江苏省豇豆地方种质资源对花叶病毒病的抗性鉴定与研究初探

（江苏省农业科学院种质资源与生物技术研究所/江苏省种质资源保护与利用研究平台/江苏省农业生物学重点实验室，南京 210014）

豇豆属于豆科（Leguminosae）、蝶形花亚科（Papilionideae）、豇豆属（VignaL.）一年生草本植物，学名Vigna unguiculata（L.）Walp.，别名豆角、长豆、黑脐豆等，起源于非洲，中国是豇豆的次级起源中心之一[1]。豇豆是江苏省夏秋季主要蔬菜品种之一，一年可以种植2～3 茬。豇豆嫩荚可口，荚肉与籽粒营养丰富，本草纲目记载“此豆可菜、可果、可谷、备用最好，乃豆中之上品”。豇豆对改善人们饮食，调整种植结构等发挥着重要的作用[2]。花叶病毒病是豇豆的常见病害，种类较多，主要有豇豆花叶病毒、黑眼豇豆花叶病毒、豇豆重型花叶病毒、豇豆蚜传花叶病毒、黄瓜花叶病毒、菜豆普通花叶病毒、蚕豆萎蔫病毒等[3-8]，症状为花叶、局部褪绿、明脉、叶片卷曲，严重的伴有植株矮缩与叶片畸形，影响豇豆的产量与品质[9]。目前防治难度较大，尚无特效的化学药剂，因此使用抗病品种是防治该病最经济有效的方法[6，8，10]，而抗性种质资源的筛选是培育抗病品种的基础。研究者通过人工接种或田间自然发病从收集的种质资源中鉴定出不少抗病的品种（系）[6，8]，这些品种奠定了抗病育种的基础。

2016-2018 年“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”江苏省调查队历时3 年收集了160 份豇豆地方种质资源，其中不少品种具有口感好、产量高、抗病虫、耐旱、耐瘠薄等1 个或多个优质特点。本研究于2019 年分两批次对这些资源进行种植鉴定，第1 批种植的56 份豇豆资源田间花叶病毒病发生比较重，并且品种间差异较大。在对这些资源种植鉴定的同时，调查了豇豆花叶病毒病的发病情况，从中筛选出抗病的资源，探寻农艺性状与抗病性的相关性，并把抗病资源进行聚类分析，以期选育出适宜江苏省种植、综合性状优良的抗花叶病毒病的豇豆品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验材料来自“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”江苏省调查队收集的豇豆地方种质资源，共计56 份，采集编号、品种名称与采集来源地见表1。56 份豇豆资源分别来自江苏省的13 个地级市的27 个县、市、区，其中徐州市7 份，连云港市3份，宿迁市3份，淮安市11份，盐城市7份，扬州市4 份，泰州市2 份，南通市4 份，南京市2 份，镇江市6 份，常州市2 份，无锡市4 份，苏州市1 份。

表1 56份豇豆地方种质资源的采集信息

1.2 试验方法田间种植 2019 年在江苏省农业科学院六合基地（118.615°E，32.482°N）种植，试验田前茬空白，土壤肥力中等。4 月16 日穴盘基质播种，2 粒/穴，4 月27 日移栽，行距0.8m，株距0.3m，行长2m，每个品种8 行，生育中期搭“人”形竹架，每小区4 架，不设重复。

抗性鉴定 试验不防治蚜虫，田间花叶病毒病自然发病，交叉感染。待豇豆花叶病毒病普遍发病、病情稳定、病害特征明显后，于6 月14 日对各豇豆品种进行发病调查。参照《饭豆种质资源描述规范和数据标准》[11]中的饭豆花叶病毒病抗性鉴定（表2），调查豇豆的花叶病毒病抗性、发病级别。

表2 花叶病毒病的抗性鉴定标准

性状记载 田间调查参照《豇豆种质资源描述规范和数据标准》进行。对生长习性、花色、叶形、茎色、结荚习性、荚型、荚姿、嫩荚色、荚面、成熟荚色、荚形进行调查，并用代码来表示这些性状。记录播种到首次采收成熟荚时间。分批收获小区内所有植株的成熟豆荚，晒干，考种时记录粒色、粒形、百粒重与总产量，根据小区株数与总产量计算单株干籽粒产量。

