体玫瑰香’；欧亚种包括‘瑞都无核怡’、‘25-8-6’、‘25-7-3’、‘26-11-4’、‘玫瑰香’、‘意大利’、‘未名玫瑰’、‘阿达玫瑰’、‘26-3-4’、‘瑰宝’、‘Otilia’、‘爱神玫瑰’、‘晚里扎马特’、‘美人指’、‘牛奶’、‘京秀’、‘白罗莎’、‘26-11-4R’、‘26-9-1’、‘红罗莎’、‘贵妃玫瑰’、‘红宝石无核’、‘KM.183’、‘香妃’、‘红地球’、‘奥古斯特’。

1.2 试验方法

1.2.1 葡萄苗的种植

试验在北京市农林科学院平谷试验基地葡萄园进行,将供试的36个葡萄品种(品系)按品种进行定植,分为4个小区,每个小区品种随机排列,每个品种5～10 株。行株距为3 m×1 m,采用单臂水平主蔓整形,在定植当年评价对霜霉病的抗病性。常规栽培管理,整个生长季节未使用任何药剂防治。

1.2.2 发病程度、病叶率的调查与统计

于2012年8月下旬在葡萄霜霉病的盛发期,进行葡萄霜霉病的田间发生情况调查。田间自然鉴定采用每个品种(品系)随机调查叶片100～200片,记录每个叶片上葡萄霜霉病病斑情况,调查病叶率；按叶片的感病面积分级记载,统计病情指数。分级标准参照中华人民共和国农业行业标准进行,如下：

0级：无病斑；

1级：病斑面积占整个叶片面积的5%及以下；

3级：病斑面积占整个叶片面积的6%～25%；

5级：病斑面积占整个叶片面积的26%～50%；

7级：病斑面积占整个叶片面积的51%～75%；

9级：病斑面积占整个叶片面积的75%以上。

病叶率(%)=(发病总叶数/调查总叶数)×100；

病情指数=[∑(各病级叶数×相对级数值)/(调查总叶数×9)]×100。

1.2.3 统计分析方法

试验数据用SPSS 16.0软件进行主成分分析(principal components analysis,PCA)和聚类分析(cluster analysis,CA),评价不同葡萄品种的抗病性差异。

2 结果与分析

2.1 不同葡萄品种(品系)对霜霉病的抗病性

不同品种(品系)间葡萄霜霉病的病情指数和病叶率结果如表1,调查数据显示病情指数最低值为11.63,最高值为80.12；病叶率最低值为44.19,最高值为90.02,存在显著差异。试验数据显著性分析表明,不同葡萄品种对葡萄霜霉病的病情指数、病叶率存在明显差异。

表136个葡萄品种霜霉病田间发生情况1)

Table1Fieldobservationsofgrapedownymildewdiseasefrom36cultivarvarieties

编号No．品种名称Variety品种类型Sourcesofvariety病情指数Diseaseindex病叶率/%Diseaseincidence36奥古斯特欧亚种(80．12±1．23)a(90．02±2．24)a35红地球欧亚种(68．87±0．97)ab(83．52±0．38)c34香妃欧亚种(68．20±0．67)abc(79．13±1．66)efgh33KM．183欧亚种(67．78±0．74)bc(81．75±0．79)cd32红宝石无核欧亚种(66．66±0．79)bc(76．89±0．77)i31贵妃玫瑰欧亚种(66．55±0．62)bc(80．28±0．78)e30红罗莎欧亚种(65．87±1．28)bcd(85．58±0．16)b2926⁃9⁃1欧亚种(65．43±0．59)bcd(77．92±0．39)h2826⁃11⁃4R欧亚种(64．54±1．04)cd(81．24±1．29)de27白罗莎欧亚种(61．92±1．28)cd(77．35±0．98)hi264倍体玫瑰香欧美杂种(61．54±0．49)cde(79．23±0．77)efg25晚里扎马特欧亚种(61．04±0．94)de(76．02±0．98)ij24京秀欧亚种(58．83±1．62)ef(79．98±1．27)efg23Calina欧美杂种(58．67±3．21)efg(78．29±0．46)gh22巴西欧美杂种(57．38±1．38)fg(74．94±0．61)ijkl21牛奶欧亚种(56．25±0．70)fgh(78．32±1．41)gh20美人指欧亚种(55．97±0．95)gh(80．32±0．86)ef19爱神玫瑰欧亚种(54．96±1．69)ghi(79．99±0．28)efg18Otilia欧亚种(54．59±0．96)ghi(63．59±0．59)n17瑰宝欧亚种(53．59±1．06)hij(78．61±1．06)g1626⁃3⁃4欧亚种(53．02±2．17)hijk(70．84±0．15)l15阿达玫瑰欧亚种(49．91±0．59)ijk(77．49±0．62)hi14未名玫瑰欧亚种(49．12±1．19)ijk(76．34±0．45)ijk13意大利欧亚种(43．70±0．82)ijk(75．07±0．63)jk12玫瑰香欧亚种(43．45±1．68)ijk(73．05±1．20)k1126⁃11⁃4欧亚种(41．38±0．44)k(76．47±0．81)ij1025⁃7⁃3欧亚种(33．87±1．07)l(64．49±0．80)m925⁃8⁃6欧亚种(33．75±0．11)lm(70．16±1．31)lm8瑞都无核怡欧亚种(29．95±0．25)m(75．95±0．82)j7茉莉欧美杂种(26．79±1．03)mn(69．86±0．30)lmn6红富士欧美杂种(23．39±0．77)n(55．74±0．61)no5DEMIR欧美杂种(23．17±1．14)no(64．46±1．46)mn4峰后欧美杂种(21．51±0．66)o(56．03±0．40)n3龙宝欧美杂种(20．78±1．25)op(46．51±0．66)p2黑奥林欧美杂种(18．69±0．65)p(55．72±1．22)mo1瑞峰无核欧美杂种(11．63±0．07)q(44．19±0．03)q

