黃素梅,韋莉萍,李朝生,覃柳燕,韋 弟,田丹丹,龍盛風,何章飛,周 維,韋紹龍
(廣西農業(yè)科學院生物技術研究所,廣西 南寧 530007)
【研究意義】香蕉枯萎病是一種毀滅性土傳香蕉病害,具有發(fā)病迅速、蔓延快、危害嚴重等特點。該病于1874年在澳大利亞首次發(fā)現(xiàn),此后在中美洲、亞洲和非洲等地的香蕉主產區(qū)均有發(fā)生[1-5],已成為全球香蕉產業(yè)發(fā)展的重大威脅,1995年以來在我國大陸蕉區(qū)迅速擴散蔓延[6-9]。該病是由尖孢鐮刀菌古巴專化型(Fusariumoxysporumf. sp.cubense,簡稱FOC)侵染香蕉植株引起,F(xiàn)OC有4個生理小種,其中4號生理小種(簡稱FOC4)幾乎感染所有的香蕉種類,毀滅性最強[9]。廣西是我國最大的香蕉主產區(qū)之一,種植的香蕉品種中90 %以上為桂蕉1號,因該品種極易感染枯萎病,廣西欽州和南寧等傳統(tǒng)蕉區(qū)已有至少50 %的蕉園荒廢或被迫改種其他作物,廣西百色、崇左和玉林等輕病區(qū)或無病區(qū)也已迅速擴散蔓延,致使廣西的種蕉總面積由高峰期的12萬hm2降至目前僅5萬多hm2。已有研究表明,培育種植抗(耐)病香蕉品種及無病組培苗是防控香蕉枯萎病的最有效途徑之一[2,5,10-12]。但廣西香蕉抗病育種滯后且耗時較長,因此,加強抗病品種引種并盡快篩選出更多適宜本地推廣應用的優(yōu)良抗病品種,對廣西香蕉枯萎病的防控和促進廣西香蕉產業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】香蕉連作模式下,香蕉枯萎病病情指數(shù)隨著種植年限的延長呈不斷增長趨勢[13]。長期以來,引種香蕉新品種一直是解決生產發(fā)展迫切需要的一個迅速而有效的途徑。從上世紀末期香蕉枯萎病在我國大陸地區(qū)發(fā)生以來,廣東、海南和福建等省快速引進了一批抗枯萎病香蕉品種在當?shù)卦嚪N[14-18],部分品種如寶島蕉和海貢蕉等通過試種并成功在海南推廣應用,其中寶島蕉已被選為我國香蕉枯萎病疫區(qū)的主推品種[19-21]。近年來,廣西各蕉區(qū)也引進廣東和海南等地育成的抗枯萎病品種試種,但因受氣候條件等因素影響,適宜在廣西種植并規(guī)?;茝V應用的品種極少[22-25]。我國臺灣在香蕉抗病育種上起步早、育成的品種已規(guī)模化種植多年,其中育成的GCTCV系列抗枯萎病香蕉品系在全球香蕉育種界具有重要影響力[26-29]。廣東和海南最早引進臺灣品種(系)試種,主要包括臺蕉1號、臺蕉3號、臺蕉4號、臺蕉7號、GCTCV-106、GCTCV-119、GCTCV-24及新北蕉(寶島蕉)等,評價重點以田間枯萎病抗性為主[14-15,19,30],對新北蕉(寶島蕉)及抗枯5號(GCTCV-119)也開展了種植適應性、生物學特性、農藝性狀和果實品質研究[31-34]?!颈狙芯壳腥朦c】廣西香蕉產區(qū)多位于南亞熱帶或中亞熱帶,氣候與海南和廣東存在一定差異,目前鮮見引進臺灣香蕉品種進行試種的研究報道。【擬解決的關鍵問題】在廣西種植5個臺灣抗枯萎病香蕉品種(系),考察其抗病性及適應性,評價其在廣西栽培的可行性及發(fā)展?jié)摿Γ瑸閺V西及其他氣候相似蕉區(qū)選種和選育抗枯萎病香蕉品種提供參考依據(jù)。
試驗在廣西南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)壇洛鎮(zhèn)群南村桂潔公司基地進行。該試驗點為旱地,紅壤,前作為桂蕉1號,香蕉枯萎病發(fā)病率62.0 %,土壤FOC4孢子濃度為3.2×103個/g,未經輪作,于2015年3月29日開深溝種植各供試品種(系),采用地下水灌溉。
供試香蕉材料為臺灣香蕉研究所育成的GCTCV-105、GCTCV-119、GCTCV-215、GCTCV-217和GCTCV-218等5個抗枯萎病香蕉品種(系),以廣西主栽香蕉品種桂蕉1號為對照(CK)。所有品種(系)均屬三倍體香芽蕉(Musaspp. AAA group),種苗均由廣西農業(yè)科學院生物技術研究所提供。
