仲伟敏,齐 勇,唐冬梅,张 敏,周俊良
(贵州省农业科学院 果树科学研究所,贵州 贵阳 550025)
猕猴桃被誉为水果之王,是营养密度最高的水果,含有大量矿物质,膳食纤维、叶酸、维生素E、微量元素和其他对健康有益的代谢产物,口味多样,深得大众喜爱,受到国内外市场的普遍欢迎。中国猕猴桃种植面积和产量不断增加,但其在栽培过程中易受病原菌的侵染,由丁香假单胞杆菌引起的猕猴桃溃疡病是一种危害大、防治最难、损失最重的细菌性病害,重病年致使全园濒于毁灭,极大地限制猕猴桃产业的进步与发展。目前,国内外学者关于猕猴桃溃疡病的防治有大量报道,主要采取以预防为主、化学防治和农业防治相结合的综合措施,尚无有效方法抑制猕猴桃溃疡病害的发生,而选育抗病品种是降低溃疡病危害最有效的途径之一。
近年来野生猕猴桃的研究和利用备受关注,越来越多的研究表明,野生猕猴桃中蕴含着许多抗性和优良性状基因,其中软枣、对萼、毛花等猕猴桃种对溃疡病表现出较强的抗性。由于黄肉和红肉猕猴桃品种抗性弱,因此,选育抗性强、品质优、耐贮藏的优良品种意义重大。为此,笔者等通过大田病圃法对198份黄肉野生猕猴桃实生株系连续4年(2016-2019年)进行溃疡病抗性评价,筛选抗病性较强的株系,并从中选育出果实品质较好的雌株,以期为发掘野生猕猴桃资源的溃疡病抗病基因提供基础材料,为抗性猕猴桃新品种选育提供理论依据。
野生黄肉猕猴单株果实:于2012年在贵州省黔东南地区收集,该单株生境的地理位置为25.994 9°N、106.059 3°E,海拔为840 m,生长在坡田的路旁,周围主要伴生灌木、杂草等,采摘该单株健康果实20余个,并带回贵州省果树科学研究所。待果实完熟后洗出种子,于2013年春天播种,同时嫁接野生黄肉猕猴桃。2014年定植到贵州省农业科学院果树科学研究所落叶果树基地,以基地实生苗和嫁接苗作为研究对象。
1.2.1 猕猴桃溃疡病田间抗性调查 为筛选出对溃疡病抗性较强的猕猴桃株系,随机选取198份黄肉野生猕猴桃实生株系进行连续4年溃疡病抗性调查。采用大田病圃法对猕猴桃溃疡病进行田间测定。于2016-2019年的春季3月初至4月中旬,选择病害发生严重时期调查,以高感品种红阳猕猴桃病情指数达到70%为主要调查期,每份材料选取观察供试材料溃疡病发生情况,并计算病情指数,同时记录溃疡病发生情况。
溃疡病分级标准参照王振荣方法,并参照石志军方法对枝条感病程度进行指数分析,详见表1。病情指数(DI)=∑(病害代表值×相应病害级株数)/(总株数×病害最高代表值)×100%
1.2.2 猕猴桃果实性状指标测定 单果重采用电子天平称重法测定,干物质含量采用烘干法测定,可溶性固形物采用手持折光仪测定,总糖含量采用葱酮比色法,有机酸含量采用酸碱滴定法,Vc含量用2,6-二氯靛酚滴定法。
以相同生长环境下嫁接的野生黄肉猕猴桃为对照,对198份野生猕猴桃实生株系中60份雌株的果实风味进行初步品评,结合猕猴桃单果重、果实形状及对溃疡病抗性等方面指标筛选优株。
表1 猕猴桃溃疡病病情分级标准Table 1 Grading standard of canker in kiwifruit
采用SPSS 20.0进行数据统计分析,采用Duncan氏新复极差法进行差异显著性检验。
由表2可知,198份野生黄肉猕猴桃实生株系对溃疡病的抗性不同。其中,高抗、中抗、耐病、感病和高感分别有23株、49株、59株、56株和11株,所占总体比例分别为11.61%、24.75%、29.80%、28.28%和5.56%。198份实生株系中雌株与雄株比例约为2∶1,分别为127株和71株。在雌株中,筛选出中抗和高抗株系23株和13株,分别占雌株的比例为18.11%和10.24%;在雄株中,筛选出中抗和高抗株系26株和10株,分别占雄株的比例为36.62%和14.08%。综上所述,共同母本的实生苗株系中,不同实生苗株系对猕猴桃溃疡病的抗性不同,其中筛选出溃疡病高抗雌株12株,高抗雄株10株。总体来讲,雄株的抗性株系比例高于雌株。
表2 198份野生猕猴桃 2016-2019年溃疡病发病指数及抗性等级Table 2 Canker disease index and resistant grade of 198 wild kiwifruit plants
续表2
植株编号Plantnumber性别(雌/雄)Gender病情指数/%Diseaseindex2016年2017年2018年2019年年平均抗性程度Disease-resistantdegree13-1-16雌6030305042.50耐病13-1-17雄60606010070.00感病13-1-18雄60606010070.00感病13-2-1雌1060606047.50耐病13-2-2雌51010108.75高抗13-2-3雄01010107.50高抗13-2-4雌6040404045.00耐病13-2-5雄6030303037.50耐病13-2-6雄40551015.00中抗13-2-7雌60808010080.00高感13-2-8雄055105.00高抗13-2-9雌3060606052.50感病13-2-10雌607010010082.50高感13-2-11雄550607046.25耐病13-2-13雄6060606060.00感病13-2-13雄6060606060.00感病13-2-14雌555106.25高抗13-2-15雌6060606060.00感病13-2-16雄3060606052.50感病13-2-17雄6070301042.50感病13-2-18雄3060606052.50感病13-2-19雄6010103528.75中抗13-2-20雄6030304040.00耐病13-2-21雌6060606060.00感病13-2-22雄4040404040.00耐病13-2-23雄6030303037.50耐病13-2-24雌6060606060.00感病13-3-1雌5510107.50高抗13-3-2雌055105.00高抗13-3-3雄520202016.25中抗