車(chē)順風(fēng),劉崇懷,張國(guó)海,樊秀彩,張 穎,孫 磊,李 民,姜建福
(1 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所,河南450009)(2 河南科技大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院)
白粉病是葡萄重要真菌病害之一,導(dǎo)致產(chǎn)量下降、品質(zhì)降低等一系列問(wèn)題[1]。該病害主要侵染葡萄果實(shí)、葉片和枝蔓,受害部位前期病癥是白色粉狀物,中期是灰白色粉狀物,后期是小黑點(diǎn)[2]。白粉病的發(fā)生造成葡萄不同程度的減產(chǎn),輕則15%~30%,重則70%~80%,甚至造成絕產(chǎn)絕收[3]。葡萄白粉病的發(fā)生主要與氣候有關(guān),持續(xù)干旱和光照不足是造成白粉病大流行的重要誘因[4]。該病害在我國(guó)大部分葡萄產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生,北方地區(qū)發(fā)病較為嚴(yán)重,長(zhǎng)江流域發(fā)病較輕[5]。河南省鄭州市處于黃河下游,秋季干燥的氣候條件給葡萄白粉病的快速傳播創(chuàng)造了條件,因此該季節(jié)白粉病發(fā)生相對(duì)嚴(yán)重。
2020 年鄭州市夏秋季降水量明顯低于往年平均水平,且入秋后多云天氣的發(fā)生天數(shù)也較往年平均水平偏多,造成白粉病在鄭州葡萄圃的大流行。本研究通過(guò)對(duì)737 份葡萄種質(zhì)資源開(kāi)展白粉病調(diào)查,了解不同葡萄種質(zhì)對(duì)白粉病的抗性,以期為白粉病田間防治及抗病新種質(zhì)的選育提供基本參考。
737 份葡萄試驗(yàn)材料均取自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所國(guó)家果樹(shù)種質(zhì)鄭州葡萄圃。當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?4.2 ℃,年降水量666 mm,夏季炎熱多雨,冬季寒冷干燥,4—10 月生長(zhǎng)期平均氣溫22 ℃。圃地土壤類(lèi)型為褐土,質(zhì)地為沙壤土,pH 值為7.1~7.5;采用Y 形架栽培,行株距2.5 m×1.0 m,南北走向,有2/3 鮮食區(qū)采用避雨設(shè)施,管理水平中等。
參考方中達(dá)[6]的方法,在田間逐株調(diào)查自然發(fā)病狀況。根據(jù)實(shí)際情況,把葡萄對(duì)白粉病的抗性等級(jí)分為3 級(jí):0 級(jí),抗性強(qiáng),無(wú)病害;1 級(jí),抗性中,中度感染葡萄白粉?。? 級(jí),抗性弱,重度感染葡萄白粉?。▓D1)。
圖1 葉片感染白粉病等級(jí)
對(duì)不同種群、歐亞種群內(nèi)鮮食與釀酒種質(zhì)以及巨峰系、法美雜種和制汁種質(zhì)的感病情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并用SPSS 22.0 軟件分析葡萄感染白粉病程度及分布特點(diǎn)。
從表1 可看出,北美種群的葡萄種質(zhì)對(duì)白粉病抗性最強(qiáng),所調(diào)查的種質(zhì)均未感病。其次為東亞種群,在調(diào)查的73 份種質(zhì)中有35 份種質(zhì)未感病。再次是種間雜種,152 份種質(zhì)中有70 份種質(zhì)未感病。歐亞種群最不抗病,在調(diào)查的500 份種質(zhì)中只有86份種質(zhì)未感病。整體情況表明,2020 年國(guó)家果樹(shù)種質(zhì)鄭州葡萄圃白粉病危害較嚴(yán)重,737 份種質(zhì)有72.5%的葉片受到不同程度的危害。在所調(diào)查的北美種群種質(zhì)資源中,‘代克賽’‘弗萊’‘朱姆博’‘普賴德’‘薩米特’‘特里尤卡夫’‘Fercal’‘巴萊特50’‘哥洛爾’‘5BB’、沙地葡萄、冬葡萄共計(jì)12 份葡萄種質(zhì)對(duì)白粉病全部表現(xiàn)為免疫。
