14个杨树无性系对黑斑病和叶枯病的抗性调查

王烟霞，樊军锋，余永玮，高建社，周永学

(西北农林科技大学 林学院，陕西 杨陵 712100)

杨树(Populusspp.)是杨柳科(Salicaceae)、杨属(Populus)的植物统称，其栽培和利用的历史悠久，具有分布广、品种多、生长迅速、适应性强、成材快、成材率高等特点，作为我国重要的纸浆/胶合板等工业用材及西北地区“三北”防护林体系的主栽树种，为地区经济发展和生态建设带来了可观的投资效益及防护效益[1-3]。随着杨树造林面积的不断扩大，杨树病害问题日趋严重；尤其是叶部病害，影响树体生长，严重时会造成树木枯死。杨树黑斑病(Marssoninapopuli)是杨树主要病害之一，主要发病部位在叶片、嫩枝和幼茎上，在苗木期受害最重[4]。此病害的特点是病叶上病斑细小，近圆形、多角形，初呈黑褐色或褐色，后变灰白色，小斑常汇合成较大的黑色，故称为黑斑病，病叶会提早1～2个月脱落，形成枯梢，枯梢率>65%，严重威胁苗木生长[5]。叶枯病(Alternariaalternata)又名轮斑病、穿孔症，发病严重者可使叶片枯焦，提前脱落。叶片初期呈褐色，扩展成近圆或不规则状，病斑有明显同心轮纹，当天气潮湿可长霉状物，病斑在干燥的时候易开裂，病斑在中央容易开裂，后期斑纹常脱落[6-7]。因此选育出抗病性强的杨树无性系具有重要意义[8]。

余仲东等[9]研究发现，欧洲黑杨对落叶松-杨栅锈菌抗性中等，但对黑斑病、花叶病等抗性较差；周永学等[10]对59个引进欧洲黑杨无性系苗期抗病性进行测定，选育出几个对黑斑病和叶枯病均具有高抗性的无性系；选育了欧洲黑杨抗病新品种，并对新无性系进行苗期抗病性测定，发现其对黑斑病和叶枯病均具有高抗性；银白杨抗旱、抗寒及抗病害能力强，多年的杂交育种实践证明，银白杨是很好的杂交母本，赵淑芳等[11]研究发现，银白杨×84K杨杂交苗的抗黑斑病和叶枯病的能力较强，可以从子代中选育出抗病性强的优良杂种无性系。杂交育种是选育抗病能力强的无性系和控制病害的有效措施。

本研究选择了抗性较好的意大利欧美杨和银白杨的10个杂交无性系(La、Pa、Ta、Qg、Ti、A23、A39、A46、A50、A54)及其近缘无性系，共14个无性系进行苗期田间抗病性调查，以期为杨树新无性系的杂交选育及品种推广利用提供一定的依据。

1 材料与方法

1.1 材料

所用供试无性系均来源于西北农林科技大学渭河试验站种质资源库[12]。其中欧美杨无性系La、Pa、Ta、Qg、Ti、I-107及银白杨无性系A23、A39、A46、A50、A54、I-101均为意大利引进无性系；84K杨由韩国引进；中林46为中国林业科学研究院选育的优良杂交子代。试验材料为1年生扦插苗，种条源自同一地方，3月中旬扦插育苗，株行距为30 cm×40 cm，平均树高和胸径见表1。该地气候属于暖温带气候，年平均气温13.3℃，年平均降水量715 mm，多集中于7-9月，年平均相对湿度72%[13]。2020年降水充沛，空气湿度较大，利于病害的发生。

表1 14份杨树无性系及其遗传背景Table 1 Fourteen poplar clones and their genetic backgrounds

1.2 调查方法

于2020年8月下旬-9月上旬调查黑斑病和叶枯病自然发病情况，除去四周保护行，每个无性系随机抽取10株长势一致的苗木，每株苗木取3片叶片，共30片。取样部位在距地面1、1.5、2 m高度的西南方向，以I-107、中林46、I-101和84K杨为对照品种，计算各杨树无性系的感病率。

1.3 病害与杨树抗病性分级标准

参照杨俊秀等[14]和曹支敏等[15]的分级标准，并据实际调查情况，对杨树发病程度进行分级(表2)，计算各个无性系的感病指数和相对抗病指数。相对抗病指数是指用100减去植株的感病指数，便于对植株的抗病性进行划分。

表2 病害等级划分Table 2 Severity grade of poplar disease

(1)

相对抗病指数=100-感病指数

(2)

