37份马铃薯品种对枯萎病的抗性鉴定

贾瑞芳，徐利敏，赵远征，侯亚光，张 俊，郭景山，郝文胜，谢 锐，韩志刚，赵永秀

（1.内蒙古自治区农牧业科学院植物保护研究所，内蒙古 呼和浩特010031；2.内蒙古农业大学农学院，内蒙古 呼和浩特010019；3.内蒙古自治区生物技术研究院，内蒙古 呼和浩特010020；4.内蒙古自治区农牧业科学院蔬菜研究所，内蒙古 呼和浩特010031；5.内蒙古自治区农牧业科学院特色作物研究所，内蒙古 呼和浩特010031；6.内蒙古大学生命科学学院，内蒙古 呼和浩特010024）

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是茄科茄属一年生草本植物，作为重要的蔬粮兼用作物，马铃薯的营养丰富，世界各地均有种植。因其具备适应性强、产量较高且生育期短等特点，马铃薯是全球继小麦、玉米和水稻之后的第四大主要粮食作物[1]。随着马铃薯产业的迅速发展，目前中国的马铃薯种植面积和总产量居世界第一[2]。由尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）引起的马铃薯枯萎病是一种真菌性土传维管束病害，广泛分布，在中国的各个马铃薯种植区均有不同程度的发生[3]。近年来，随着马铃薯种植面积的逐年增大，连作重茬现象越来越严重[4]，导致马铃薯抗病能力降低，马铃薯枯萎病的发生日益严重，一般造成减产30%左右，严重时可造成78%的植株死亡，直接降低了马铃薯的产量和其商品性，严重制约了马铃薯产业的持续发展[5,6]。选育抗病品种、与禾本科作物轮作、结合田间管理和化学药剂喷施是目前防治马铃薯枯萎病的主要综合防控措施[7]。但是，使用化学药剂会出现污染环境和农药残留等问题，因此，选用抗病品种是防治马铃薯枯萎病最有效的防治措施。本研究对37 份马铃薯品种进行抗性鉴定，旨在为马铃薯生产中选用抗性品种提供理论依据，为探究其抗性机制提供材料。

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）由内蒙古自治区农牧业科学院植物保护研究所植病研究室分离、鉴定、保存。

1.1.2 供试马铃薯品种

供试马铃薯品种（表1）室内鉴定为各个单位提供的微型薯，田间鉴定为自繁或相关单位提供的一级原种。

1.1.3 培养基

PDA培养基（马铃薯葡萄糖琼脂培养基）；麦麸培养基。

1.2 试验方法

1.2.1 不同马铃薯品种对枯萎病菌抗性的室内鉴定

将尖孢镰刀菌接种到麦麸培养基，25 ℃恒温培养7 d，用无菌水冲洗培养好的麦麸，4层灭菌脱脂纱布进行过滤，得到孢子悬浮液，用血球计数板调整孢子浓度为1.0×106个/mL。

将不同马铃薯种薯栽种到装有高温灭菌土的15 cm×15 cm的营养钵中，每个品种栽种13盆，每盆两株，其中3盆作为对照（CK），置于25 ℃控温温室中培养。选择生长4周左右、长势一致的马铃薯幼苗，采用伤根法接种，用配好的浓度为1.0×106个/mL 的孢子悬浮液100 mL，浇入根部进行接种，对照（CK）用无菌水接种。接种后2～3 d浇一次水，30 d后按照枯萎病病情分级标准[8]进行调查（表2）。

1.2.2 不同马铃薯品种对枯萎病菌的田间抗性鉴定

试验于2018年5～9月在呼和浩特市内蒙古农牧业科学院试验田进行。试验地前茬马铃薯，土壤属栗钙土，pH 7.6，有机质含量1.83%，无枯萎病发生，播种时施入种肥磷酸二铵（N 18%，P2O548%）15 kg/667m2、尿素（N 46%）5 kg/667m2。试验采用土壤接种法，即尖孢镰刀菌利用麦麸培养基进行扩大培养（25 ℃，培养20 d）后晾干，孢子量为5.0×108个/g，播种时（5 月10 日）穴施2 g。种薯为各个品种的原种。采用随机区组设计，小区面积100 m2，宽5 m，长20 m，单行种植，每个品种种植5 垄，行距90 cm，株距30 cm，田间常规管理。2018年9月3日按照病情分级标准[8]（表3）每垄连续取20株，每小区共100株进行调查。