1) 表中数据为平均值±标准差;同列数据后不同字母代表具有显著性差异(P<0.05)。
Data in the table are mean±SE, the different small letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level by DEMRT.

2.2 葡萄品种(品系)对霜霉病抗性的多元统计分析

2.2.1 主成分分析

运用主成分分析方法对36个品种的田间葡萄霜霉病发病情况的数据样本资料进行分析,对葡萄霜霉病的病情指数和病叶率在两个主成分上因子载荷作图(如图1所示),可见病情指数指标位于第一相,在第一主成分上载荷较低(0.51),而在第二主成分上的载荷很高；病叶率也位于第一相,在第一主成分上的载荷很高(0.86),而在第二主成分上载荷低；但两个主成分上都有较高的载荷量,具备明显的特征。由此,选定病情指数和病叶率两个指标对葡萄霜霉病抗性进行分类和评价。

应用上述主成分分析取得的病情指数和病叶率两个因子数据进行了主成分运算。根据病情指数和病叶率的试验数据做出因子分布散点图,由因子分布散点图将不同葡萄品种间的抗病性类型分为4类(如图2)。第1类为高抗霜霉病品种: 病情指数10.01～15.00；第2类为中抗霜霉病品种: 病情指数15.01～25.00；第3类为低抗霜霉病品种: 病情指数25.01～50.00；第4类为感霜霉病品种: 病情指数大于50.00。

图1 旋转后的主成分因子载荷图

图2 葡萄品系的因子分布散点图

2.2.2 聚类分析

为了解不同葡萄品种(品系)对霜霉病抗性的特点,应用聚类分析对上述主成分分析选定的病情指数和病叶率两个因素的统计数据按1.2.3统计方法做出聚类分析图(图3),由聚类图谱分析结果,取阈值为0.3时本试验中的不同葡萄品种(品系)对霜霉病的抗病性等级分为4类,与主成分分析结果一致。

图3 36个葡萄品种抗霜霉病的聚类分析图

2.3 葡萄品种(品系)对霜霉病抗性评价

结合主成分分析和聚类分析的结果综合评价不同葡萄品种(品系)的抗性关系,数据分析表明：对霜霉病的抗性差异可把本试验中的葡萄品种分为4个类别：第1类高抗霜霉品种只有欧美杂种葡萄‘瑞峰无核’1个,占所调查品种的2.78%;第2类中抗霜霉病品种有5个欧美杂种分别是‘DEMIR’、‘龙宝’、‘红富士’、‘黑奥林’、‘峰后’,占所调查品种的13.89%;第3类低抗霜霉病品种有9个分别是‘茉莉’、‘瑞都无核怡’、‘25-8-6’、‘25-7-3’、‘25-11-4’、‘玫瑰香’、‘意大利’、‘未名玫瑰’、‘阿达玫瑰’,占所调查品种的23.07%;第4类感病品种有21个,分别是‘26-3-4’、‘瑰宝’、‘Otilia’、‘爱神玫瑰’、‘美人指’、‘牛奶’、‘巴西’、‘Calina’、‘京秀’、‘晚里扎马特’、‘4倍体玫瑰香’、‘白罗莎’、‘26-11-4R’、‘26-9-1’、‘红罗莎’、‘贵妃玫瑰’、‘红宝石无核’、‘KM.183’、‘香妃’、‘红地球’、‘奥古斯特’,占所调查品种的58.33%。调查不同葡萄品种对霜霉病的田间苗期抗病性评价的分级标准详见表2。

表2不同葡萄品种间的抗性关系

Table2TherelationshipbetweentheresistanceofdifferentgrapevarietiestoPlasmoparaviticolaaccordingtodiseaseindexes

