云南省马铃薯新品种及主要资源品系的疮痂病抗性评价

刘凌云，卢丽丽，陈是元，李明辉，包丽仙，杨琼芬∗

(1云南省农业科学院经济作物研究所，云南 昆明 650205；2会泽县种子管理站，云南 会泽 654200；3会泽县土壤肥料工作站，云南 会泽 654200)

马铃薯疮痂病是一种由土壤中的链霉菌(Streptomyces)引起的病害。该病原菌侵染薯皮后形成黑褐色网纹状、凸起或凹陷病斑，对马铃薯的外观、等级和品质产生严重影响，是目前世界范围内最严重的马铃薯土传病害之一[1－3]。由于马铃薯疮痂病的病原复杂，且在不同气候环境影响下感病程度不一致，田间常规防控手段对疮痂病的防治效果也不理想[4－7]，选育和应用抗病品种是当前解决疮痂病的最佳途径。

国内外学者都开展了疮痂病抗性资源筛选和抗病育种工作[8－14]。云南省作为西南马铃薯主要产区，对部分主栽品种的疮痂病抗性也进行了评价[15]。由于供试品种数量较少，之前的评价结果未涵盖云南省近年来生产中应用较多的“云薯”系列新品种及苗头性资源品系，因此，需要继续对该部分材料的疮痂病抗性进行筛选评价。本研究选取由云南省农业科学院自主选育的、目前在云南省推广应用较多的“云薯”系列新品种和新品系以及由国际马铃薯中心(International Potato Center，以下简称CIP)引进的资源品系材料共204份，在自然病圃条件下进行疮痂病抗性评价，以期为抗性品种选育提供优质亲本，为抗性品种(品系)的推广应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018年和2019年在云南省嵩明县小街镇云南省农业科学院科研试验基地进行。试验地海拔1 980 m。试验大棚2015年秋季建成，至2018年已进行马铃薯各项研究试验共计4年。试验开始前用0.5%的甲醛溶液对大棚内路埂及苗床进行喷洒消毒，然后关闭大棚熏闷7 d，打开透气后再进行下一步操作。

1.2 材料与方法

供试马铃薯品种和资源品系材料均由云南省农业科学院经济作物研究所提供，其中编号C和D的资源品系于2014年由国际马铃薯中心(CIP)引进，编号S10、S11的资源品系由云南省农业科学院经济作物研究所自主育成，其他“云薯”系列品种为云南省正在推广示范的马铃薯新品种。试验分别于2018年3月7日至7月15日和2019年2月22日至7月1日进行，采用增广设计。2018年以云南省主要栽培品种和新品种米拉、云薯401、云薯304、合作88为对照材料，将77份供试材料随机分为8个区组进行评价。每个区组中供试及对照材料均播种5株，共计545盆。2019年以2018年筛选出的D103、D113、D67、云薯304作为对照材料，将127份供试材料随机分为12个区组进行评价，每个区组中供试及对照材料均播种5株，共计875盆。

试验采用自然病圃研究法。2018年使用的基质为2015—2017年连作繁育4茬马铃薯的基质，疮痂病发病率95%以上；2019年装盆基质为2018年使用后的基质，2次使用时基质均不进行任何消毒处理。播种前，种薯用10%次氯酸钠溶液浸泡消毒15 min，播种后即时除去田间杂株。全生育期共施肥6次，其中前4次采用均衡型水溶肥(20－20－20)，后两次采用高钾型水溶肥(20－10－30)，施肥浓度为0.2%。水分管理为每周喷灌1～2次，喷灌时长1.5～2 h。生育期病害防控以早疫病为主，在叶片有病斑发生时喷洒世高(10%苯醚甲环唑可分散粒剂)1 000倍液或阿米西达(250 g/L嘧菌酯悬浮剂)1 500倍液，间隔7 d再喷一次；生育期虫害防控以蓟马、蚜虫和块茎蛾为主，在观察到虫体活动痕迹时摘除病叶，同时使用5%甲维盐、30%茚虫威、10%高效氯氟氰菊酯1 000倍液或5%阿维菌素1 500倍液等交替喷洒。

1.3 调查与方法

1.3.1 马铃薯品种及资源品系疮痂病感病率及病情指数

将收获的所有薯块进行分级，统计疮痂病感病率及病情指数(DI)，分级标准如表1所示。

疮痂病感病率＝带病薯块数/薯块收获总数×100%；

病情指数(DI)＝∑(各级个体数×该病级数)/(个体总数×最高病级数)×100

1.3.2 马铃薯品种及资源品系疮痂病抗性评价

根据病情指数(DI)，将马铃薯品种及资源品系的抗性等级分为5类:0≤DI≤10为高抗(HR)，1070为高感(HS)。

1.4 数据整理

采用Excel 2010计算感病率及病情指数。

2 结果与分析

2.1 2018年马铃薯品种及资源品系疮痂病抗性评价结果

如表2所示，2018年对照品种米拉、云薯401、云薯304、合作88的感病率和病情指数分别为96.29%、95.94%、99.65%、95.84%和83.48、88.96、87.72、73.12，根据抗性分级标准，这4个品种均属于疮痂病高感(HS)材料。77份供试材料中，含疮痂病高抗(HR)材料0份；抗病(R)材料1份(D103)，占供试材料的1.3%；中间型(I)材料6份(D113、D105、D174、D67、C6和D106)，占供试材料的7.8%；感病(S)材料8份，占供试材料的10.4%；高感(HS)材料62份，占供试材料的80.5%。供试材料来源显示，CIP引进D系列资源品系疮痂病抗性表现较好，而自主选育的S10、S11资源品系以及“云薯”系列品种均属于感病(S)及高感(HS)材料。