1.2.3 调查项目及计算方法

计算病株率、病情指数、相对抗病指数，根据相对抗病指数进行抗性评价（表4）。具体计算方法如下。

表1 供试马铃薯品种资源信息Table 1 Information list of potato variety resources

表2 室内马铃薯品种枯萎病病情分级标准Table 2 Criteria for classification of Fusarium wilt disease of potato varieties indoor

表3 田间马铃薯品种枯萎病病情分级标准Table 3 Criteria for classification of Fusarium wilt disease of potato varieties in field

表4 相对抗病指数评价标准Table 4 Criteria for evaluation of relative resistance indexes

病株率（%）=维管束褐变的植株总数/调查植株总数×100

病情指数=∑（各级病株数×各级代表值）/（调查总株数×最高代表值）×100

相对抗病指数=1-各品种病情指数/发病最重品种病情指数

1.4 数据处理与分析

采用SPSS 17.0数据处理系统进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 室内接种对枯萎病的抗性表现

从图1可以看出，接种孢子悬浮液的不同马铃薯品种出现不同程度的自下向上叶片褪绿、发黄和萎蔫的症状，对照植株则正常生长。经过室内接种处理的37份马铃薯品种（表5），鉴定为高抗的品种有6份，分别是‘中薯14号’、‘中薯18号’、‘中薯19号’、‘中薯21号’、‘冀张薯8号’和‘康尼贝克’，占供试马铃薯品种的16.22%。表现为中感和高感的品种有19份，其中高感品种12份，占供试品种的32.43%，中感品种7份，占供试品种的18.92%，共占供试品种的51.35%。其余12份为中抗品种，占供试品种的32.43%。供试的37份马铃薯品种中，品种‘中薯18号’的病情指数最低仅为3.75，品种‘中薯12号’的病情指数最高为96.25，其余供试马铃薯品种的病情指数介于二者之间。

2.2 田间接种对枯萎病的抗性表现

图1 部分马铃薯品种对枯萎病抗性表现Figure 1 Resistance of some potato varieties to F.oxysporum

表5 不同马铃薯品种室内对枯萎病菌的抗性表现Table 5 Resistance of different potato varieties to F.oxysporum indoor

表6 不同马铃薯品种田间对枯萎病菌抗性表现Table 6 Resistance of different potato varieties to F.oxysporum in field

不同马铃薯品种对枯萎病菌的田间抗性鉴定结果见表6所示，供试的37份马铃薯品种中，中抗及以上品种有19份，其中中抗品种10份，占供试品种的27.03%，高抗品种9份，占供试品种的24.32%，共占供试品种的51.35%，病情指数低于10.00的有6个品种，分别为‘中薯14 号’、‘中薯21 号’、‘1533’、‘中薯19号’、‘晋薯16号’和‘MX-8’，其中‘MX-8’表现出较强的抗病性；属于高感品种有7份，分别是‘尤金’、‘大白’、‘荷兰15’、‘鲁引1号’、‘中薯6号’、‘中薯11 号’和‘费乌瑞特’，占供试品种的18.92%，其中‘尤金’的病情指数达到86.00；表现为中感品种有11 份，分别是‘中薯2号’、‘中薯3号’、‘中薯4号’、‘中薯5号’、‘中薯12号’、‘后旗红’、‘早大白’、‘夏坡蒂’、‘大西洋’、‘红美’和‘克新1号’，相对抗病指数介于0.42～0.53，占供试品种的29.73%。