抗性等级Resistancelevel品种名称Hostplantvarietyname品种类型/个Sourceofvariety欧美杂种V．vinifera×V．labrusca欧亚种V．vinifera病情指数Diseaseindex高抗瑞峰无核1010．01～15．00中抗黑奥林、龙宝、峰后、DEMIR、红富士5015．01～25．00低抗茉莉、瑞都无核怡、25⁃8⁃6、25⁃7⁃3、26⁃11⁃4、玫瑰香、意大利、未名玫瑰、阿达玫瑰1825．01～50．00 感病26⁃3⁃4、瑰宝、Otilia、爱神玫瑰、美人指、牛奶、巴西、Calina、京秀、晚里扎马特、4倍体玫瑰香、白罗莎、26⁃11⁃4R、26⁃9⁃1、红罗莎、贵妃玫瑰、红宝石无核、KM．183、香妃、红地球、奥古斯特318 >50．00

3 结论与讨论

本试验应用主成分分析和聚类分析对不同葡萄品种(品系)的霜霉病抗性进行了研究, 结合两者综合分析,客观反映各变量的综合贡献和各研究对象间相互关系的优点[6]。两类分析方法结果均表明葡萄霜霉病抗性等级分类一致,分为“高抗”、“中抗”、“低抗”、“感病”4个类型,其结果具有一定的可靠性和实用性。

目前葡萄霜霉病受环境因素、气候条件的影响很大,因而在抗、感霜霉病品种栽培时要加强霜霉病的防治。本研究在北京市农林科学院平谷试验基地进行,常规管理自然发病状态下,葡萄园内36个葡萄品种中,欧美杂种品种群对葡萄霜霉病的抗性与欧亚品种群相比较强, 有显著的差异性[7],欧美杂种中‘瑞峰无核’对葡萄霜霉病表现为高抗;‘黑奥林’、‘DEMIR’、‘龙宝’、‘红富士’、‘峰后’表现为中抗,是较为理想的抗病优良品种,其叶片厚而大,叶背面多绒毛,果粒圆硬,易抗病。因此,选用抗霜霉病的欧美杂种作为亲本进行多代杂交,对于培育优质抗霜霉病葡萄品种具有重要意义；在大陆性气候雨水较多的葡萄产区引用高抗葡萄品种对实际生产有非常重要的应用价值。

[1]贺普超.提高我国葡萄产量和品质的主要途径与方法[J]. 果树科学,1995,12(4):265-268.

[2]Reuveni M. Activity of the new fungicide benthiavalicarb againstPlasmoparaviticolaand its efficacy in controlling downy mildew in grapevines[J].European Journal of Plant Pathology,2003,109:243-251.

[3]Wong F P, Burr H N, Wilcox W F． Heterothallism inPlasmoparaviticola[J]．Plant Pathology,2001,50：427-432.

[4]刘书晓,段秀玲．用绿乳化铜防治葡萄霜霉病的试验[J]. 北方果树,1998(3)：14.

[5]李兴红,燕继晔．葡萄病虫害防治关键技术[M]．北京：中国农业出版社,2012：4.

[6]王芳．主成分分析与因子分析的异同比较及应用[J]．统计教育,2003(5)：14-17.

[7]李华,刘天明．欧亚种葡萄霜霉病抗性及其遗传稳定性研究[J]. 西北农业大学学报, 1995, 23(1)：1-6.

Resistanceevaluationforseedlingsofdifferentgrapevarietiestothegrapevinedownymildew,Plasmoparaviticola

Zhao Xueyan1,2, Zhang Wei2, Yan Hong2, Yan Ailing2, Xu Haiying2, Dong Jingao1

(1.CollegeofLifeSciences,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071001,China;2.BeijingAcademyofAgricultureandForestrySciences,Beijing100097,China)

Germplasm resources of 36 cultivar grape varieties were analyzed to evaluate the resistance toPlasmoparaviticola. The results showed that there were significant differences in the resistance of the seedlings of different grape varieties towards grapevine downy mildew. The interspecific hybrids ofVitisviniferaandV.labruscawere highly resistant than all other varieties. Comprehensive resistance evaluation indicated that ‘Ruifeng seedless’ showed high resistance, and ‘DEMIR’, ‘Longbao’, ‘Hongfushi’, ‘Black Olympia’ and ‘Fenghou’,showed moderate level resistance.

Plasmoparaviticola； principal component analysis; resistance evaluation

2013-11-06

：2014-01-25

公益性行业(农业)科研专项(201203035);北京市农林科学院青年科研基金(QNJJ201215);北京市农林科学院科技创新能力建设专项(KJCX201101009);北京市农林科学院国际合作基金 (GJHZ2013)

S 436.631.12

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.05.033

* 通信作者 E-mail: haiyingxu63@sina.com; dongjinggao@126.com.