張少麗,邵景成,胡志峰
(甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所,甘肅 蘭州 730070)
番茄已成為我國(guó)種植面積最大的蔬菜作物之一,但由于番茄黃化曲葉病毒?。═Y)的大面積爆發(fā),嚴(yán)重制約了番茄產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。據(jù)各地植保部門的不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)番茄TY的年發(fā)生面積超過6.7萬hm2,年經(jīng)濟(jì)損失至少20億元[1~2]。TY一旦發(fā)生,防治效果較差。預(yù)防該病最有效的措施是培育抗病品種,而抗病品種的選育,從抗源材料的篩選、后代分離群體的選擇,直到品種的推廣,都離不開抗病性鑒定。
目前對(duì)TY鑒定方法有分子標(biāo)記檢測(cè)、帶毒煙粉虱侵染、發(fā)病環(huán)境下自然接種、含TY-DNA的侵染性克隆注射接種等。雖然分子標(biāo)記簡(jiǎn)單易行,但由于其與抗病基因間存在一定的遺傳距離,檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際抗病性間很難達(dá)到100%吻合,需要結(jié)合其它方法做進(jìn)一步的驗(yàn)證。在沒有自然發(fā)病的地區(qū)利用帶毒煙粉虱侵染、發(fā)病環(huán)境下自然接種的方法,生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)很大,采用TY-DNA的侵染性克隆注射接種法可彌補(bǔ)以上不足[3]。甘肅省蘭州市尚未發(fā)現(xiàn)TY的發(fā)生,我們開展了TY-DNA侵染性克隆接種鑒定方法研究,初步確立了一套無發(fā)病區(qū)采用侵染性克隆接種鑒定番茄黃化曲葉病毒抗性的方法,以期為抗TY番茄品種的選育和防止TY的發(fā)生提供有效手段。
供試番茄品種為感TY番茄品種MM、中蔬4號(hào)(由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所提供)和鮮食番茄雜交組合98-B1(由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供)。
用于苗期接種的TY-DNA侵染性克隆pBin-PLUS-1.7A+2β(農(nóng)桿菌)引自浙江大學(xué)周雪平教授實(shí)驗(yàn)室。
1.2.1 育苗 實(shí)驗(yàn)材料于2014年5月12日播種于50孔的育苗穴盤中,置育苗溫室中培養(yǎng),4~6葉時(shí)進(jìn)行苗期接種。
1.2.2 培養(yǎng)基配制 液體培養(yǎng)基配制:YEP1—牛肉膏1%,酵母提取液1%,NaCl 0.5%,pH 7.0;YEP2—胰蛋白胨1%,酵母提取液1%,NaCl 0.5%,pH 7.0。固體培養(yǎng)基是在上述液體培養(yǎng)基中分別加入0.8%的瓊脂即可。
1.2.3 農(nóng)桿菌的培養(yǎng) 將配制好的培養(yǎng)基在120℃下滅菌30 min,取出晾至37℃左右,加入利福平(50 mg/L)和卡那霉素(50 mg/L)。在液體培養(yǎng)基中接入農(nóng)桿菌菌種,200 r/min、28℃過夜搖菌,進(jìn)行活化。將活化好的農(nóng)桿菌接種于固體培養(yǎng)基中28℃倒置暗培養(yǎng),得到固體菌落。挑取單菌落,接種于液體培養(yǎng)基中培養(yǎng),培養(yǎng)至菌液濃度為OD600≈0.6、OD600≈1.0。共得到 6種不同狀態(tài)的含TY-DNA的農(nóng)桿菌,即YEP1固體菌落、YEP1液體菌菌液濃度OD600≈0.6、YEP1液體菌菌液濃度OD600≈1.0;YEP2固體菌落、YEP2液體菌菌液濃度OD600≈0.6、YEP2液體菌菌液濃度OD600≈1.0。
