葡萄品种霜霉病抗性的田间自然鉴定

郭俊强，张晓月，王荣花，王祎玮，王琦俐，

高琳琳1,2,3，李 智1,2,3，王西平1,2,3

(1.西北农林科技大学 园艺学院，陕西杨凌 712100；2.旱区作物逆境生物学国家重点实验室，陕西杨凌712100；3.农业部西北园艺作物生物学与种质创新重点开放实验室，陕西杨凌 712100)

葡萄是一类经济价值很高的水果，因其美观的果形和浓郁的香味，越来越受消费者的青睐。近年来，中国葡萄产业发展迅速，从2011年起中国葡萄产量跃居世界首位，自2014年起中国葡萄栽培面积稳居世界第二[1]。截止2018年底中国葡萄栽培总面积为72.51万hm2，产量1366.68万t，葡萄已经成为农业产业和农民致富的支柱产业。作为果业生产大省，陕西葡萄产业已经成为继苹果和猕猴桃之后又一果业亮点，发展呈迅猛之势，逐步形成了渭河两岸、渭北高原与陕北高原三大种植产业带[2]。根据国家统计局官方数据显示，2018年陕西葡萄栽培面积已达到46.68千hm2(居全国第3位)，葡萄在调整农业产业结构和增加农民经济收入中扮演着至关重要的作用，已成为乡村振兴和精准扶贫的支柱产业。

葡萄霜霉病是由葡萄霜霉菌(Plasmoparaviticola)引起的真菌性病害，最早发现于北美洲东部的野生葡萄上，随着欧美大陆之间葡萄材料的引种栽培，葡萄霜霉病随着苗木和接穗传入亚欧大陆，很快成为全球葡萄栽培中传播最为广泛、危害最为严重的真菌病害之一[3]。葡萄霜霉病病原菌主要侵染葡萄叶片，使树体光合性能降低，光合产物合成受阻，从而影响果实品质，一般流行年份减产30%～50%，严重时可达到80%左右[4]。近两年来，关中地区雨水充足，尤其是6、7月份降水量持续增加，连续的阴雨天，为自然生长下葡萄霜霉菌传播提供了良好气候条件，这就导致葡萄园霜霉病爆发，叶片基本全部发病变枯，葡萄产量和品质大大降低，葡萄产业受损严重。因此，了解和掌握不同葡萄品种霜霉病的发病情况变得尤为重要。2019年9月以来，连续的阴天，空气潮湿，平均气温为13～20℃，9月18、19日接连2d的小雨，气象条件有利于葡萄霜霉菌繁殖和扩散。因此，笔者于2019年9月20日，对包括4个品系的38个葡萄品种进行了品种抗霜霉病的田间自然鉴定，旨在研究连续的阴雨天对葡萄霜霉病发生和流行的影响，探究不同葡萄品种的霜霉病抗性，为葡萄霜霉病的田间防治提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

以陕西杨凌(北纬34°14′-34°20′，东经 107°59′-108°08′)西北农林科技大学葡萄种质资源与育种试验基地栽培的5 a生的38 个葡萄品种为试材(表1)。其中欧亚种19个、欧美杂交种14个、山欧杂交种3 个、山葡萄2 个。自然露天栽培模式，行距3.0～3.5 m，株距1.0～1.5 m，且采用单向龙骨状‘V’型小平棚栽培，常规管理，各葡萄品种采用相同的栽培管理方法。

1.2 调查方法

1.2.1 试验设计 每个葡萄品种选择长势大致相同的12 棵植株，分为3个小区。2019 年9 月20 日从每个小区随机选择50 个叶片调查，共150 个叶片，仔细观察每个叶片上的病斑情况，分别记录病情指数和病叶率。

1.2.2 病害分级标准 葡萄叶片霜霉病的分级标准[5]为0级：无病斑；1级：病斑面积占整个叶片面积的5%及以下；3级：病斑面积占整个叶片面积的6%～25%；5级：病斑面积占整个叶片面积的26%～50%；7级：病斑面积占整个叶片面积的51%～75%；9级：病斑面积占整个叶片面积的75%以上。根据公式计算不同品种的病叶率和病情指数。