1.4 杨树抗病性分类

参考周永学等[10]的杨树抗病类型划分方法，结合计算结果，将相对抗病指数转化为抗病性(表3)。

表3 杨树抗病性分级Table 3 Severity grade of poplar disease resistance

1.5 杨树无性系抗病性差异的检验

用SPSS.20软件进行Kruskal-Wallis检验，分析各杨树无性系以相对抗病指数进行的抗病性分级在P=0.05 下的差异。

2 结果与分析

2.1 杨树无性系对黑斑病的抗性分析

通过Kruskal-Wallis检验可知，各无性系除黑斑病感染率外，其余指标的渐进显著性为0.000，远<0.05，说明各无性系抗病性差异显著，分级合理。由表4可得，14个无性系在抵抗黑斑病中，白杨派84K、I-101、A23、A46和A50为抗病无性系，平均相对抗病指数最高达到79.67±0.58， A39为感病无性系，A54为高感无性系；黑杨派Pa、Ti为抗病无性系，平均相对抗病指数最高达到72.67±0.57，I-107、La、Ta、Qg和中林46均为高感无性系。

表4 不同无性系黑斑病病害指标Table 4 Indicators of black spot disease in different clones

2.2 杨树无性系对叶枯病的抗性分析

由表 5 可知，14个无性系在抵抗叶枯病中，白杨派A23、A39、A50、84K和I-101均为高抗无性系，平均相对抗病指数最高达到96.67±0.12，A46和A54为抗病无性系；黑杨派 Pa、Ti、Qg、 La、Ta和I-107均为高抗无性系，平均相对抗病指数最高达到100±0，中林46为抗病无性系。

表5 不同无性系叶枯病病害指标Table 5 Indicators of leaf blight in different clones

3 结论与讨论

在抗黑斑病中，无性系84K、I-101、A23、A46、A50、Pa、Ti属于抗病无性系，A39为感病无性系，A54、La、Ta、Qg、 I-107和中林46均为高感无性系；14个无性系在抵抗叶枯病中，A23、A39、A50、84K、I-101、La、Pa、Ta、Qg、Ti和I-107均为高抗无性系，A46、A54和中林46为抗病无性系。其中无性系A23、A50、Pa和Ti有较好的抗黑斑病和抗叶枯病能力，可以用作速生抗病性好的杨树新品种推广。

杨树黑斑病和叶枯病均属于杨树叶部真菌类病害，杨树在生长过程中不仅会受到各类病原物的侵害，立地条件和环境因素也能诱发疾病[16-19]。杨树黑斑病于6月下旬开始发生，7-8月为发病盛期，9月中下旬停止发展，一般苗圃地留苗过密、地势低洼、积水及排水不良的更易发病，叶枯病分生孢子萌发的适宜温度为26～28℃、相对湿度>90%，是一种喜高温、高湿的病害，一般在多雨的夏季发生严重[7,20-22]。本次调查的所有林木均种植于西北农林科技大学渭河试验站，立地条件基本一致，当年8月的雨水较多可能是导致黑斑病和叶枯病严重的原因之一。徐梅卿等[23]统计了5大派杨树病原真菌种类数量和出现频次，发现白杨派树种上的病原物种类最多，其次为青杨派和黑杨派。而在本次调查中，白杨派A23、A46、A50和黑杨派Pa、Ti均为抗病无性系，其中白杨派树种的抗黑斑病能力明显优于黑杨派，说明这批白杨派无性系抗黑斑病能力更强。其中在抵抗叶枯病中，白杨派A23、A39、A50和黑杨派La、Pa、Ta、Qg、Ti均为高抗，14个无性系抗叶枯病的能力强于抗黑斑病的能力。张月等[24]的研究表明，叶枯病的胁迫引起了编码转移酶和转运蛋白的基因数量的显著增加，说明叶枯病胁迫能引起杨树细胞膜反应变化。同时计红芳等[25]研究也发现,绒白乳菇发酵液提取物对杨树叶枯病菌生长具有较强的抑制活性,并且该提取物对叶枯病菌菌体的膜系统有破坏作用。杨树抗叶枯病是杨树体内各类酶类、α-亚麻酸、戊糖和亚油酸等代谢途径以及bZIP 家族、WRKY家族、ERF家族等转录因子共同作用的结果，因此选育抗病杨树新品种显得尤为重要。

本次研究中A23、A50、Pa、Ti与其他无性系相比有较好的抗黑斑病和抗叶枯病能力，可以作为速生抗病性好的杨树新品种。