1.3.1 試驗設計 試驗采用完全隨機區(qū)組設計,每品種(系)為1個處理,25株/處理,3個重復。株行距1.8 m×2.2 m,中等水平栽培管理。連續(xù)種植管理3年,上一年的發(fā)病植株在次年繼續(xù)留吸芽觀察其宿根蕉發(fā)病情況,收集3年數(shù)據(jù)。
1.3.2 農藝性狀觀測 各品種的生物學特性及主要農藝性狀觀測按照NY/T 1689-2009《香蕉種質資源描述規(guī)范》[35]進行。每小區(qū)隨機選取生長發(fā)育正常的5株香蕉作為觀測株,重復3次。其中抽蕾時間指抽蕾率達50 %的時間。
1.3.3 果實品質檢測 香蕉采收催熟后,果實糖酸比用日本愛拓(ATAGO)糖酸度計PAL-BX/ACID6(香蕉專用)測定;可溶性固形物、蔗糖、可滴定酸、維生素C、淀粉和鉀含量等果實品質指標委托廣西益譜檢測技術有限公司檢測。
1.3.4 枯萎病發(fā)病情況調查 每個品種(系)定植后每月調查記錄植株生長及發(fā)病情況,于11月中下旬待各香蕉品種(系)自然發(fā)病穩(wěn)定時,調查所有品種(系)的田間枯萎病發(fā)病株數(shù),取各重復的平均發(fā)病率作為最終發(fā)病率。
枯萎病發(fā)病率(%)=枯萎病發(fā)病株數(shù)/總株數(shù)×100
采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和制圖,以SPSS 17.0的Duncan's新復極差法進行多重比較。
由表1可知,不同品種(系)一代蕉的生育特性存在較大差異。其中,抽蕾最早的為CK,從定植到抽蕾需196 d;其次是GCTCV-105,從定植到抽蕾需220 d;GCTCV-215最初現(xiàn)蕾時間與GCTCV-217差異不明顯,但GCTCV-215整體抽蕾時間不集中,從最初現(xiàn)蕾到全園50 %植株抽蕾需約50 d,而GCTCV-217集中在20 d內完成;GCTCV-119抽蕾最晚,從定植到抽蕾超過300 d,比其他品種(系)晚2~3個月,且抽出的花蕾因受寒均不能正常下彎;GCTCV-218從定植到抽蕾所需時間比GCTCV-119短,為257 d,比其他品種晚約2個月,其果實因受寒無法正常生長。可見,春季在廣西種植GCTCV-218和GCTCV-119,其一代蕉抽蕾時期易遭遇寒害,導致無法正常抽蕾、果實無法飽滿。
表1 不同香蕉品種(系)新植蕉的生物學特性比較
為了便于比較各品種(系)宿根蕉的抽蕾時間和生育期,試驗點統(tǒng)一于2015年10月下旬留芽。由表2知,宿根CK抽蕾最快,生育期最短,GCTCV-105的抽蕾時間和生育期均比CK晚約1周;抽蕾最晚的是GCTCV-119,生育期為487 d,為所有品種(系)中最長,因抽蕾太晚、果實在冬季受到寒害,不能正常飽滿。除GCTCV-119外,GCTCV-218的生育期也長于CK及其他品種(系),其中比GCTCV-217長20 d,比CK長55 d ;GCTCV-215比GCTCV-217抽蕾時間早1周,生育期短15 d。可見,GCTCV-119生育期太長,其宿根蕉在廣西冬季仍易受寒害,而GCTCV-218雖然生育期稍長,但若提早留芽并加強水肥管理,可正常收獲宿根蕉;其他品種(系)宿根蕉的抽蕾時間和生育期與CK差異相對較小,只要合理留芽和進行正常水肥管理則不會受到寒害威脅,均可正常收獲。因此,如果在廣西崇左和百色等光熱條件較好的區(qū)域新植GCTCV-119,須在8~10月完成種植,且水肥管理比其他品種要求更高,才有可能正常收獲;GCTCV-218新植蕉宜在10~11月種植,GCTCV-215和GCTCV-217可選在10~12月種植,GCTCV-105抽蕾所需時間與CK接近,可選擇秋冬植或春植(2月之前完成)。
表2 不同香蕉品種(系)宿根蕉的生物學特性比較