13-3-4雄051055.00高抗13-3-5雄00000.00高抗13-3-6雌3040404037.50耐病13-3-7雄530303023.75中抗13-3-8雌00552.50高抗13-3-9雌540404031.25中抗13-3-10雄030301017.50中抗13-3-11雌1030301020.00中抗13-3-13雌40707010070.00感病13-3-13雌6060606060.00感病13-3-14雌6040408055.00耐病13-3-15雌055105.00高抗13-3-16雌4020202025.00中抗13-3-17雄3010103020.00中抗13-3-18雌6010104030.00耐病13-3-19雄00000.00高抗13-4-1雄00552.50高抗13-4-2雄6060606060.00感病13-4-3雌6040406050.00感病13-4-4雌6040405047.50耐病13-4-5雌6060606060.00感病13-4-6雌6010101022.50中抗13-4-7雄3010106027.50中抗13-4-8雄5030305040.00耐病13-4-9雌6070706065.00感病13-4-10雌6070707067.50感病13-5-1雌6070707067.50感病13-5-2雌60708010077.50感病13-5-3雌608010010085.00高感13-5-4雌70708010080.00高感13-5-5雌60808010080.00高感13-5-6雌6060606060.00感病13-5-雄555106.25高抗13-5-8雄030303022.50中抗13-5-9雄3020203025.00中抗13-5-10雌1060606047.50耐病13-5-11雌6070707067.50感病13-5-12雄510106021.25中抗13-5-13雄6010101022.50中抗13-5-14雄510103013.75中抗13-5-15雌6060606060.00感病
续表2
续表2
植株编号Plantnumber性别(雌/雄)Gender病情指数/%Diseaseindex2016年2017年2018年2019年年平均抗性程度Disease-resistantdegree13-11-3雌3040606047.50耐病13-11-4雄1010306027.50中抗13-11-5雄1010101010.00中抗13-11-6雌6060606060.00感病13-11-7雌6060606060.00感病13-11-8雌6060608065.00感病13-11-9雌1060606047.50耐病13-11-10雄6060606060.00感病13-11-11雌6060606060.00感病13-11-12雌3030404035.00耐病13-11-13雄3030404035.00耐病13-11-14雌3030404035.00耐病13-11-15雄6030406047.50耐病13-11-16雄1010101010.00中抗13-11-17雌1030406035.00耐病13-11-18雄1010103015.00中抗13-11-19雌6060608065.00感病13-11-20雄3030303030.00耐病13-11-21雌1010101010.00中抗13-12-1雄1060606047.50耐病13-12-2雌1060606047.50耐病13-12-3雄3040606047.50耐病13-12-4雌1030304027.50中抗13-12-5雌1030304027.50中抗13-12-6雌3030404035.00耐病13-12-7雌6060608065.00感病13-12-8雌6060606060.00感病13-12-9雌3060606052.50感病13-12-10雌10553012.50中抗13-12-11雌10553012.50中抗13-12-13雌3030506042.50耐病13-12-13雄3030406040.00耐病13-12-14雌6060606060.00感病13-12-15雄1060606047.50耐病
初步筛选出抗性较好的4份雌株实生苗株系分别为13-3-2、13-6-11、13-11-1和13-11-21。相同母本的4份野生猕猴桃实生苗后代果肉颜色、果实形状和单果重都存在明显的差异。其中,13-6-11株系果肉颜色和果实形状与母本最为相似,果肉颜色为黄绿色(图1A、C)。13-11-1株系猕猴桃果肉颜色为绿色(图1D)。 13-3-2和13-11-21株系果肉颜色一样,外层为浅绿色,内层为浅黄色(图1B、E)。13-6-11株系单果重最高,在65 g以上,13-3-2株系单果重最小,平均单果重为30 g左右,13-11-1和13-11-21株系单果重显著高于母本,平均单果重为50 g左右(图1F)。除13-6-11和母本的干物质含量没有差异外,13-3-2、13-11-1和13-11-21株系干物质显著低于母本,表明这4株实生苗果实含水量明显高于母本(图1G)。
注:A~E分别为野生黄肉猕猴桃、13-3-2、13-6-11、13-11-1、13-11-21的果实横切和纵切;F:单果重;G:干物质含量;*和**分别表示单株间差异显著(P<0.05)和极显著(P<0.01),下同。
Note:A-E means fruit longitudinal section and transverse section of wild kiwifruit with yellow pulp,13-3-2,13-6-11,13-11-1 and 13-11-21 respectively. F,weight per fruit; G,dry matter content; * and ** indicate significance of difference atP<0.05 and P<0.01 level respectively.
