马铃薯主要病毒病对种薯质量的影响

张富荣，戎素平2，张艳彦3，杨 进，李发虎，黄修梅

(1.内蒙古农业大学职业技术学院，内蒙古 包头 014019；2.乌兰察布市种子管理站，内蒙古 乌兰察布 012000； 3.内蒙古农业大学，呼和浩特 010010)

马铃薯(SolanumtuberosumL.)是全球和中国第四大粮食作物[1]。中国马铃薯种植面积居世界首位，但平均单产仅为发达国家单产的1/3，其关键制约因素是病毒病积累引起的种薯质量不合格[2-3]。据报道，感染马铃薯的病毒达40种以上，在中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)[4]。其中，PVY和PLRV被所有的马铃薯种植国家认为是最严重的威胁，严重影响了马铃薯产量及品质[5]。PVY与其他病毒复合侵染后，可致马铃薯减产80%[6]。近年来，种薯质量调查方面主要是田间质量调查[7-8]，对马铃薯种薯收获后病毒侵染情况鲜有报道。因此本研究调查种薯收获后病毒侵染情况，探讨主要病毒病PVY和PLRV单独侵染与复合侵染对种薯产量的影响，以期为种薯生产与质量控制提供理论依据和技术支持。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

病毒侵染情况调查参照《马铃薯种薯》GB 18133-2012[9]，从5家种薯企业收获后的原原种、原种和一级种的种薯批中抽取块茎样品数量。病毒接种试验材料为经DAS-ELISA检测合格的克新一号和费乌瑞它的原原种。

1.2 病毒检测方法

块茎打破休眠栽植，苗高15 cm左右开始采用双抗体夹心酶联检测法(DAS-ELISA)检测马铃薯PVX、PVY、PVS、PLRV、PVA和PVM 6种病毒，检测试剂盒均购自英国Adgen试剂公司，其他化学试剂为分析纯。

1.3 病毒接种

试验设接种PVY、PLRV、PVY+PLRV和不接病毒(ck)4个处理。在防虫网室内采用随机区组设计，重复3次，行长3 m，单行区，密度80 cm×30 cm，小区面积为2.4 cm2，各病毒组间隔1个空行区。当马铃薯植株生长至4～6叶期时，采用摩擦接种的方法将病毒汁液分别接种至马铃薯叶片，具体方法：将带有病毒的植物叶片放于磷酸缓冲液(PB)研磨[m(携病毒叶片)∶V(缓冲液)=1∶10]，研磨后2 000 r/min离心2 min，上清液即为研究所用的病毒液，其中PVY+PLRV是使用分别带有PVY和PLRV叶片按照重量比1∶1混合研磨。每株植物均使用约400μL的病毒混合液，分别接水平差异显著。下同。

表1 不同级别马铃薯脱毒种薯收获后病毒病情况统计

种薯级别检测样品个数 单独侵染 复合侵染 PVYPLRVPVXPVAPVMPVSPVY+PLRV其它总病毒率(%)原原种400000000000原种4041530000104.4一级种4162271000307.2

表2 ELISA检测PVY、PLRV和PVX的吸光度值

种薯级别PVYPLRVPVX原种1.2498±1.2809b0.9364±0.8058b—一级种1.8624±0.7006a1.2470±0.8547a0.8804阳性对照1.3790±0.1534b1.2894±0.1407a1.1387±0.1445阴性对照0.1665±0.01254c0.1559±0.0197c0.1255±0.0163

注：样品浓度为样品﹕提取液=1 g﹕5 mL；显色时间以25 ℃显色60 min。不同的小写字母表示在0.05

表3 马铃薯克新一号单独侵染与复合侵染PVY和PLRV后对产量的影响

病毒种类株高(cm)结薯数个(株)单株产量(g/株)单株减产(%)商品薯率(%)商品薯率减产(%)对照62.07±1.89a8.28±1.11a736±27.7a73.5±4.90aPVY57.33±2.00b7.29±1.38a653±41.6b11.161.8±6.76b15.3PLRV53.17±0.55c7.86±1.22a669±21.9b8.8663.2±5.63b13.4PVY+PLRV48.07±1.04d5.57±0.98b510±52.3c25.251.4±3.51c30.5

表4 马铃薯费乌瑞它单独侵染与复合侵染PVY和PLRV后对种薯产量的影响

病毒种类株高(cm)结薯数个(株)单株产量(g/株)单株减产(%)商品薯率(%)商品薯率减产(%)对照39.40±3.44a6.05±0.82a473±25.34a79.2±6.42aPVY30.67±4.12b5.72±1.11a393±23.81b17.463.6±6.95b19.5PLRV32.06±2.19b5.57±1.13a405±17.86b14.465.0±7.68b17.7PVY+PLRV23.73±1.61c4.57±0.79b328±43.49c30.749.4±3.78c37.5

种2片叶片，5 d后进行第2次重复接种，接种10 d后采用DAS-ELISA方法确定接种是否成功。田间管理同原种生产管理，试验数据用Excel软件和SPSS 19.0软件进行分析。

商品薯率(%)=(每株75 g以上的块茎重量/全株总重量)×100%。

2 结果与分析

2.1 不同级别脱毒马铃薯种薯收获后病毒病侵染情况调查

本次调查种薯薯块涉及原原种、原种和一级种3个级别。采用ELISA共检测了6种病毒，检出3种病毒(表1)，分别为PVY、PLRV和PVX。原原种未发现病毒。原种检出PVY和PLRV，侵染率分别为3.7%和0.7%，总病毒病为4.4%。一级种共检出PVY、PLRV和PVX 3种病毒，侵染率分别为5.3%、1.7%和0.2%，总病毒病为7.2%。复合侵染仅发现PVY和PLRV，原种和一级种的复合侵染率分别为0.2%和0.7%。PVY侵染最为严重，其次为PLRV，一级种的侵染率大于原种的侵染率。

