趙遠(yuǎn)征,徐利敏,聶峰杰,賈瑞芳,王 東,張笑宇,呂 英,李宇晨,郭景山,劉 璇
(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031;2.寧夏農(nóng)林科學(xué)院 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心,寧夏銀川 750002;3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝與植物保護(hù)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010019;4.烏蘭察布市土壤肥料站,內(nèi)蒙古 集寧012000;5.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院 特色作物研究所,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031)
馬鈴薯瘡痂病是國際上重要的馬鈴薯土傳病害之一,在世界范圍內(nèi)廣泛分布,美國、加拿大、芬蘭、日本、印度等國均有報(bào)道[1-4]。在我國,內(nèi)蒙古、甘肅、貴州、山東、河北、遼寧等?。ㄗ灾螀^(qū))均有分布[5]。該病害由鏈霉菌屬(Streptomyces)放線菌引起,其病原菌種類繁多、致病力多樣,較為常見的有Streptomyces turgidiscabies、S. scabies和S. acidiscabies[6-8]。病原菌主要危害馬鈴薯的塊莖,初期侵染塊莖造成表皮凸起、凹陷,表皮呈現(xiàn)褐色小點(diǎn)、丘疹等不規(guī)則病斑,后期擴(kuò)大形成圓形或不規(guī)則形狀的大病斑,導(dǎo)致表皮組織木栓化變得粗糙,嚴(yán)重時表皮組織破裂,使塊莖更容易被其他病原菌和害蟲侵食,降低了馬鈴薯的商品性,嚴(yán)重影響馬鈴薯品質(zhì)并造成減產(chǎn)[9-10]。病原菌能夠在土壤中存活和越冬,最適宜發(fā)病溫度為25~30 ℃,最適宜發(fā)病的土壤條件為中性或偏堿性沙質(zhì)土壤,常年連作使病原菌含量在土壤中逐年積累,易導(dǎo)致病害連年加重[11]。
由于馬鈴薯常年連作會導(dǎo)致瘡痂病菌在土壤中積累,因此,在實(shí)際生產(chǎn)中可選擇與禾本科、葫蘆科、豆科等作物進(jìn)行合理輪作。另外,選用無病種薯并進(jìn)行種薯消毒、增施有機(jī)肥或綠肥、降低土壤鹽漬化、調(diào)節(jié)土壤酸度等措施均能對馬鈴薯瘡痂病起到防治作用[12]。研究表明,代森錳鋅、氟啶胺、咯菌腈、50%春雷霉素·王銅等化學(xué)藥劑對該病害具有一定的防治效果[13-15];一些拮抗鏈霉菌和芽孢桿菌可以對瘡痂病菌產(chǎn)生抑制作用,能夠有效減輕病害發(fā)生[16-17]。但由于病原菌種類的多樣性和病害發(fā)生的復(fù)雜性,以上措施對該病害的防治仍存在一定局限性,而抗病品種的選用也成為該病害防治的重要手段。美國、澳大利亞、俄羅斯等國已陸續(xù)篩選出一些較為抗病的品種并應(yīng)用于大田生產(chǎn),例如Navajo、Platte、Aloakonohita、Emilia、北方玫瑰等[12,18-19]。目前,我國對抗瘡痂病的馬鈴薯種質(zhì)資源研究相對較少,缺乏抗性水平較高的馬鈴薯品種。本研究通過構(gòu)建病圃人工接種瘡痂病菌,對48 個商品化的馬鈴薯品種進(jìn)行瘡痂病的田間抗性鑒定,并比較分析了不同品種的抗性水平,旨在為馬鈴薯瘡痂病抗性品種的篩選提供依據(jù)。
試驗(yàn)于2019年5月在呼和浩特市內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地(111°39′47″N、40°46′10″E,海拔1 040 m)進(jìn)行。土壤屬于草甸栗鈣土,pH 值8.0,有機(jī)質(zhì)含量2.5%,肥力中等,前茬作物為馬鈴薯。
供試馬鈴薯品種(系)見表1,共48 個。
田間接種病原菌為加利利鏈霉菌(Streptomyces galilaeus),由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)病理實(shí)驗(yàn)室提供。
表1 供試馬鈴薯品種(系)
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個品種設(shè)置3 個小區(qū)(重復(fù)),每小區(qū)種植4 壟,每壟種植9 株。利用人工接種構(gòu)建病圃,同時設(shè)置接種、不接種(對照)處理。采用穴施的方式進(jìn)行接種,每穴施入50 mL 濃度107cfu/mL 加利利鏈霉菌的孢子懸浮液[20]。試驗(yàn)期間采用人工除草,田間不施用任何化學(xué)農(nóng)藥,保持水肥充足以保證馬鈴薯正常生長。