图1抗性较好的4株野生猕猴桃的果实性状
Fig.1 Fruit traits of four wild kiwifruit plants with resistance to canker
由图2可知,除13-6-11株系可溶性固形物含量显著低于母本,13-3-2、13-11-1和13-11-21可溶性固形物含量和母本无显著差异,其含量分别为16.33%、14.6%和15.7%。而13-6-11株系Vc含量最高,是母本的2倍。13-3-2、13-11-1和13-11-21株系Vc含量也显著高于母本,分别较母本高18.14%、65.21%和11.34%。13-3-2、13-6-11、13-11-1和13-11-21株系可滴定酸含量皆显著高于母本,分别较母本高39.61%、32.51%、51.13%和39.33%。13-3-2、13-6-11、13-11-1和13-11-21株系可溶性糖含量普遍低于母本,分别为7.52%、5.43%、7.42%和7.81%。其中,13-6-11株系含量最低,较母本可溶性糖含量低38%。
猕猴桃溃疡病是一种毁灭性的病害,因其能够侵染植物组织内部,一般农药很难发挥作用,造成严重的经济损失。因此,培育和筛选抗性猕猴桃优良品种成为抵御溃疡病病害的有效途径。猕猴桃品种对溃疡病的抗病性与遗传性状有关,实生苗可以培育优良新品种以及提供大量砧木,因此培育实生苗对猕猴桃生产具有很大实用价值。国内外已有相关研究报道利用抗性猕猴桃实生苗作为砧木来防御猕猴桃溃疡病[4,10-12]。朱艳丽[13]以野生猕猴桃实生苗为砧木,将选育出的抗溃1号、抗溃2号两个抗病砧木品系作为中间砧木嫁接培育,再高位嫁接猕猴桃优良品种,对溃疡病具有很好的抗性。我国有丰富的野生猕猴桃种质资源,通过选育优良砧木,能够有效预防猕猴桃溃疡病。在抗性研究中,对198份黄肉野生猕猴桃实生株系连续4年进行田间溃疡病抗性监测。结果表明,高抗、中抗、耐病、感病和高感株系所占总体比例分别为11.61%、24.75%、29.80%、28.28%和5.56%,符合正态分布。初步筛选出13株抗病性较强的雌株株系和10株抗病性较强的雄株株系。通过4年的实生苗抗性的连续观测,这23株实生苗都表现出稳定的高抗性状。
对野生猕猴桃实生株系中60株雌株果实风味进行初步品评,结合猕猴桃单果重、果实品质以及对溃疡病抗性等指标,初步筛选出4株优良抗性雌株实生苗(13-3-2、13-6-11、13-11-1、13-11-21)。相同母本的4株野生猕猴桃实生苗后代果肉颜色、果实形状和品质都存在明显的差异,这表明实生苗后代存在相当丰富的遗传变异,确保了猕猴桃实生苗优良种质资源选育的可能性。研究选育的4株实生苗株系(13-3-2、13-6-11、13-11-1和13-11-21)的可溶性固形物含量均在14.5%以上,风味好,Vc含量均显著高于其母本。
猕猴桃起源于中国,在中国野生资源丰富、分布广泛[14,-15],而果实性状和抗病性是与资源利用价值关系最为密切的经济性状[16]。野生黄肉猕猴桃单株的实生后代间对溃疡病抗性和果实品质存在一定差异,其中13-3-2、13-6-11、13-11-1和13-11-21为果实品质好的抗病株系,为进一步溃疡病抗病基因发掘和抗病机理研究提供基础材料。