烤烟主栽品种及地方晾晒烟对南方根结线虫抗性评价

徐兴阳， 赵虹龙 ，卢桂萍，李薇杰，李美燕，焦芳婵

(1.云南省烟草公司昆明市公司，云南 昆明 650051；2. 云南省烟草农业科学研究院, 云南 昆明 650021)

【研究意义】根结线虫病害在蔬菜、花卉、烟草、中药材等大农业生产中普遍存在，在世界范围内广泛分布[1-5]。当前，昆明、文山等烟区的烟草根结线虫为害较重，增加了烟叶生产成本，挫伤了烟农积极性[6-8]，而且当地大农业生产也受到不同程度的影响，特别是根结线虫危害各种蔬菜呈普遍现象，通过有效技术措施或途径降低根结线虫危害作物的损失具有重要意义。【前人研究进展】受气候或栽培条件的影响，土壤中根结线虫的种类和数量处于动态变化中，某一年份的某区域可能是花生根结线虫为主要种群或优势种，而过一年或几年该区域主要种群或优势种可能改变为南方根结线虫，而局部区域则是各种根结线虫混合均衡发生[7-9]。随着对根结线虫防控技术的深入研究，已经有物理方法、化学方法、生物防治等多种方法及药剂可供选择，通过对它们进行合理、综合的应用会收到很好的防控效果[10-13]。但是，这种防治办法势必会增加生产成本和农残超标风险。【本研究切入点】为此，抗性品种选育是育种家们一直努力的方向，培育出可供生产上应用的抗病品种是一项最经济、安全的有效手段[14]。当前，云南烟区主栽烤烟品种红花大金元、K326、云烟87、云烟97等对根结线虫的抗性均属于单基因控制的垂直抗性，随着种植年限的增加往往会导致其抗性发生退化或丧失抗性，对优质烟叶生产具有潜在威胁。【拟解决的关键问题】为此，拟对抗根结线虫的普通(红花)烟草资源，包括地方晾晒烟及云南烟区当前主栽烤烟品种进行田间抗性评价，为烟草抗病育种及制定优质烟叶生产技术提供指导依据。

1 材料与方法

1.1 试点概况

昆明市富民县款庄镇和平村委会，海拔2200 m，山地红壤，质地属于重壤，连续10年种植烤烟，最近几年发现根结线虫危害较重。2019年4月17日播种，5月31日移栽，8月底各参试材料烟株陆续进入中心花开放期，9月26日对耕层土壤取样检测根结线虫种类及数量。土壤取样根据根结线虫发病程度分为重度发病区、中度发病区和轻度发病区3个档次，每个层次随机六点取样，经对线虫种类及数量进行检测和鉴别，试验田土壤中的线虫均为南方根结线虫，各发病档次的线虫数量差异较大(表1)。

1.2 供试材料

供试材料全部为普通烟草，包括来自国内地方晾晒烟及国内外烤烟共计20个。其中，15个根结线虫综合抗性为高抗(HR)烟草材料，3个具有南方根结线虫为中抗(MR)的烤烟品种，以及1个综合抗性为感病(S)对照和1个为垂直抗性对照(表2)。

1.3 试验方法

对供试20个烟草样品按照表2进行编号，3次重复，随机排列，每小区种植20株，利用土壤本身的南方根结线虫侵染烟株的根系，于烟株中心花开放期调查农艺性状，于上部叶成熟期调查根结线虫自然发病情况。田间施肥量按照每公顷施纯氮75.0 kg，N∶P2O5∶K2O=1∶1∶3，不使用任何防治根结线虫的药剂，其余生产管理措施严格参照当地优质烟生产技术标准执行。

表1 不同程度发病区耕层土壤根结线虫种类及数量

表2 供试普通烟草来源及根结线虫抗性

续表2 Continued table 2

表3 烟草根结线虫病发生程度分级指标

1.4 调查方法

1.4.1 根结线虫调查方法 参照烟草病虫害分级及调查方法(GB/T 23222-2008)，拔根检查，分级标准如下：

0级：根部正常；

1级：1/4以下根上有少量根结；

3级：1/4 ～ 1/3根上有少量根结；

5级：1/3 ～ 1/2根上有根结；

7级：1/2以上根上有根结，少量次生根上发生根结；

9级：所有根上(包括次生根)长满根结。

划分病害发生程度标准参照烟草病害预测预报调查规程(YC/T 341.5-2010)执行，详见表3。

1.4.2 主要农艺性状调查方法 参照烟草农艺性状调查测量方法(YC/T142-2010)，于普通烟草中心花开放期，测量株高(自然株高)、叶数(自然叶数)、茎粗、最大叶长宽和节距等指标，每小区调查5株求均值。于烟叶成熟期，调查地下部分根系鲜重、除一级侧根外的根系(须根、二级及多级侧根)鲜重、以及二者比例。二者比例按下式计算：

