39 份豇豆种质对根腐病的抗性分析

向 娟，张河庆，席亚东，杨 建，罗小波，陈 玲

（1.成都市农林科学院 成都 611130； 2.四川省农业科学院植物保护研究所 成都 610066）

豇豆根腐病主要由镰孢菌（Fusarium）引起[1]。典型发病特征为根茎部和主根变成红褐色，病部稍凹陷，有的开裂深达皮层内；剖视茎部，可见维管束变褐，病株侧根脱落或腐烂死亡；当主根全部腐烂时，病株即枯萎死亡[2]，是一种典型的土传病害[3]，现已成为豇豆生产上发病最重、危害最大、防治最难的病害之一，给豇豆生产造成严重的损失[4]。目前国内很多豇豆产区均有根腐病发生，四川地区因百姓对泡豇豆的偏好喜爱，豇豆的栽培面积连年稳定在4 万hm2[5]，随着豇豆生产的产业化、规模化发展，连作现象越来越严重，土传病害发生逐年加重。据2016—2018 年调查，四川省豇豆主产区的根腐病扩展很快，双流、彭州、金堂等地有些田块发病率达到100%[6]，豇豆根腐病已成为制约该地区豇豆生产最严重的病害之一。

目前生产上一般采用化学药剂防控豇豆根腐病，成本高、易造成农药残留、植株产生抗药性等[7-11]，而选育和栽培抗病品种是防治豇豆根腐病害最经济有效的措施之一，种质资源的抗病性鉴定是抗病品种选育的基础[12]。近年来，国内学者相继开展了豇豆根腐病研究工作，多集中在病原菌分离鉴定、药剂筛选防控等方面，而有关抗病种质的鉴定评价研究报道较少，特别是四川地区尚无豇豆根腐病抗性种质鉴定评价的相关研究报道。因此，笔者对引自国内外的39 份豇豆种质进行根腐病抗性鉴定和农艺性状综合评价，旨在筛选出适宜当地栽培的抗病优良种质，或作为抗病育种的原始材料利用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试菌株 豇豆尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）PL1-1.5，由四川省农业科学院植物保护研究所于2016—2019 年从成都平原豇豆主产区的根腐病株上分离获得，具有毒性最强和最具代表性特征。

1.1.2 供试豇豆 以成都市农林科学院园艺研究所收集并种植多年的39 份豇豆资源为供试材料，其中，32 份来源于我国24 个省市自治区；5 份来源于日本、古巴、菲律宾3 个国家；有2 份选育的高代材料（表1）。因此，参试材料较全面地代表我国栽培豇豆资源地源分布（其中大部分为菜用型长豇豆），具有较好代表性。

表1 豇豆材料来源

1.2 方法

1.2.1 苗期人工抗病性鉴定 试验于2020 年5—7

月在成都市农林科学院温室内进行，温度白天控制在25 ℃左右，夜晚控制在16 ℃左右，空气与土壤相对湿度控制在80%以上。将根腐病发病症状明显、致病性强的病原菌纯培养物（单孢子菌株）制成悬浮液（1×107个孢子·mL-1）。采用自然伤根法浸孢子液接种植株[13]：取生长良好的无病豇豆苗，用无菌水将根茎部表面冲洗干净，然后使根完全浸在孢子悬浮液中30 min，接种后植株定植于装有无菌泥炭土的穴盘中。每份种质接种30 株苗以上，以清水浸泡作为对照，3 次重复。接种后每隔1～2 d 观察1次。发病后调查植株发病率和病情指数。

1.2.2 田间病圃发病率与农艺性状调查 试验于2020 年4—7 月在成都市农林科学院羊马基地进行，试验地为连续种植豇豆8 年以上的根腐病发病圃，结合整地每667 m2施生物有机肥500 kg，三元复合肥25 kg 做基肥。于5 月10 日定苗每穴3 株，株行距为35 cm×80 cm，小区面积20 m2，3 次重复，随机区组排列。全生育期只防虫不防病，随后对植株农艺性状、田间发病率等进行调查。

1.2.3 病害分级标准 豇豆根腐病分级方法参照国家标准GB/T 17980.88—2004 的相关内容[14]（表2）。

表2 根腐病病情分级标准

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2010 进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同豇豆材料苗期人工抗病性鉴定

由表3、表4 可知，苗期人工接种抗性鉴定出高感（HS）种质有3 份，分别是发财树、台湾8 号、矮秆豇豆，占7.69%；感病（S）种质4 份，分别是优胜26、铁秆青、宽豇豆、矮豇豆，占10.26%；中抗（M）种质5 份，主要有FHG-3-1-1-2、宝鸡地豇豆、四季豆等，占12.82%；抗性（R）种质18 份，主要有丝瓜青、饭豆、F16-A-17 等，占46.15%；高抗（HR）种质有9 份，主要有赤种三尺长豇豆、银川架豇豆、早长豇等，占23.08%。苗期鉴定表明，感病和高感材料比例较低，高抗和抗病种质占大多数。同时，对不同来源地区的材料抗性进行统计，由表5 可以看出，39 份种质来源于27 个不同地区，在种质抗性表现方面各有差异，国外（如菲律宾、古巴等）种质基本表现M 级或M 级以上抗性，国内感病种质多来源于北方地区（如吉林、黑龙江），来自于同一个地区（如四川、广东）的不同种质存在抗性等级差异。