根据病情指数可将抗病等级分5 个等级[6]：免疫(Immunity，I)，病情指数为0.0；高抗(High resistant，HR)，病情指数为0.1～5.0；抗病(Resistant，R)，病情指数为5.1～25.0；感病(Susceptible，S)，病情指数为25.1～50.0；高感(High susceptible，HS)，病情指数为50.1～ 100.0。

1.3 数据分析

用Microsoft Excel 2010软件对试验数据进行统计分析，用SPSS 23软件对不同葡萄品种的病叶率和病情指数进行聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同葡萄品种霜霉病发病情况统计分析

调查的38个葡萄品种中涵盖了4 个抗病等级：高抗、抗病、感病、高感。其中高抗葡萄的病情指数为4.47，共6 个，即3个山欧杂交种‘北冰红’‘左优红’‘北红’，2个山葡萄‘双优’‘雪兰红’和1 个欧美杂交种‘公主红’；抗病葡萄的病情指数为20.00，共6个，即3个欧美杂交种‘摩尔多瓦’‘户太8号’‘夏黑’，3个欧亚种‘粉红亚都蜜’‘魏可’‘奥迪亚无核’；感病葡萄的病情指数为34.47，共18 个，即10个欧美杂交种‘京亚’‘东方之星’‘黑色甜菜’‘贵妃玫瑰’‘阳光玫瑰’‘京优’‘紫丰’‘巨峰’‘醉金香’‘天缘奇’，8个欧亚种‘无核翠宝’‘桃太郎’‘奇妙无核’‘天山’‘黑比诺’‘大粒玫瑰香’‘克瑞森’‘红三尺’；高感葡萄的病情指数为62.00，共8 个，即均为欧亚种‘京香玉’‘玫瑰香’‘紫脆无核’‘维多利亚’‘碧香无核’‘火焰无核’‘圣诞玫瑰’‘红地球’(表1，图1)。

受霜霉病的感染，葡萄的病叶率为82.90%。除‘北冰红’‘双优’‘雪兰红’‘左优红’和‘北红’的病叶率小于30%，其余调查品种均大于50%，‘无核翠宝’‘奇妙无核’‘贵妃玫瑰’‘京优’‘醉金香’‘天山’‘黑比诺’‘红三尺’‘玫瑰香’‘紫脆无核’‘火焰无核’‘圣诞玫瑰’和‘红地球’的病叶率高达100%，且随着抗病等级的降低，叶片病害等级也随之增加(表1，图2)。

表1 不同葡萄品种抗霜霉病调查结果Table 1 Investigation results of disease resistance of dorowny mildew in different grape varieties

2.2 不同品种葡萄霜霉病抗性的聚类分析

根据不同品种葡萄的病叶率和病情指数对葡萄的霜霉病抗性进行聚类分析(图3)。当欧式距离系数为5时，不同葡萄品种对霜霉病的抗病性可聚为4 类，其中‘维多利亚’‘碧香无核’‘紫脆无核’‘京香玉’‘玫瑰香’‘火焰无核’‘圣诞玫瑰’和‘红地球’聚为一类，发病程度最重，热图显示，病情指数和病叶率为均为最高值；‘大粒玫瑰香’‘克瑞森’‘黑比诺’‘天缘奇’‘红三尺’和‘天山’聚为一类，发病程度较重，热图显示，病情指数趋于中高值，但‘黑比诺’‘红三尺’’和‘天山’的病叶率为最大值；‘双优’‘雪兰红’‘左优红’‘北红’‘北冰红’、和‘公主红’聚为一类，发病程度最轻，热图显示，病情指数和病叶率均趋于最低值；其余各品种聚为一类，发病程度较轻，病情指数也趋于中低值。