1.3 数据处理与统计分析试验数据用SPSS 19.0软件处理分析。研究描述性状与抗病性之间的关系，将病情指数或抗病等级作为响应变量，描述性状作为因素，做单因素方差分析，多重比较用LSD法。病情指数与百粒重等数量性状的相关分析用Pearson 相关系数表示。聚类方法采用组间联接，测度方法选择欧氏（Euclidean）距离，数据采用Z 得分进行标准化[12]。

2 结果与分析

2.1 豇豆品种对花叶病毒病的抗性分析56 份豇豆地方种质资源抗病性呈略偏左的正态分布，花叶病毒病病情指数在0～50.86 之间。抗性品种有33份，数量最多，中抗品种其次，高抗品种较少，高感品种最少，只有1 份（表3）。抗性达抗与高抗的占64.3%，说明这些豇豆地方资源对花叶病毒病的抗性总体比较高。采集编号为2017323022 的豇豆资源盱眙豇豆2 号，收集于江苏省淮安盱眙市桂五镇高平村，花叶病毒病指数为0，抗性最强。

表3 豇豆地方资源的花叶病毒病田间抗性鉴定结果

2.2 抗性与地区的关系13 个地级市的56 份豇豆地方资源，病情指数与病情级别的方差分析F 值（表4）对应的概率值均大于0.05，都没有达到显著水平，说明不同地级市之间的豇豆资源对花叶病毒病的抗性没有显著差异，品种的抗病性与地理位置没有显著相关性。

表4 13个地级市的豇豆资源抗病性方差分析

2.3 抗性与描述性状的关系将抗病性作为响应变量，描述性状作为因素，做单因素方差分析。由表5 可知，病情指数的F值都没有达到显著水平，说明生长习性、花色、结荚习性等农艺性状与病情指数均没有关系。嫩荚色、成熟荚色与病情级别有显著的相关性，其余性状与病情级别相关性不显著。LSD多重比较结果表明，嫩荚紫红色与绿色的品种，抗性显著高于嫩荚红色的品种；成熟荚褐色与黄白色的品种，抗性显著高于成熟荚紫红色的品种。

2.4 抗性与数量性状的关系相关分析表明，花叶病毒病病情指数与播种到首次采收成熟荚的时间、百粒重、单株产量的相关系数分别为0.075、0.020、-0.046，都没有达到显著水平，说明播种到首次采收成熟荚的时间、百粒重、单株产量与抗病性没有显著相关性。

表5 描述性状抗病性方差分析

2.5 基于抗病种质资源性状的聚类分析利用SPSS 19.0 对试验鉴定出来的36 份抗与高抗的豇豆地方种质资源的16 个性状进行了聚类分析，在欧氏距离为20.5 处将36 份资源分为3 个类群（图1），第Ⅰ类群有27 个品种，占75.0%，第Ⅱ类群有7 个品种，占19.4%，第Ⅲ类群有2 个品种，占5.6%。

这3 个类群性状的共同点是生长习性以蔓生为主、结荚习性为无限、粒形以肾形为主。性状的不同点表现如下：（1）花色，第Ⅰ类的品种多为紫色或白色，其他两类都是紫色；（2）荚型与荚姿，第Ⅱ类的品种为软荚、直立，其他两类为硬荚、下垂；（3）嫩荚色，第Ⅲ类的品种为紫红，其他两类为绿色；（4）荚面，第Ⅰ类的品种微凸或凸，第Ⅱ类微凸，第Ⅲ类凸；（5）成熟荚色，第Ⅱ类的品种为褐色，其他两类为黄白；（6）荚形，第Ⅰ类的品种为圆筒形或弓形，第Ⅱ类为圆筒形，第Ⅲ类为长圆条形；（7）粒色，第Ⅰ类的品种为红色或双色，第Ⅱ类为黑色，第Ⅲ类为红色；（8）播种到首次采收成熟荚时间，第Ⅲ类最短，比其他两类要少14d，由此可知，第Ⅲ类的品种早熟性好；（9）百粒重，第Ⅰ类籽粒最大，为15.4g，第Ⅲ类居中，为12.2g，第Ⅱ类籽粒最小，为5.4g；（10）单株干籽产量，第Ⅱ类最低，为17.6g，第Ⅲ类最高达47.0g。