一级侧根以外的根系占比( %)=一级侧根以外的根系鲜重×100/地下部分根系鲜重。

1.5 数据统计与分析

烟草农艺性状数据分析借助DPS数据统计软件[21]，对数据开展多元分析、聚类分析、系统聚类、数据主成分转换、欧式平方距离、离差平方和法的步骤依次选择和处理。

2 结果与分析

2.1 烟草主要农艺性状差异分析

表4、图1表明，供试的20个普通烟草的主要农艺性状有较大差异。通过对它们进一步聚类分析表明，可初步将其分为3个大类，第I 类包括NT01(68E-2)、NT02(SPG108)和NT07(NB-1)，第II类包括NT03(德江小黑烟)、NT11(湄潭大鸡尾)、NT12(狮山晒烟)、NT18(NC95，抗病对照)和NT19(云烟87)，第III类包括NT04(NCTG70)、NT05(开阳大黑烟)、NT06(福泉尖叶折烟)、NT08(光柄大耳朵)、NT09(绥阳大蒲扇叶)、NT10(7402)、NT13(贵定尖叶折烟，感病对照)、NT14(WTY1012)、NT15(G278-15)、NT16(SA1215)、NT17(红花大金元)和NT20(K326)。由此说明，烤烟和地方晾晒烟的农艺性状存在较高的相似性，除第I 类均为地方晾晒烟之外，第II 、III类均含有地方晾晒烟和烤烟。

表4 主要生物学性状

图1 普通烟草主要农艺性状系统聚类分析

表5 供试普通烟草田间抗性及其根系发育评价

2.2 南方根结线虫抗性分析

表5表明，供试材料对南方根结线虫的抗性差异较大，0～5级均有。其中，以NT15(G278-15)、NT15(SA1215)发生最轻为0级，NT04(NCTG70)次之为1级，NT20(K326)为2级，NT03(德江小黑烟)为3级，NT02(SPG108)，NT14(梧桐叶1012)、NT18(NC95)和NT19(云烟87)为4级，其余11个普通烟草均为5级。为此，结合表2可进一步表明，对混合根结线虫抗性表现良好的抗性材料对单一南方根结线虫抗性表现却有较大差异；曾对南方根结线虫均为中抗(MR)水平的3个主栽品种抗性已经发生了分离，其中以K326抗性最好，云烟87次之，红花大金元抗性基本丧失。

2.3 烟草根系发育对南方根结线虫的响应

表5表明，供试材料烟株根系发育有较大差异，单株地下部分鲜重从210～1080 g不等；须根占比差异也较大，变幅为3.2 % ～ 16.1 %。综合而言，须根以NT04、NT06、NT10、NT15、NT16、NT18、NT19等7个代号对应的烟草根系发育良好，须根占比约15 %；须根以NT02、NT03、NT07、NT08、NT20等5个代号对应的烟草根系发育中等，须根占比约10 %；而须根以NT01、NT05、NT09、NT11、NT12、NT13、NT14、NT17等8个代号对应的烟草根系发育较差，须根占比约5 %。由此说明，烟草感染南方根结线虫后其须根系的发育会受到明显影响，且其发育不仅与感染程度有关，还与烟草自身响应机制等特性有关。

3 讨 论

(1)地方晾晒烟与烤烟的植物学性状相似性较高。所供试的烟草材料均属于茄科 (Solanaceae)、烟草属 (NicotianaL.)、普通烟亚属 (Tabacum)和普通(红花)烟草种(N.tabacumL.)，因采用的栽培和调制等方法各异，从而形成了晾晒烟、烤烟、香料烟、雪茄烟等不同的烟草类型[22]。

(2)普通烟草对根结线虫综合抗性与对某一根结线虫的抗性属于不同的概念。所供试的烟草材料中，除NC95和烤烟主栽品种外的地方晾晒烟材料均是综合抗性评价，而对特定的南方根结线虫抗性水平未做过相关评价。参试15个综合抗性为高抗(HR)的地方晾晒烟材料中，仅有SA1215、G278-15、NCTG70、SPG108、德江小黑烟、WTY1012等6个种质资源具有不同抗性，其余9个材料的根结线虫危害较为严重。

(3)烤烟主栽品种抗南方根结线虫能力已出现退化现象。其中，K326与红花大金元均审定于1988年，云烟87审定于2000年，当初审定时它们对南方根结线虫均为中抗(MR)水平[18,20]。但从试验结果显示，这3个云南烟区推广品种对南方根结线虫的田间抗性表现有明显差异，以K326抗性最好，其抗性退化不明显；云烟87抗性水平与抗病对照(NC95)相当，其抗性也明显退化；红花大金元抗性基本丧失，其抗性水平与贵定尖叶折烟(感病对照)相当，发生程度为5级，其抗性严重退化，2006年王刚等[23]研究报道也有类似结果。

(4)南方根结线虫侵染烟草根系后，除一级侧根外的所有根系生长发育状况表现有很大差异。从试验结果看，南方根结线虫发生较为严重的11个烟草材料中，福泉尖叶折烟与“7402”的须根、二级及多级侧根发育良好，光柄大耳朵与“NB1”的发育中等，其余的发育较差。反之，抗性较好(病害发生程度0～3)的5个烟草材料均表现出须根、二级及多级侧根发育良好。以往研究仅涉及品种自身抗性方面，其报道也多描述为烟株一旦感染根结线虫，根部正常发育的细胞就会形成巨型的畸形细胞呈“根结”症状[24-25]，对入侵的根结线虫也仅对线虫种类进行鉴定的较多[4-6,26]，而有关感病品种的须根及各级侧根根系发育影响程度、以及其根系发病后的表现形式等是否与入侵根结线虫的种类、品种特性鲜见报道。

4 结 论

试验表明，具有混合根结线虫综合抗性高抗的15个烟草材料中，有SA1215、G278-15、NCTG70、德江小黑烟、WTY1012和SPG108 6个材料对南方根结线虫表现出不同程度的抗病性。其中，以G278-15、SA1215抗性最强，之后依次为NCTG70>德江小黑烟>SPG108、WTY1012；云南烟区主栽的3个烤烟品种中，对南方根结线虫的抗性以K326退化不明显，云烟87抗性明显退化，而红花大金元的抗性则基本丧失。