表2 2018年供试品种及资源品系抗性评价结果Table 2 Resistance evaluation results of tested varieties and resources in 2018

续表2

2.2 2019年马铃薯品种及资源品系疮痂病抗性评价结果

2.2.1 对照材料疮痂病评价情况

如表3所示，2019年试验中，D103的感病率与2018年接近，病情指数下降了16.6%；D113的感病率和病情指数比2018年分别上升了14.7%和25.0%；D67的感病率和病情指数分别比2018年下降了12.2%和6.8%；云薯304感病率和病情指数与2018年相比分别下降了2.7%和6.5%。整体而言，4个对照材料感病率和病情指数表现稳定，2年的抗性等级评价结果一致。

表3 对照材料2年感病率及病情指数Table 3 Infection rate and disease index of control material

2.2.2 供试材料疮痂病评价情况

如表4所示，2019年127份供试材料中，含疮痂病高抗(HR)材料0份；抗病(R)材料9份，分别是D190、D177、D207、D82、D24、D9、D48、D115、D195，占供试材料的7.1%；中间型(I)材料9份，分别是D81、D8、D124、D199、D197、D78、D109、D65、D50，占供试材料的7.1%；感病(S)材料22份，占供试材料的17.3%；高感(HS)材料87份，占供试材料的68.5%。

表4 2019年供试品种及资源品系抗性评价结果Table 4 Resistance evaluation results of tested varieties and resources in 2019

续表4

3 讨论

3.1 自然病圃法在马铃薯疮痂病抗性评价中的应用

自然病圃法作为农作物抗性鉴定的手段之一，已经广泛应用于我国水稻稻瘟病研究[16－17]，但在茄科作物中，其仅被应用于茄子早疫病和青枯病研究[18－19]。马铃薯疮痂病抗性鉴定通常采用病原菌接种法。该方法病原菌培养耗时长，接种量大，常用于实验室或田间少量样品抗性鉴定，不适合田间材料的大规模评价。采用自然病圃法进行抗性评价能够节省时间，提升效率，但首先应验证方法的稳定性。在本试验中，云薯304在2018年、2019年均作为对照材料，两年试验结果显示，云薯304感病率和病情指数变化不大，两年的抗性评价结果均为高感(HS)。这表明本研究采用的自然病圃法在一定范围内是稳定的，能够保证本研究中其他供试品种(系)评价结果的科学性。在供试材料较多的田间抗性评价试验中，自然病圃法是一种简单有效的初步筛选方法。

3.2 “云薯”系列新品种及主要资源品系材料的疮痂病抗性评价

马铃薯新品种在示范性种植中需要面对和解决疮痂病危害问题。2018年鉴定结果显示，“云薯”系列新品种的疮痂病抗性等级评价均为高感，未筛选出抗病或中间型材料，缺乏抗病性。作为云南省正在进行示范推广的栽培品种，此评价结果与刘淑娜[20]报道的我国主要马铃薯产区的主栽品种普遍缺乏疮痂病抗性的结论一致。自主选育的S10、S11系列马铃薯品系中仅有S10－1033、S11－1306为感病，其余品系全部为高感，说明在今后的品种选育过程中需要加强抗病亲本的创制和应用。由CIP引进的D系列资源品系抗病性表现较好，筛选出了抗病材料D103，中间型材料D113等。2019继续对D系列其他资源品系进行抗性鉴定和评价，除对照D103外，初筛出D190等抗病材料9份，D81等中间型材料9份，此结果可在增加样本重复性基础上，应用自然病圃法继续评价，也可结合病原菌接种法，从实验检验角度深入分析资源品系的疮痂病抗病性。针对云南省马铃薯疮痂病发生区域越来越广、危害程度逐年加重的问题，我省的马铃薯疮痂病抗病育种工作中，可将具有抗病性的资源品系作为亲本用于配制杂交组合。

3.3 疮痂病抗性评价工作展望

尽管目前疮痂病的抗性机制尚未明确，我国马铃薯抗性品种选育仍然采取杂交等常规育种方式，但随着基因组学的不断发展和运用，已经开始从分子层面解读马铃薯疮痂病抗病遗传特性。如宋志军等[21]从SSR遗传相似性角度开展了马铃薯品种间抗病性研究。以后还可结合分子标记对已获得的抗病材料进行评价；对以抗病材料为亲本配制所得的杂交组合群体，可结合QTL定位等技术手段，进一步挖掘抗性基因，验证基因功能，并利用其改造和提高马铃薯疮痂病抗病性，缩短抗性育种周期。

4 结论

马铃薯资源品系D103在2018年和2019年的感病率分别为51.35%、51.10%，病情指数分别为25.68、21.41，评价结果显示D103为抗病材料(R)。该材料可作为疮痂病抗病育种的亲本材料，还可从中挖掘马铃薯疮痂病抗性基因，为云南马铃薯疮痂病抗病品种选育奠定基础。

马铃薯资源材料D190在2019年的表现较好，感病率及病情指数分别为44.44%和19.44，低于对照材料D103；D177、D207、D82、D24、D9、D48、D115、D195评价结果显示均为抗病(R)，在后期试验中可结合接种鉴定法继续评价其抗病性，也可将其作为抗病亲本用于杂交组合创制。