表3 不同豇豆材料苗期抗根腐病鉴定结果

表4 39 份豇豆材料对根腐病的抗病性评价

表5 不同地区材料对根腐病抗性表现

2.2 不同豇豆材料田间根腐病发病情况调查

田间自然条件下鉴定的各材料间发病程度有较大的差异性，田间调查主要统计了其根部发病率与农艺性状（表6）。发病率高于50%的材料为19份；发病率小于等于50%的材料为20 份，揭阳、德州灰咀、F16-A-17 的田间发病率较低。田间发病率为100%的种质有铁秆青（绿叶、绿秆、紫花、青荚）、矮豇豆（深绿叶、绿秆、紫花、青荚）；田间发病率为20%以下的种质有揭阳（绿叶、绿秆、白花、绿白荚）、德州灰咀（深绿叶、绿秆、紫花、青荚），豇豆的叶色深浅、茎秆色泽等农艺性状与田间发病率相关性不强。

2.3 苗期接种鉴定与田间病圃评价比较

由表6 可以看出，田间发病率与苗期发病率同步≥50%或＜50%，表现较一致的有19 份材料；其中田间发病率≤25%的材料6 份，F16-A-17、绿皮红咀燕、德州灰咀、本地小花豆角4 份材料田间发病率低，苗期接种鉴定除本地小花豆角表现为高抗外，其余3 份被鉴定为抗性；剩余材料相差较大，差别最大的材料为开鲁线豆，室内苗期接种被鉴定为高抗，而田间发病率为69%；其次苗期接种为高抗材料的成豇1 号、十八罗汉、长豇豆，田间发病率分别为50%、75%、50%。田间发病率高于80%的材料有12 个，其中赤种三尺长豇豆、丝瓜青、柳州青豆角、红艳豇豆、博山二十四粒、延津叶里藏6 份材料在室内苗期接种鉴定为高抗或抗，差别较大。

表6 不同豇豆材料的田间农艺性状及抗病情况统计

3 讨论与结论

科学的接种方法和精准的鉴定评价体系是筛选抗病种质的重要途径[15]。笔者研究中的不同种质根腐病抗性结果表明，不同豇豆材料对根腐病抗性室内苗期接种试验和田间调查结果基本一致，但也有部分材料存在一定的偏差，其主要原因有：一是室内鉴定可控的环境高温高湿，接种条件更利于根腐病原菌的萌发、生长、致病。二是田间微生物菌群复杂多样，土传病害的病原菌种类及数量受环境影响大，对根部病原菌致病与侵染造成影响，病害的发生和严重度受到一定程度的限制。三是部分种质对病害的苗期抗性和成株期抗性存在差异，苗期接种鉴定为高感的台湾8 号成株期病圃发病率仅为25%，而苗期鉴定高抗的赤种三尺长豇豆田间成株期发病率却为81%。总体而言，成株期抗病种质比例要高于苗期，表明有相当一部分豇豆种质具有成株抗性特点，这在其他作物上的病害如小麦锈病、小麦茎基腐病、蚕豆根腐病等多种病害中均有类似报道[16-18]，可能与成株抗性中的防卫反应、防卫基因和抗病基因等方面作用机制有关[19-20]。前人多年实践证明，成株期抗病基因的利用是培育持久抗病品种的重要途径[21]。下一步可对苗期与成株期抗病性表现差异较大的材料进行抗病机制探讨。四是鉴定方法对抗性表现有一定影响，稳定的表现需要进行多年多点重复验证。苗期鉴定具备鉴定速度快、周期短、操作简便、成本低、结果准确等突出优点，而田间发病更直观、可靠，所以要得到全面、准确稳定的种质抗性情况仍需苗期接种鉴定与田间病圃胁迫筛选相结合，为实际生产提供更加准确的理论依据。

目前，关于种质抗性鉴定接种用的病原菌多使用当地发病区致病力强的优势菌株，武汉市蔬菜科学研究所杨绍丽团队[22]曾利用武汉地区分离鉴定的根腐病菌株对35 个本地主栽豇豆品种进行根腐病抗性鉴定分析，筛选抗性品种。叶云峰等[23]对广西厚皮甜瓜主产区采集根腐病样，通过分离鉴定的腐皮镰孢菌对自主创制的厚皮甜瓜材料进行接种抗性分析，从而挖掘高抗资源。笔者试验接种的菌株为前期从四川省豇豆根腐病重发区采集，经鉴定为该地区的主要致病菌，具有毒力强与代表性特征，对于筛选抗性种质具有针对性、指导性。同时，参试的39 份材料来源于27 个不同地区，材料抗性表现不同，一些材料的发病率虽然较高，但病情指数较低，说明其对根腐病的耐性较强。抗性与地理来源相关性不强，其原因可能是接种的菌株来源于该地区的重发区，生理种具有专一性，与不同地理区域关系不大，下一步可通过扩大地理来源品种及病原菌样本，系统聚类分析各地区豇豆品种抗病性情况。而不同材料在各个农艺性状如豇豆的叶色深浅、茎秆色泽等方面与田间发病率也表现出相关性不强，可进一步对株高、豆荚长短、产量等数量性状相关性进行研究，探讨其与抗病性方面的关系，为抗性育种提供标记。

豇豆根腐病抗性鉴定试验表明，39 份种质对根腐病抗病能力具有差异。笔者的试验筛选出的F16-A-17、绿皮红咀燕、德州灰咀、本地小花豆角4份豇豆材料田间发病率低，苗期接种鉴定为3 份抗病和1 份高抗，综合性状优良，可作抗病资源利用或在四川地区作为抗根腐病豇豆品种适度推广。