3 讨 论

葡萄霜霉病是一种多周期性的活性寄生真菌病害，分为2个明显的发病阶段：即卵孢子引起的原发性感染和孢子囊引起的继发感染[7]。葡萄霜霉病的发病程度主要取决于病原菌繁殖体和传播体的数量，受气象条件影响较为显著，在气温高于10 ℃的高湿季节，孢子体无性繁殖速度加快，导致的流行病发生和流行，使得葡萄霜霉病孢霉严重威胁葡萄的生长，对葡萄园的发展造成难以挽回的破坏[3,8-9]。近年来，随着气象条件的多变，特别是7月份以后高温多雨，葡萄霜霉病发生频繁。为保护葡萄产业的高速发展，研究人员已在葡萄霜霉病预防和治理方面做了很多的研究[10-13]，药物治理、生物防治以及避雨栽培模式等方式方法的使用和推广，大大减轻了葡萄霜霉病的发生和流行。此外，研究者们也通过抗病育种创建新的葡萄种质，从源头控制霜霉病的发生。

不同葡萄类型对霜霉病的抗病性存在显著性差异[14]。本试验结果显示，山葡萄的病情指数为3.37；山欧杂交种的病情指数为2.30；欧美杂交种的病情指数为27.68，无高感葡萄品种；欧亚种的病情指数为45.50，且高感葡萄品种占其调查总数的42.11%，即不同葡萄品种间的抗病性存在显著差异。赵雪艳等[5]以36 个葡萄品种为材料，在田间对苗期的抗霜霉病进行评价，结果显示，欧美杂种中‘瑞峰无核’对葡萄霜霉病表现为高抗；‘黑奥林’‘DEMIR’‘龙宝’‘红富士’‘峰后’表现为中抗，欧美杂种品种群对葡萄霜霉病的抗性与欧亚品种群相比较强，有显著的差异性。李宝燕等[15]对烟台市农业科学院同一试验园中的40 个鲜食葡萄品种进行霜霉病田间调查，结果表明，葡萄霜霉病的病情指数为1.7～59.0，不同品种葡萄霜霉病的抗性表现出明显的差异。刘会宁等[16]以7个欧亚种葡萄为试材，通过田间自然鉴定发病普遍率和严重度，结果发现，欧亚种葡萄品种中绝大多数不抗霜霉病，但还存在着少数感病性弱的类型。赵雨[17]以105 份葡萄资源为材料，对葡萄叶片进行室内离体接种进行抗霜霉病抗性鉴定，结果表明，感病与高感个体多属于欧亚种，河岸葡萄表现为抗病，沙地葡萄表现为高抗，山葡萄‘双优’‘双红’‘左山一’表现为高抗，山欧杂交种葡萄‘北国红’‘北红’表现为抗病、‘公酿 1 号’‘左优红’表现为高感。本研究调查发现山欧杂交种‘左优红’表现为高抗，与赵雨研究结果不同，作者认为，一方面葡萄霜霉病田间自然发病与室内离体接种发病可能也会使其在表现上存在差异，另一方面葡萄属植物对霜霉病抗性是多基因控制的，有可能受到引种地区外在环境的胁迫，使得主效基因加强，从而导致抗病性增强。

4 结 论

通过对新引进的38 个葡萄品种抗病指数和病叶率的常规和聚类分析得出：不同品系葡萄的抗病性：山欧杂交种>山葡萄>欧美杂交种>欧亚种。其中，欧亚种葡萄‘维多利亚’‘碧香无核’‘紫脆无核’‘京香玉’‘玫瑰香’‘火焰无核’‘圣诞玫瑰’、和‘红地球’的发病程度最严重；欧亚种葡萄‘大粒玫瑰香’‘克瑞森’‘黑比诺’‘红三尺’’‘天山’和欧美杂交种葡萄‘天缘奇’的病程度次之；山欧杂交种‘北冰红’‘左优红’‘北红’，山葡萄‘双优’‘雪兰红’和欧美杂交种‘公主红’的发病程度最轻；其余各品种发病程度较轻。