2.3 室内鉴定和田间鉴定结果比较

室内灌根接种和田间麦麸接菌鉴定结果显示，表现为高感的品种6 份，分别为‘尤金’、‘大白’、‘荷兰15’、‘中薯6号’、‘鲁引1号’和‘费乌瑞特’，占供试马铃薯品种的16.22%；鉴定为中感品种有4份，分别为‘后旗红’、‘夏坡蒂’、‘大西洋’和‘中薯4号’，病情指数在40.00～48.00；中抗及以上品种有12份，其中‘中薯10号’、‘801’、‘兴佳2号’、‘荷兰14’、‘底西芮’、‘冀张薯12号’和‘中薯13号’鉴定为中抗品种；‘中薯14号’、‘中薯18号’、‘中薯19号’、‘中薯21号’和‘冀张薯8号’鉴定为高抗品种。大部分马铃薯品种的抗病性在室内和田间基本上表现一致，但也有个别存在一定的差异性，如‘中薯11号’在田间表现为高感品种，但在室内实验中却表现为中感品种，这可能是因为在田间抗性鉴定更容易受到外界环境条件和土壤微生物等因素的影响。

3 讨 论

随着马铃薯种植面积的逐渐增大，马铃薯枯萎病的发生日益严重，成为影响马铃薯产量的病害威胁之一[9]。抗病性鉴定作为抗病育种的重要环节，由镰刀菌引起的土传病害进行鉴定时，在很多作物上目前还缺乏规范标准的测定方法和病情分级标准，仍然需要进一步进行研究[10]。尖孢镰刀菌作为内蒙古地区引起马铃薯枯萎病的优势菌株[11]，本研究鉴定了不同马铃薯品种对尖孢镰刀菌的抗性水平，通过对供试的37份马铃薯品种进行室内和田间鉴定，结果显示，供试的品种中，没有对枯萎病免疫的马铃薯品种，鉴定有5个高抗品种，7个中抗品种，4个中感品种，6个高感品种。在室内接种实验中，高抗品种占比为16.22%，中抗品种占比为32.43%，中感品种占比为18.92%，高感品种占比为32.43%。然而在田间鉴定结果显示，高抗品种占比为24.32%，中抗品种占比为27.03%，中感品种占比为29.73%，高感品种占比为18.92%。同一水平下，田间鉴定和室内接种鉴定为高抗水平的品种基本一致，在本研究中，‘中薯14 号’、‘中薯18 号’、‘中薯19 号’、‘中薯21号’和‘冀张薯8号’在室内鉴定和田间鉴定均表现出较高的抗性水平，鉴定为高抗品种。王喜刚等[12]利用室内鉴定和田间鉴定2种方法对20个宁夏马铃薯主栽品种进行抗性水平鉴定，结果显示室内接种条件下病情指数要比田间接种高，这与本研究结果相似。室内条件下病原菌的菌量一致性高，温度和湿度等条件适宜，有利于病原菌的侵入，在接种方法和评价标准等方面均在人为控制下进行，有利于病害的发生和调查；而田间鉴定容易受到外界环境、土壤、气候等条件限制。因此，结合2种方法进行抗性水平鉴定更能保证鉴定结果的可靠性与准确性[13]。

随着中国马铃薯产业的不断发展，连作导致土传病害越来越严重[14]，病害的种类和数量具有明显的上升趋势[15]，抗病品种的筛选是综合防控马铃薯各种病害的重要措施之一，扩大抗马铃薯枯萎病鉴定的品种范围，对不同地区种植的不同马铃薯品种进行针对性的抗性评价，进一步为马铃薯的抗病育种提供合适的马铃薯材料，加强对马铃薯枯萎病抗性水平基因工程和田间筛选相结合的研究对于控制马铃薯枯萎病具有重要的意义。在本研究中，‘中薯14号’、‘中薯18号’、‘中薯19号’、‘中薯21号’和‘冀张薯8号’在田间和室内均表现出较高的抗性水平，可以作为马铃薯枯萎病抗病育种的资源，为今后的抗性基因及生产应用奠定基础，对于防控马铃薯枯萎病具有重要的指导价值。