由表3可知,GCTCV-119新植蕉和宿根蕉的株高分別為299.1和306.8 cm,均顯著高于其他品種(系)(P<0.05,下同),其次為CK和GCTCV-218,二者顯著高于其余3個品系,GCTCV-105、GCTCV-215和GCTCV-217的株高差異不顯著(P>0.05,下同);GCTCV-218的假莖基圍最粗,為79.5~81.4 cm,其次是CK和GCTCV-119,GCTCV-105、GCTCV-215和GCTCV-217的假莖基圍較細;GCTCV-105、GCTCV-215和GCTCV-217的假莖中圍也相對較細,尤其是GCTCV-215和GCTCV-217表現(xiàn)更明顯,均顯著小于GCTCV-218、CK和GCTCV-119。
從表3還可看出,CK的平均果指數(shù)為21.0根/梳,為所有品種(系)中最高,其次是GCTCV-105,為20.1根/梳,二者差異顯著,且均顯著高于其他品種(系);GCTCV-218和CK的果指長較長,分別為26.4和26.3 cm,其次為GCTCV-217,隨后為GCTCV-215,而GCTCV-105和GCTCV-119的果指長顯著短于其他品種(系),其中GCTCV-119可能因為生育期過長,抽蕾后遭遇寒害,果實生長受限不能正常成熟,所以果指長異常短;GCTCV-218、CK和GCTCV-217的果指粗顯著粗于其他品種(系);GCTCV-218和CK的單果重分別為194.7和191.5 g,顯著大于其他品種(系),GCTCV-119受寒害影響,單果重僅121.3 g,其余品種(系)的單果重在143.2~154.1 g;從單株產量看,GCTCV-218和CK分別為29.1和28.7 kg/株,顯著高于其他品種(系),隨后為GCTCV-217,雖然GCTCV-105的每梳果指數(shù)較多,但因果指短于GCTCV-215,因此其單株產量比GCTCV-215低,僅21.9 kg/株。說明各香蕉品種(系)宿根蕉的果實性狀存在較大差異。
表3 不同香蕉品種(系)的主要農藝性狀比較
由表4可知,除GCTCV-19因成熟度不夠、可食率偏低外,其他品種(系)的可食率均在70.0 %左右,排序為CK>GCTCV-105>GCTCV-215>GCTCV-217>GCTCV-218;CK的糖酸比明顯高于其他品種(系),隨后依次為GCTCV-218、GCTCV-119、GCTCV-105和GCTCV-215,GCTCV-217的糖酸比最低,且明顯低于其他品種(系);GCTCV-215和GCTCV-217的鉀含量分別為0.427和0.417 g/100 g,明顯高于其他品種(系)。經品嘗發(fā)現(xiàn),各品種(系)感官性狀最佳的是CK,其口感最細滑香甜、軟糯,香氣最濃郁的是GCTCV-105,其果肉細滑,口感Q彈,GCTCV-218果實香甜、細滑、微粉,果實香味不及GCTCV-105濃郁,口感不及CK軟滑;GCTCV-119受成熟度影響果實口感偏粉,GCTCV-217果實香甜、口感偏粉,GCTCV-215果實粉滑、微甜、微香??梢?,在果實品質及感官性狀方面,GCTCV-105表現(xiàn)最佳;其次為GCTCV-218,GCTCV-217和GCTCV-215表現(xiàn)中等,GCTCV-119表現(xiàn)最差。
表4 不同香蕉品種(系)的果實品質比較
由表5可知,CK為高感香蕉枯萎病品種,連續(xù)種植3年發(fā)病率在72.9 %~94.5 %,且及發(fā)病率逐年遞增;GCTCV-218的發(fā)病率隨著種植年限的增加呈下降趨勢;GCTCV-119、GCTCV-217和GCTCV-105新植蕉的發(fā)病率較低,但宿根蕉(宿根2~3年)的發(fā)病率隨著種植年限的增加而升高;種植3年后,GCTCV-105的發(fā)病率為15.0 %,在所有抗病品種(系)中發(fā)病率最低,其余4個抗病品種(系)的發(fā)病率在20.3 %~21.6 %,差異不顯著。從表5還可看出,新植蕉抗性排名前3位的品種(系)是GCTCV-119、GCTCV-217和GCTCV-105;GCTCV-217、GCTCV-105、GCTCV-215和GCTCV-119二代蕉的發(fā)病率均低于20.0 %,而CK的發(fā)病率高達89.2 %。可見,雖然GCTCV-218一代蕉的枯萎病發(fā)病率較其他品種(系)偏高,但其宿根蕉的發(fā)病率逐年下降;而GCTCV-119一代蕉的抗性很強,但其宿根蕉的發(fā)病率逐年上升,抗性有所下降;GCTCV-105和GCTCV-217無論是新植蕉還是宿根蕉其抗性均表現(xiàn)較強且穩(wěn)定;GCTCV-215一代蕉的抗性表現(xiàn)不及GCTCV-105、GCTCV-119和GCTCV-217等高抗品種(系),但連續(xù)種植發(fā)病率變化不明顯,抗性較穩(wěn)定。
