林永勝,張玉燦,張武君,周先治,陳 陽,黃曉蕓
(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所,福建 福州 350003)
苦瓜(Momordica Charantia L. )在我國南方地區(qū)栽培歷史悠久,在全國各地均有種植,是我國夏秋季的主要蔬菜種類之一。由于大面積連年種植,種植品種較為單一,導(dǎo)致苦瓜枯萎病大面積發(fā)生??喙峡菸∈怯杉怄哏牭毒‵usarium oxysporum f. sp. Momodicae)引起的一種土傳病害,該病原菌除苦瓜外不侵染其他作物[1-3]。田間苦瓜發(fā)病率一般為10%~25%,嚴重的田塊達到60%以上,嚴重影響苦瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)[3-4]。生產(chǎn)實踐證明,選育和種植抗病品種是控制苦瓜枯萎病的有效措施之一??喙腺Y源材料作為育種的基礎(chǔ),其抗病性在很大程度上影響育成品種的抗病水平。所以開展苦瓜資源材料的抗枯萎病的評價,篩選抗枯萎病資源,并進行有針對性的抗病育種,可以縮短抗病育種歷程。因此,項目課題組開展了對61個苦瓜資源材料的抗枯萎病評價,有望為苦瓜抗病育種提供抗病親本。
課題組自1994年起,從日本、泰國、馬來西亞及國內(nèi)福建、臺灣、湖南、四川,海南、廣西等地收集引進苦瓜品種資源,多數(shù)為雜交1代種子,經(jīng)過20年的試種、觀察、自交、純化和定向選擇,篩選出61個各具特色的穩(wěn)定自交系(表1)。
病原菌由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所微生物中心提供,菌種名稱為FJAT-3015,具有強致病性,是從福建省福州市閩侯縣鴻尾鄉(xiāng)的苦瓜枯萎病發(fā)病植株上分離出來的。
表1 61份苦瓜自交系材料
先將枯萎病病菌接種于PDA培養(yǎng)基上,在25~28 ℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5 d,再將活化后的枯萎病菌接菌到PDA液體培養(yǎng)基中,在25~28 ℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d,之后培養(yǎng)液用雙層紗布過濾去菌絲,用無菌水洗出沉淀的孢子,制成母液,經(jīng)血球計數(shù)器將母液用無菌水調(diào)至1×106個/mL的孢子濃度,供接種試驗時用。
采用苗期傷根與灌根相結(jié)合的接菌法。鑒定是在人工氣候室中進行,待瓜苗長到3~4片真葉時,挑選苗齡一致的瓜苗用剪刀剪掉部分須根后定植于塑料花盆里,之后每個花盆澆灌先前稀釋好的菌液300 mL,之后將花盆放置在人工氣候室的鐵架上,溫度設(shè)置為28~32 ℃,光照時間為7:00—19:00。
苦瓜于2月底3月初播種,采用50(5×10)穴育苗盤育苗,每個品種育苗50株;定植時,各個品種隨機排列,每個重復(fù)每個品種10株,定植30株,設(shè)3次重復(fù)。
于接種28 d按照表2標準調(diào)查61個苦瓜品種資源的發(fā)病情況,并按照公式計算病情指數(shù)。
式中DI:病情指數(shù);Si:發(fā)病級別;ni:相對病級級別的株數(shù);i:病情分級各個級;N:調(diào)查總株數(shù)。
根據(jù)計算結(jié)果,按照表3分級標準確定抗性等級[5]。種質(zhì)群體對枯萎病的抗性依苗期病情指數(shù)分6 級(表2)。
表2 苦瓜枯萎病病情分級標準
接菌28 d后對61個苦瓜自交穩(wěn)定系進行病情指數(shù)調(diào)查(表4),結(jié)果表明61個材料中有高抗2個:0818-F5-⊕12♂和2012-5♂- op5-⊕15-14秋-⊕15,占3.3%;抗級2個:10A-1.2、213-4,占3.3%;中抗11個,占18.0%;感病11個,占18.0%;高感35個,占57.4%。其中,中抗水平以上15個,占總數(shù)的24.6%,感病和高感共46個,占總數(shù)的75.4%??梢?,苦瓜品種資源中感病和高感占絕大多數(shù),中抗以上占的比例較小,每個抗級具體所占百分比見圖1。
利用傷根與灌根相結(jié)合的接菌法來鑒定評價苦瓜種質(zhì)資源的抗病性,明確了部分國內(nèi)外苦瓜資源對枯萎病具有較高的抗性水平,中抗水平以上占總數(shù)的24.6%,而高抗僅占總數(shù)的3.3%,所以抗病材料的收集和抗性鑒定工作還要繼續(xù)進行。
苦瓜枯萎病病原菌能以孢子形式在土壤和病株殘體上長時間存活,化學(xué)防治效果普遍不佳,化學(xué)殺菌劑的大量使用易導(dǎo)致環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留等一系列問題;輪作可減輕枯萎病危害,特別是與禾本科和豆科類作物輪作效果更好[6]。但福建省耕地面積有限,且禾本科和豆科非福建省主栽作物品種,田間實施可操作性不大;土壤改良、高溫消毒和無土栽培等措施可有效減輕苦瓜枯萎病危害[7-9],但這些防治措施成本較高,其田間實際應(yīng)用情況較少;砧木嫁接是生產(chǎn)中常用的防治苦瓜枯萎病危害的一項措施[10-11],目前為止,嫁接砧木主要是同科的絲瓜砧木,連續(xù)使用后,砧木本身也會受到枯萎病危害;生物防治是一種環(huán)境友好型的苦瓜枯萎病防治措施[6,12-13],生物防治室內(nèi)防效尚可,但大田應(yīng)用效果普遍不佳。
表3 枯萎病抗性的分級
表4 61份苦瓜自交系材料的果實性狀和抗病性表現(xiàn)
續(xù)表4
許多研究表明選育和種植抗病品種是最經(jīng)濟有效的防治苦瓜枯萎病的措施之一,目前各地篩選的苦瓜抗病品種中達到中抗水平居多,尚無達到高抗水平的材料[4,14-15],這與本研究結(jié)論不符,估計與接菌試驗中使用的菌株致病力、接菌量和接菌后發(fā)病時間有關(guān),有待進一步研究論證。由于苦瓜尖孢鐮刀菌?;筒煌谖鞴虾吞鸸蠈;停洳淮嬖诙鄠€生理小種,且苦瓜枯萎病抗性受單一顯性基因控制[16],這為苦瓜枯萎病抗病育種奠定了良好基礎(chǔ)。
圖1 61個苦瓜品種資源對枯萎病抗性等級占百分比
苦瓜具有悠久的種植栽培歷史,品種資源材料比較豐富,因此,廣泛收集種質(zhì)資源,加強地方種質(zhì)資源材料的抗枯萎病鑒定及抗病材料的篩選,可以為苦瓜抗病育種提供優(yōu)良親本材料。
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