1.2.4 接種 于2014年6月18日(番茄4~6葉苗齡)時(shí)進(jìn)行接種。菌液接種時(shí)采用韌皮部(距根部1~2 cm處)人工注射接種[3],每株0.5 mL左右,每品種每處理各接種10株。固體菌落接種時(shí),用牙簽戳破韌皮部(距根部1~2 cm處),刮取固體菌落,涂抹于傷口,每品種接種10株,對(duì)照(不接種)為10株。接種后20、30、45 d觀察植株發(fā)病癥狀,統(tǒng)計(jì)發(fā)病率。
圖1 MM、中蔬4號(hào)、98-B1接種30 d植株發(fā)病情況(以YEP2液體菌菌液濃度OD600≈0.6接種為例)
對(duì)接種植株觀察發(fā)現(xiàn),接種后20 d內(nèi)植株不表現(xiàn)發(fā)病癥狀。接種后30 d時(shí),大部分接種植株上部葉片出現(xiàn)輕微黃化,各處理間發(fā)病程度無差異,但品種間發(fā)病程度不同,具體發(fā)病程度由高到低依次表現(xiàn)為MM、中蔬4號(hào)、98-B1(見圖1)。接種后45 d時(shí),接種植株明顯生長(zhǎng)緩慢或停滯,上部葉邊緣上卷、黃化、皺縮,表現(xiàn)為充分感病,各處理間及品種間發(fā)病程度差異均不明顯(見圖2)。
圖2 MM、中蔬4號(hào)、98-B1接種45 d植株發(fā)病情況(以YEP2液體菌菌液濃度OD600≈0.6接種為例)
接種45 d后,所有接種植株已充分發(fā)病,而同一穴盤的對(duì)照植株完全正常,說明該病不會(huì)通過土壤、水分傳播,也表明育苗溫室內(nèi)不存在傳毒媒介煙粉虱。處理發(fā)病率統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表1)表明,處理間差異不明顯,固體菌落接種以YEP2固體菌落接種的發(fā)病率效果較高,液體菌菌液接種以YEP1液體菌菌液濃度OD600≈0.6和YEP2液體菌菌液濃度OD600≈0.6接種的發(fā)病率效果較好。綜合考慮認(rèn)為,當(dāng)液體菌(無論YEP1還是YEP2)菌液濃度為OD600≈0.6時(shí),發(fā)病效果較好。
表1 接種植株發(fā)病率調(diào)查結(jié)果
1)利用含TY-DNA的侵染性克隆進(jìn)行注射接種,無論是被用做番茄轉(zhuǎn)基因研究的常用品種MM、中蔬4號(hào),還是鮮食番茄雜交組合98-B1,都能正常發(fā)病,發(fā)病程度也無太大差異,預(yù)示該方法有一定的廣適性。
2) 根據(jù)研究結(jié)果初步判定,各處理間差別不明顯。相比之下,當(dāng)2種液體培養(yǎng)基菌液濃度為OD600≈0.6時(shí)發(fā)病率較高。但采用固體菌落接種操作簡(jiǎn)單,易于掌握,適合大量材料的鑒定。
3)從環(huán)境安全方面考慮,侵染性克隆接種方法具有很大優(yōu)勢(shì),不會(huì)帶來生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。另外,該方法能夠比較客觀的反應(yīng)材料的真實(shí)抗病性,大大降低了自然接種下不同年份環(huán)境因素的干擾及帶毒煙粉虱的喜食偏好等因素的影響。
4)本實(shí)驗(yàn)對(duì)2種不同培養(yǎng)基培養(yǎng)的固體菌落及不同濃度的菌液進(jìn)行了接種比較,初步確立了一套無發(fā)病區(qū)采用侵染性克隆接種鑒定番茄黃化曲葉病毒抗性的方法,為今后的抗TY番茄品種的選育奠定了基礎(chǔ)。
[1] 龔一帆,杜永臣,謝丙炎,等.威脅番茄生產(chǎn)的新病害——番茄黃化曲葉病毒?。跩].中國(guó)蔬菜,2009(21):1-4.
[2] 胡志峰,邵景成.甘肅省設(shè)施番茄黃化曲葉病毒病的發(fā)生與防治[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技,2014(1):54-56.
[3] 陶小榮.中國(guó)番茄黃化曲葉病毒致病分子機(jī)理及其衛(wèi)星DNA誘導(dǎo)的基因沉默研究[D].杭州:浙江大學(xué),2004.