表5 不同香蕉品種(系)新植蕉與宿根蕉的田間枯萎病抗性比較
本研究發(fā)現(xiàn),5個抗香蕉枯萎病品種(系)在廣西的種植表現(xiàn)存在較大差異。其中GCTCV-119植株高大、高抗枯萎病,但生育期長、產量低,與在廣東種植表現(xiàn)相似[31],目前不適宜在廣西推廣種植。雖然GCTCV-119在我國大陸地區(qū)種植表現(xiàn)欠佳,果實品質和口感較差,但菲律賓從該品系中選育出的GCTCV-219在當?shù)乇憩F(xiàn)出高抗、優(yōu)質等特點,并出口到日本市場[35]??梢?,該品系雖然不適宜在廣西發(fā)展種植,但作為抗病品種選育的種質材料具有很大潛力。
新北蕉(寶島蕉)是臺灣香蕉研究所從GCTCV-218品系中選育獲得的抗枯萎病品種,對枯萎病表現(xiàn)中抗,目前已成為海南最主要的抗枯萎病品種之一,也是目前我國香蕉產業(yè)體系在香蕉枯萎病疫區(qū)的主推品種[36]。該品種在我國臺灣和海南的生育期比北蕉和巴西蕉等主栽品種長約30 d,而在廣東種植比巴西蕉長1~2個月,其果實品質在臺灣和海南表現(xiàn)較好,在廣東等亞熱帶地區(qū)表現(xiàn)不夠理想[19,30,32]。本研究中,GCTCV-218品系所表現(xiàn)的性狀與上述研究相似,因GCTCV-218生育期偏長,春植蕉在亞熱帶地區(qū)很難實現(xiàn)當年種植當年收獲[30],因此在廣西宜秋冬季種植并加蓋雙膜越冬,二代蕉留芽時間需比CK等品種提前15~30 d。
本世紀初,廣東從引進的GCTCV-119品系中選育出粵優(yōu)抗1號和抗枯5號等抗枯萎病品種,這兩個品種在廣東的田間對枯萎病也表現(xiàn)出良好抗性,但終因生育期過長難以正常抽蕾掛果而逐漸淡出市場[32,37];近幾年來我國大陸地區(qū)陸續(xù)選育出寶島蕉、農科1號、南天黃、中蕉4號、中蕉9號和熱科2號等一批抗枯萎病品種,這些品種在生產上均有較大種植面積,并表現(xiàn)出良好的抗病性,但這些品種中絕大部分均表現(xiàn)出生育期長、水肥需求大等特點,能在易受寒害廣西蕉區(qū)成功推廣應用的品種極少[23-25,38]。已在廣西大面積種植的桂蕉9號是針對廣西等易受寒害蕉區(qū)選育的抗枯萎病香蕉品種,是目前為數(shù)不多在抗病性、生育期和產量等方面綜合表現(xiàn)較佳的品種[39],其在廣西的成功推廣應用表明,易受寒害蕉區(qū)選種或選育抗病香蕉品種的策略必須兼顧抗病性、生育期和產量等綜合性狀表現(xiàn)。本研究結果表明,GCTCV-105、GCTCV-215和GCTCV-217等3個抗病品種(系)不但抗性好,而且生育期相對較短,參考和借鑒桂蕉9號選育理念與推廣種植的經驗,這3個品系非常符合廣西抗病品種種植選擇及品種選育策略,適宜在廣西推廣種植,但還需開展多年多點種植試驗以進一步驗證其相關性狀表現(xiàn);因廣西不同蕉區(qū)氣候存在一定差異,建議廣西各地可根據(jù)本區(qū)域的種植需要及參考本研究結果,有針對性地選擇其中的品種進行示范推廣。
GCTCV-217產量中等、抗性強、果實香甜,GCTCV-105產量稍低、抗性強、果實香味濃郁、甜糯細滑,GCTCV-215產量偏低、抗性中等、果實細滑,且這3個品種(系)的生育期均較短,適宜在廣西推廣種植;GCTCV-218生育期較長、抗性中等、高產、果實香甜細滑,可在廣西有充足日照和積溫的地域種植;GCTCV-119生育期過長、產量低,在廣西現(xiàn)有栽培技術條件下不適宜推廣種植。