马铃薯品种对枯萎病菌的抗性鉴定

曲延军, 蒙美莲, 张笑宇, 陈雯廷, 胡 俊, 马志伟, 陈 慧

(内蒙古农业大学农学院, 呼和浩特 010019)



马铃薯品种对枯萎病菌的抗性鉴定

曲延军, 蒙美莲, 张笑宇, 陈雯廷, 胡 俊*, 马志伟, 陈 慧

(内蒙古农业大学农学院, 呼和浩特 010019)

通过室内接种试验与田间接种试验,调查评价供试马铃薯品种对枯萎病菌的抗性。结果显示,供试的马铃薯品种中没有免疫品种,脱毒组培苗接种病原菌测定的19个品种中,表现为中抗的品种有2个,占供试品种的10.53%;表现为中感的品种有10个,占供试品种的52.63%;表现为高感的品种7个,占供试品种的36.84%。田间接种病原菌测定的20个品种中,中抗及以上品种有9个,占供试品种的45%,中感及高感品种11个,占供试品种的55%。

马铃薯; 枯萎病; 尖孢镰刀菌; 抗性鉴定

马铃薯枯萎病是由镰刀菌侵染所致的土传病害,据Rakhimov等[1]报道,马铃薯枯萎病是由镰刀菌的5个不同种引起的,即尖孢镰刀菌(FusariumoxysporumSchlecht.)、茄类镰刀菌[F.solani(Mart.) Sacc.]、串珠镰刀菌(F.moniliformeSheld.)、接骨木镰刀菌(F.sambucinumFuckel)、雪腐镰刀菌[F.nivale(Fr.) Ces.]。据薛玉凤[2]的研究,内蒙古马铃薯枯萎病病原菌有尖孢镰刀菌、茄类镰刀菌、三线镰刀菌[F.tricinctum(Corda) Sacc.]，尖孢镰刀菌为主要致病菌且其致病力也最强。马铃薯是内蒙古地区重要的经济作物,2011年种植面积增加到71.27万hm2,鲜薯产量达982.5万t[3]。近年来,根据本课题组的调查研究,内蒙古种植区马铃薯枯萎病发生比较严重,而目前对于马铃薯枯萎病还没有有效的防治措施[2,10]。从农业生产实践及科学研究成果可知[4-5],各种作物病害的防治过程中,选用抗病品种是经济、有效、简便的方法。因此本试验选择了内蒙古地区主栽的20个马铃薯品种进行室内和田间试验,以明确供试马铃薯品种对枯萎病菌的抗性水平,为更好地防治马铃薯枯萎病奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 供试病原菌

马铃薯枯萎病菌：尖孢镰刀菌(F.oxysporum)由内蒙古农业大学农学院植物病理教研室分离、鉴定、保存。

1.1.2 供试马铃薯品种

‘大西洋’、‘底西芮’、‘费乌瑞它’、‘夏坡蒂’、‘克新一号’、‘铃田99’、 ‘后旗红’、‘紫花白’、‘民丰红’、‘紫罗兰’、‘青薯168’、‘铃田红’、‘台湾红皮’、‘涩皮红’、‘布尔班克’、‘陇薯3号’、‘LK99’、‘陇薯5号’、 ‘陇薯7号’、‘红彩’。

1.1.3 培养基

马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA);Czapek 培养基;麦麸培养基;MS培养基(用于马铃薯组织培养)。

1.2 试验方法

1.2.1 不同马铃薯品种脱毒组培苗对尖孢镰刀菌抗性的室内鉴定

将尖孢镰刀菌转接到PDA培养基上,于25 ℃下,12 h黑暗/光照交替培养7 d,沿菌落边缘打取直径为7 mm的菌饼,放入装有150 mL Czapek液体培养基(115 ℃,灭菌20 min)的300 mL的锥形瓶中,每瓶5个菌饼,25 ℃ 120 r/min连续振荡培养15 d,得到的培养液即为菌悬液。取3 mL孢子浓度为1×107个/mL 的菌悬液于灭过菌的试管中,以3 mL Czapek液体培养基作为空白对照。将在MS培养基上培养20 d,长势、健壮程度相当的不同品种马铃薯组培苗用无菌水冲净根部培养基后移入装有菌悬液或对照培养基的各试管中,使根系浸入菌悬液或对照培养基中,每试管1株,每个品种处理20株幼苗,重复3次。将处理后的组培苗置于25 ℃、4 000 lx光照培养箱中培养(光照16 h/d),7 d后按照1.2.3病情分级标准进行病级调查,计算病情指数、病株率及相对抗病指数,根据相对抗病指数进行抗性评价。