2.2 DAS-ELISA检测PVY和PLRV的病毒含量

样品的吸光度值为阴性样品数值的2倍及以上判定为阳性。如表2所示，各阳性样品分种薯级别的吸光度值存在显著差异。对于PVY阳性样品，一级种和原种的吸光度平均值分别是阴性对照的11倍和7.5倍，其中一级种的吸光度值显著高于原种，原种和阳性对照差异不显著。对于PLRV阳性样品，一级种和原种的吸光度平均值分别是阴性对照的8倍和6倍，其中一级种的吸光度值显著高于原种，和阳性对照差异不显著。PVX仅检测出1株，是阴性的7倍。由于病毒检测的结果中吸光度值与病毒含量呈显著正相关，超出阴性2倍就判定为阳性，由此可见，各阳性样品病毒含量非常高，判定为阳性的样品数据结果可靠。一级种个别阳性样品的PVY和PLRV的吸光度值可能低于原种的平均水平，但其平均值却显著高于原种，说明马铃薯随着繁殖代数增加，病毒含量也呈递增趋势。

2.3 PVY和PLRV单独侵染与复合侵染对马铃薯种薯产量的影响

从表3可知，马铃薯克新一号单独侵染和复合侵染PVY和PLRV后，植株株高、单株产量和商品薯率均显著下降，结薯个数PVY+PLRV显著低于其余处理。侵染PVY+PLRV、PVY、PLRV后平均单株产量显著降低了25.2%、11.1%、8.86%；商品薯率显著降低了30.5%、15.3%、13.4%，其中PVY+PLRV显著最低，PVY和PLRV间未形成显著差异，但均显著低于对照。

与克新一号相似，马铃薯费乌瑞它单独侵染和复合侵染PVY和PLRV后，植株株高、单株产量和商品薯率呈显著下降，结薯个数PVY+PLRV显著最低，PVY、PLRV和对照间未形成显著差异(表4)。侵染PVY+PLRV、PVY、PLRV后平均单株产量显著降低了30.7%、17.4%、14.4%；商品薯率显著降低了37.5%、19.5%、17.7%，其中PVY+PLRV显著最低、PVY和PLRV间未形成显著差异。马铃薯的2个品种复合侵染比单独侵染减产严重，PVY比PLRV对产量的影响严重，费乌瑞它减产严重。

3 讨 论

白艳菊等在2004—2005年调查发现，北方马铃薯田PVY病毒发生严重，其气候条件有利于PVY病毒的传播，试管苗和原原种PVY病毒检出率为13.3%，而大田高达47.2%[7]。范国权等2009年对9省区马铃薯脱毒种薯质量的调查结果表明，大田种薯样品PVY检出率最高，为16.74%[8]。Muhammad Fahim Abbas等在2011—2012年利用酶联免疫吸附法(ELISA)调查了巴基斯坦马铃薯病毒病发生情况，结果表明，平均发病率为52.3%，同步感染1种，2种，3种，4种和5种病毒的百分率分别为41.89%，21.78%，16.2%，17.87%和2.23%[10]。本试验调查发现，原原种病毒侵染率为0%，原种PVY和PLRV的侵染率分别为3.7%和0.7%，一级种PVY、PLRV和PVX的侵染率分别5.3%、1.7%和0.2%，病毒侵染率低于以往调查，这可能与本次调查为薯块，随机抽取，避免了田间调查人为选择有病毒症状样品的可能有关，因此薯块调查更具有代表性。本次调查发现，原原种、原种和一级种的总病毒侵染率分别为0%、4.4%和7.2%，《马铃薯种薯》GB 18133-2012规定原原种、原种和一级种的总病毒允许率分别为0%、1%和5%，因此原原种满足国家质量要求，而原种和一级种分别高出国家种用标准3.4倍和0.44倍，其中PVY侵染最为严重，田间观察也发现，侵染PVY的病毒株最为明显，这可能与PVY的容易传播有关，PVY既可通过汁液摩擦传播，又可通过蚜虫传播，且蚜传效率较高，因此在种薯生产中蚜虫防治和及时拔出病毒株至关重要。

Hoa et al报道，在菲律宾轻微侵染和严重侵染PVY和PLRV可分别引起49%和61%的产量损失[11]，本试验结果表明，马铃薯克新一号和费乌瑞它单独侵染和复合侵染PVY和PLRV后植株株高、单株产量和商品薯率均显著下降，侵染PVY+PLRV、PVY、PLRV后，克新一号平均单株产量显著降低了25.2%、11.1%、8.86%；费乌瑞它显著降低了30.7%、17.4%、14.4%，复合侵染导致的产量下降远大于单独侵染，不同的病毒含量导致的减产幅度不同，不同品种抗性不同,克新一号对病毒抗性优于费乌瑞它。M.S Rahman等研究认为，病毒导致马铃薯减产的原因是块茎数量减少、块茎变小或者二者都有可能[5]。本实验发现，结薯个数仅复合侵染上形成显著差异，原因可能是一定的病毒含量对结薯个数影响不大，而使单薯重下降导致减产，当病毒积累达到一定值时，既影响了单薯重，又影响了单株结薯数。