由此可见，这36 份抗花叶病毒病的豇豆资源，除了描述性状不同，其他性状也有较大差异。第Ⅰ类群属于大籽粒类型，第Ⅱ类群属于小籽粒、籽粒低产类型，第Ⅲ类群属于籽粒高产早熟类型。来自于第Ⅰ类群的采集编号为2017323015 的豇豆资源盱眙豇豆1 号，收集于江苏省盱眙市桂五镇水冲港村，百粒重最大，达20.63g。来自第Ⅲ类群的采集编号为2019321015 的豇豆资源鳗鱼豇，收集自江苏宜兴市杨巷镇城典村，单株干籽产量86.1g，产量最高，播种到首次采收成熟荚的时间为84d，属于籽粒高产早熟类型。

2.6 抗病种质之间的遗传距离分析遗传距离分析是对观测量之间相似或不相似程度的一种测试。聚类分析中，以品种为标识变量，采用欧氏（Euclidean）距离衡量品种间的不相似性[12]。表6 列出了每1 个品种到其他品种的欧氏距离平均值。可以看出，采集编号P320921036 到其他品种的平均距离最近，相似度最大，遗传差异最小；采集编号2019321015 与之相反，它到其他品种的平均距离最远，相似度最小，遗传差异最大。配置组合时，宜选择遗传距离远的亲本。两两之间的距离，采集编号2019321015 与2016323004 的距离最大，达8.773，这2 个品种之间的遗传差异最大，若是它们配组，杂种优势可能较大。

表6 36份抗病豇豆资源间的欧氏距离平均值

3 讨论

农作物种质资源是保障国家粮食安全、生物产业发展和生态文明建设的关键性战略资源。第三次全国农作物种质资源普查与收集行动是开展农作物种质资源的全面普查和抢救性收集，查清我国农作物种质资源家底，对保护携带重要基因的资源十分迫切。江苏省调查队历时3 年收集了豇豆地方品种资源，这些地方资源表型变异丰富，各具特点，历经了年复一年的种植与检验，具有较强的适应性与应用价值。本研究中抗花叶病毒病的品种比例高，推测这些地方豇豆资源经历过人为的选择。

表型鉴定与评价是对资源利用的前提与基础。野生大豆资源花叶病毒病的病情指数和叶色、叶形、茸毛色、茎色、单荚粒数、株高等农艺性状均无显著相关性，而与开花到成熟期天数呈极显著负相关[13]。小豆种质资源对花叶病毒病的抗性与种皮颜色之间没有明显的相关性存在[14]。已有研究对豇豆资源的鉴定多侧重于表型多样性鉴定[15-18]，很少有花叶病毒病抗性与表型相关性方面的报道。本研究把江苏豇豆地方资源对病毒病的抗性与农艺性状鉴定结合起来分析，得出抗性与豇豆嫩豆荚、成熟豆荚的颜色都有显著的相关性，结论能否用于育种实践，还需要进一步研究探讨。

通过聚类分析可以将相似性大、遗传差异小的材料聚成同一类。不同品种之间的相似性大小，从聚类分析的树状图中不能完全看出，还应该结合品种之间的欧氏距离才能判断。本研究不仅将抗性资源聚类，还分析了欧氏距离，对选择遗传差距大的材料能提供进一步的帮助，不同于以往豇豆的表型研究只用聚类分析的一些研究报道[15，19-20]。

豇豆上发生的花叶病毒病类型较多，发病症状都很相似，既可以单一浸染，也可以交叉浸染[3，7]。病毒病不仅株系复杂，而且不同生理小种常因气候条件或品种更换、轮作方式改变等发生不同变化，给豇豆病毒病抗性筛选带来较大的难度。本研究通过田间自然发病鉴定出来的抗性品种，还需要通过网室接种不同种类的病毒得到验证。

Bhattarai 等[6]用333 个豇豆品种，1033 个SNP标记作关联分析，得出6 个SNP 标记与抗花叶病毒病基因紧密连锁。Dinesh 等[21]用QTL 作图法将豇豆抗花叶病毒病基因定位到第6 连锁群的MA15 与MA80 两个SSR 标记之间。利用优异的豇豆地方资源，将分子育种与传统育种技术结合起来，将是今后加快豇豆育种的方法。