1.2.2 不同马铃薯品种对尖孢镰刀菌的田间抗性试验

试验于2013年5月-10月在呼和浩特市武川县毛黑沟试验田进行。采用土壤接种法,即将尖孢镰刀菌用麦麸培养基扩大培养(25 ℃,培养20 d)后晾干,孢子量为5×108个/g,每株穴施2 g。每小区(40 m2)施撒可富复合肥(N-P-K：12-19-16)3.60 kg作基肥。种薯为各品种脱毒组培苗繁育的原原种。试验采用随机区组设计,小区宽4 m,长10 m,单行种植,行距90 cm,株距30 cm,田间常规管理。2013年9月10日按照1.2.3病情分级标准进行病级调查及病株率的调查,9月25日调查病薯率。

1.2.3 调查项目及计算方法

室内脱毒组培苗枯萎病病情分级标准：

0级：叶片没有明显枯黄萎蔫,植株生长正常;

1级：0～20%的叶片枯黄萎蔫;

2级：21%～40%的叶片枯黄萎蔫;

3级：41%～60%的叶片枯黄萎蔫;

4级：61%～80%的叶片枯黄萎蔫;

5级：80%以上的叶片枯黄萎蔫或整株枯死。

田间马铃薯枯萎病病情分级标准：

0级：叶片没有明显枯黄萎蔫,植株生长正常;

1级：0～25%的叶片枯黄萎蔫;

2级：26%～50%的叶片枯黄萎蔫;

3级：51%～75%叶片枯黄萎蔫;

4级：75%以上叶片萎蔫或整株枯死。

枯萎病病薯调查方法：切开薯块脐部,块茎维管束呈虚线状褐变为病薯。

病株率(%)=维管束褐变的植株总数/调查植株总数×100;

病薯率(%)=维管束褐变的块茎总数/调查块茎总数×100;

病情指数=∑(各级病株数×各级代表值)/(调查总株数×最高级代表值)×100;

相对抗病指数=1-所测品种病情指数/发病最重品种病情指数;

相对抗病指数评价标准：

1:免疫(I);

0.99～0.80:高抗(HR);

0.79～0.60:中抗(MR);

0.59～0.40:中感(MS);

0.39～0.00:高感(HS)。

2 结果与分析

2.1 室内脱毒组培苗对尖孢镰刀菌的抗性表现

室内脱毒组培苗对尖孢镰刀菌的抗性表现见表1。

从表1可以看出,室内接种处理的19个马铃薯品种中,没有免疫品种,表现为中抗(MR)的品种有‘后旗红’、‘底西芮’,占供试品种的10.53%;表现为中感(MS)的品种有‘紫花白’、‘陇薯3号’、‘紫罗兰’、‘铃田红’、‘台湾红皮’、‘民丰红’、‘涩皮红’、‘LK99’、‘陇薯5号’、‘陇薯7号’,占供试品种的52.63%;表现为高感的品种有‘费乌瑞它’、‘大西洋’、‘夏坡蒂’、‘克新一号’、‘布尔班克’、‘铃田99’、‘青薯168’,占供试品种的36.84%。并且所有供试的马铃薯品种植株发病率均较高,几乎都达到100%。

表1 马铃薯脱毒组培苗对尖孢镰刀菌的抗性1)

1) 运用SAS进行统计分析,表中病情指数列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。

Statistical analysis was made using SAS procedure. Data with different small letters indicate significant difference at 0.05 level.