1.3.2 調(diào)查方法 植株生長至9月底進(jìn)行收獲,各品種按照小區(qū)的3 次重復(fù)分裝于袋中并做好標(biāo)記。將馬鈴薯徹底清洗,瀝干水分進(jìn)行稱量并記錄馬鈴薯的數(shù)量和重量,計(jì)算出單個薯塊重量。將馬鈴薯按照瘡痂病病害級別進(jìn)行分類,調(diào)查并記錄發(fā)病率和各級發(fā)病數(shù),計(jì)算病情指數(shù)。為提高鑒定水平的準(zhǔn)確性,將病情指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,計(jì)算相對抗病指數(shù),并劃分各品種(系)的抗性級別。病情分級標(biāo)準(zhǔn)見表2。
表2 馬鈴薯瘡痂病病情分級標(biāo)準(zhǔn)
計(jì)算方法:
抗性分級標(biāo)準(zhǔn):
免疫(I) RRI=1;
高抗(HR) 0.80 中抗(MR) 0.60 中感(MS) 0.40 高感(HS) 0≤RRI<0.39。 數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,利用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)(Independent-samples t test)分析差異顯著性。 田間調(diào)查結(jié)果表明,接種瘡痂病菌處理后的不同馬鈴薯品種均表現(xiàn)出發(fā)病癥狀,48 個品種對馬鈴薯瘡痂病具有不同程度的抗性,無免疫品種;其中,高感品種共17 個,分別為冀張薯8 號、冀張薯22 號、黃金薯、荷蘭806、早大白、中薯12 號、中薯10 號、紅美、興佳2 號、晉薯16 號、云薯801、中薯3 號、中薯4 號、冀張薯20 號、思凡特(F8)、麗薯6 號、尤金;中感品種共5 個,分別為中薯18 號、冀張薯5 號、大西洋、N3、中薯19 號;中抗品種共18 個,分別為中薯21 號、中薯26 號、冀張薯3 號、青薯9 號、費(fèi)烏瑞它、中薯2 號、后旗紅、康妮貝克、冀張薯12 號、希森X、中薯15 號、中薯6 號、克新1 號、夏波蒂、MX-8、中薯9 號、希森3 號、N5;高抗品種共8 個,分別是布爾班克、希森5 號、冀張薯14 號、中薯13 號、冀張薯15 號、超荷、N1、希森6 號(表3)。 試驗(yàn)結(jié)果表明,44 個馬鈴薯品種單個薯塊重量在接種處理后與對照間無顯著差異(P>0.05),說明土壤接種瘡痂病菌對大多數(shù)馬鈴薯品種的單薯重并未造成影響;但中薯15 號、冀張薯14 號、費(fèi)烏瑞它、夏波蒂的單薯重在處理后與對照間存在顯著差異(P<0.05),接種瘡痂病菌后除中薯15 號的單薯重降低之外,其他3 個品種均顯著高于對照的單薯重(表4)。 綜上所述,48 個馬鈴薯品種對瘡痂病具有不同程度的抗性,供試品種中沒有免疫品種,其中,高感品種17 個、中感品種5 個、中抗品種18 個、高抗品種8 個。研究表明,內(nèi)蒙古地區(qū)病原菌主要為Streptomyces scabies、S. galilaeus 和S. bobili。本試驗(yàn)利用S. galilaeus 進(jìn)行田間土壤接菌,對供試品種均能順利侵染,表明該病原菌具有較強(qiáng)致病性。目前,國內(nèi)部分地區(qū)對馬鈴薯瘡痂病的抗性種質(zhì)資源進(jìn)行了一些篩選工作,如四川地區(qū)篩選的川芋早、川芋4 號、川芋56 等品種均表現(xiàn)為較抗病[21];云南地區(qū)篩選出了抗病資源C88、阿烏洋芋、靖薯1 號[12];黑龍江地區(qū)通過田間試驗(yàn)篩選出較為抗病的品種克新28 號和克新19 號[22]。本研究為國內(nèi)馬鈴薯瘡痂病抗性鑒定工作進(jìn)行了補(bǔ)充,篩選出布爾班克、希森5 號、冀張薯14 號、中薯13 號、冀張薯15 號、超荷、N1、希森6 號具有較高抗性的品種。研究發(fā)現(xiàn),馬鈴薯瘡痂病的發(fā)生對馬鈴薯的產(chǎn)量具有一定影響[22],本研究中馬鈴薯瘡痂病的發(fā)生并未影響大部分馬鈴薯品種單薯的產(chǎn)量,但會影響一些個別品種的單薯產(chǎn)量,可能與試驗(yàn)條件和取樣方法有關(guān),今后仍需開展重復(fù)性的試驗(yàn),同時同一品種區(qū)組之間誤差較大也與取樣方法存在一定相關(guān)性。選育抗病品種是防治馬鈴薯瘡痂病的重要措施,本研究中8 個品種對該病害具有較高的抗性,在瘡痂病發(fā)病較重的田塊可考慮優(yōu)先種植,但仍需要進(jìn)一步重復(fù)試驗(yàn)來檢驗(yàn)品種的抗性。品種的抗性差異大多是由于自身性狀和遺傳差異所致,本研究對不同馬鈴薯品種進(jìn)行了抗瘡痂病的田間抗性評價(jià),為今后馬鈴薯的品種選育奠定了一定的工作基礎(chǔ)。 表3 馬鈴薯品種(系)抗性評價(jià)1.4 數(shù)據(jù)處理
2 結(jié)果與分析
2.1 不同馬鈴薯品種的抗性差異
2.2 瘡痂病對不同馬鈴薯品種單薯重的影響
3 結(jié)論與討論