2.2 供试马铃薯品种对尖孢镰刀菌的田间抗性分析

2.2.1 马铃薯品种对尖孢镰刀菌的田间抗性表现

马铃薯品种对尖孢镰刀菌的田间抗性表现见表2。

从表2可以看出,田间接种处理的20个马铃薯品种中,对枯萎病表现为高抗(HR)的品种有‘后旗红’,占供试品种的5%;表现为中抗(MR)的品种有‘紫花白’、‘底西芮’、‘陇薯3号’、‘台湾红皮’、‘涩皮红’、‘LK99’、‘陇薯5号’、‘陇薯7号’,占供试品种的40%;表现为中感的品种有‘青薯168’、‘铃田红’、‘克新一号’,占供试品种的15%;表现为高感的品种有‘费乌瑞它’、‘大西洋’、‘夏坡蒂’、‘紫罗兰’、‘民丰红’、‘布尔班克’、‘铃田99’、‘红彩’,占总供试品种的40%。

表2 马铃薯品种对尖孢镰刀菌的田间抗性

2.2.2 病株率与病薯率的关系

图1为供试马铃薯品种病株率与病薯率的对比。

由图1和表2可知,在供试的马铃薯品种中,抗病品种的病薯率较低,而感病品种的病薯率相对较高。感病品种病薯率最高达到91.47%,抗品种病薯率最低为33.15%。感病品种的植株发病率可达100%,高抗品种‘后旗红’的病株率为36.54%。

图1 供试马铃薯品种病株率与病薯率的对比Fig.1 Comparison of rate of diseased plants and tubers among different potato cultivars

2.2.3 病情指数与病薯率的关系

图2为供试马铃薯品种病情指数与病薯率的对比。

对田间供试的20个马铃薯品种的病情指数(X)与病薯率(Y)用SPSS和DPS数据处理软件进行线性回归[6],得到线性回归方程Y=23.676+0.560X,相关系数R=0.853,查r与R两尾临界值表得r(18,0.05)=0.444,r(18,0.01)=0.561,相关系数R>r,所以田间供试的20个马铃薯品种的病薯率与病情指数达显著相关水平,说明病薯率与病情指数成正相关,即病情指数越大,病薯率越高。

图2 供试马铃薯品种病情指数与病薯率的对比Fig.2 Comparison of disease index and rate of diseased tubers among different potato cultivars

2.3 马铃薯脱毒组培苗室内接种病原菌和田间接种病原菌抗性鉴定对比分析

将室内脱毒组培苗接种病原菌处理与田间接种病原菌处理的相同的19个马铃薯品种的病情指数用SPSS和DPS数据处理软件进行线性回归,得到线性回归方程Y=24.676+0.630X,相关系数R=0.817,查r与R两尾临界值表得r(17,0.05)=0.456,r(17,0.01)=0.575,相关系数R>r,所以室内与田间供试的相同的19个马铃薯品种的室内脱毒组培苗接种病原菌的病情指数与田间接种病原菌的病情指数达显著相关水平,表明室内脱毒组培苗抗性与田间植株抗性正相关。

3 讨 论

选用抗病品种是综合防治各种病害的重要措施之一,采用人工接种的方式,人为地创造病害发生的条件,进行种质资源的抗病性鉴定,从而迅速对试验材料的抗性进行科学评价,为预防病害的发生与传播及选育抗病品种提供依据与材料。

马铃薯品种对枯萎病菌的抗性鉴定国内外未见报道。据薄天岳等[7]利用亚麻枯萎病病圃,对508份国内外亚麻品种资源进行了抗枯萎病的鉴定和评价,高抗(HR)品种占供试总数的8.9%、中抗(MR)占7.5%、低抗(LR)占12.5%、低感(LS)占18.1%、中感(MS)占22.1%和高感(HS)占30.9%。王继华等[8]的研究,采用土壤接种方法对30个香石竹品种进行了田间镰刀菌枯萎病抗性的鉴定,结果表明,30个品种中没有发现免疫品种,其中高抗品种占鉴定总数的16.7%,中抗占40.0%,中感占13.3%,高感占30.0%。据宋荣浩[9]等对78份西瓜品种资源的室内苗期抗枯萎病接种鉴定结果表明,供试材料中没有对枯萎病免疫的品种,其中表现高抗品种占总数的11.5%,中抗品种占17. 9%,轻抗品种占41.0%,感病品种占29.5%。本试验中供试的马铃薯品种对枯萎病没有免疫品种,室内测定与田间试验结果表明,高感品种达30%～40%,而中抗及以上品种占5%～40%,所有品种植株发病率均较高,且病情指数越大,病薯率越高。因此对抗枯萎病菌鉴定的马铃薯品种范围应进一步扩大,并针对不同地域所适合种植的品种分区域分品种进行抗性评价,从而为抗病育种提供抗病品种及亲本材料。在防治马铃薯枯萎病的过程中,选育抗病品种的同时,应建立无病种薯田,培育无病种薯,尽量杜绝初侵染来源,合理施肥,结合起垄覆膜的栽培方式[10],避免田间积水,创造能对马铃薯生长有利而对枯萎病的发生有抑制作用的生态环境。

[1] Rakhimov U Kh,Khakimov A Kh.Wilt of potatoes in Uzbekistan [J].Zashchita i Karantin Rastenii,2000,3:46.

[2] 薛玉凤,蒙美莲,胡俊,等.6种杀菌剂对马铃薯枯萎病菌的室内毒力测定[J].中国马铃薯,2012,26(4):228-230.

[3] 陈伊里,屈冬玉.马铃薯产业与农村区域发展[M].哈尔滨：哈尔滨地图出版社,2013:8-18.

[4] 陈红梅,李金花,柴兆祥,等.35个马铃薯品种对镰刀菌干腐病优势病原的抗病性评价[J].植物保护学报,2012,39(4):308-314.

[5] 李淑菊,王惠哲,杨瑞环,等.黄瓜黑斑病苗期抗病性鉴定方法及品种抗病性评价[J].中国蔬菜,2012(2):72-74.

[6] 王信,程亮,郭青云.青海省马铃薯品种对晚疫病菌的抗性分析[J].中国马铃薯,2011,25(4):238-241.

[7] 薄天岳,杨建春,任云英,等.亚麻品种资源对枯萎病的抗性评价[J].中国油料作物学报,2006,28(4):470-475.

[8] 王继华,熊丽,瞿素萍,等.香石竹不同品种对镰刀菌枯萎病的抗性评价[J].植物保护,2005,31(1):34-37.

[9] 宋荣浩,戴富明,杨红娟,等.西瓜品种资源对枯萎病和蔓枯病的抗性鉴定[J].植物保护,2009,35(1):117-120.

[10]王晓丽,蒙美莲,胡俊,等.马铃薯枯萎病初侵染来源及栽培与发病的关系[J].中国马铃薯,2012,26(3):169-173.

(责任编辑：王 音)

Identification of potato resistance to blight caused byFusariumoxysporum

Qu Yanjun, Meng Meilian, Zhang Xiaoyu, Chen Wenting, Hu Jun, Ma Zhiwei, Chen Hui

(College of Agronomy, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010019, China)

Field and laboratory inoculation were conducted to evaluate potato resistance to blight caused byFusariumoxysporum. The results indicated that none of potato cultivars selected was immune. By inoculated with virus-free potato seedlings, 2 potato cultivars with moderate resistance were identified, accounting for 10.53%,10 potato cultivars showed moderate susceptible level, accounting for 52.63%, and 7 potato cultivars showed higher susceptible level, accounting for 36.84%. Field trials by inoculating 20 potato cultivars withF.oxysporumdemonstrated that 9 cultivars showed resistant level, accounting for 45%, and 11 cultivars showed susceptible level, accounting for 55%.

potato; blight;Fusariumoxysporum; resistance identification

2014-03-20

2014-08-14

国家现代马铃薯产业技术体系建设岗位专家专项(nycytx-15,gwzj-20)

S 435.32

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.029

* 通信作者 E-mail:hujun6202@126.com