表1 不同種群葡萄田間白粉病發(fā)病情況
由表2 可知,在種間雜種葡萄中,美洲種對(duì)白粉病表現(xiàn)出極高的抗性水平,所調(diào)查的種質(zhì)均表現(xiàn)為免疫;其次是歐美雜種,有41.2%的種質(zhì)表現(xiàn)為抗?。簧綒W雜種、山美雜種葡萄均表現(xiàn)為感病。
表2 種間雜種葡萄田間白粉病發(fā)病情況
對(duì)含有美洲葡萄血緣的巨峰系、制汁種質(zhì)和法美雜種進(jìn)行了重點(diǎn)調(diào)查,結(jié)果表明:巨峰系葡萄種質(zhì)中無(wú)癥狀、中度感病和重度感病的分別有8、18、8 份,分別占比23.5%、53.0%和23.5%;制汁種質(zhì)中無(wú)癥狀、中度感病和重度感病的分別有11、17、4 份,分別占比34.4%、53.1%和12.5%;法美雜種葡萄中無(wú)癥狀、中度感病和重度感病的分別有15、9、2 份,分別占比57.7%、34.6%和7.7%(表3)。由此表明,法美雜種葡萄對(duì)白粉病的抗性水平高于巨峰系和制汁種質(zhì)。
表3 不同美洲血緣葡萄白粉病發(fā)病情況
葡萄用途是依據(jù)種質(zhì)特點(diǎn)人為劃分的,歐亞種主要包括釀酒和鮮食2 大類(lèi)。調(diào)查結(jié)果表明:釀酒葡萄對(duì)白粉病抗性相對(duì)較強(qiáng),有45.6%的種質(zhì)未感病,有50.0%的種質(zhì)輕度感病,有4.4%的種質(zhì)重度感??;鮮食葡萄對(duì)白粉病的抗性較弱,只有2.6%的種質(zhì)未感病,有8.3%的種質(zhì)輕度感病,有89.1%的種質(zhì)重度感病。對(duì)鮮食和釀酒葡萄白粉病發(fā)病情況調(diào)查結(jié)果表明,‘白玫瑰香’‘超級(jí)無(wú)籽’‘春之蕾’‘黑寶石’‘金皇后’‘金太陽(yáng)’‘夜美人’共計(jì)7 份鮮食種質(zhì)表現(xiàn)為高抗白粉病,其余均受到侵染。釀酒葡萄抗性水平高于鮮食葡萄,但調(diào)查中發(fā)現(xiàn),‘福司令’‘弗列奧’‘格列那什’‘黑菲嘉斯卡’‘甲州’‘佳利釀’‘佳利釀151’‘小黑葡萄’共計(jì)8份種質(zhì)表現(xiàn)為高感白粉病。
我國(guó)是葡萄屬植物的起源地之一,野生葡萄種類(lèi)豐富。從表4 可以看出,我國(guó)野生葡萄對(duì)白粉病的抗性存在較大差異,毛葡萄和變?nèi)~葡萄對(duì)白粉病的抗性較強(qiáng),調(diào)查的4 份變?nèi)~葡萄種質(zhì)均未發(fā)病;所調(diào)查的11 份毛葡萄種質(zhì),除羅城毛葡萄輕度感病外,其余株系均表現(xiàn)為抗病。樺葉葡萄(3 份種質(zhì))、刺葡萄(6 份種質(zhì))和蘡薁葡萄(8 份種質(zhì))對(duì)白粉病的抗性較弱,所調(diào)查的種質(zhì)全部感病,尤其是蘡薁葡萄的病情最為嚴(yán)重。
表4 東亞種群葡萄不同種(株系)白粉病發(fā)病情況
田間鑒定能夠全面準(zhǔn)確地反映出被鑒定材料的抗病情況,不僅結(jié)果可靠性較強(qiáng),而且操作方便。通過(guò)對(duì)不同葡萄種質(zhì)進(jìn)行抗病性調(diào)查分析,篩選出抗白粉病優(yōu)良種質(zhì),對(duì)葡萄生產(chǎn)具有重要意義,也可為抗病育種工作提供基本參考。
從整體情況來(lái)看,本次調(diào)查的737 份種質(zhì)有72.5%的種質(zhì)感病,且病情嚴(yán)重。推測(cè)與當(dāng)年特殊的天氣有關(guān),春末夏初經(jīng)歷了一波干旱、悶熱天氣,疊加秋季多云天氣居多。據(jù)此推測(cè),干旱[7]和寡照[8]是導(dǎo)致2020 年鄭州地區(qū)白粉病大流行的重要因素。
不同葡萄種質(zhì)對(duì)白粉病的抗性存在明顯差異。原產(chǎn)于北美的圓葉葡萄、沙地葡萄、河岸葡萄、冬葡萄對(duì)白粉病抗性較強(qiáng),北美葡萄種質(zhì)對(duì)白粉病均表現(xiàn)免疫,這與前人研究結(jié)論相符[9]。進(jìn)一步驗(yàn)證了源自北美的葡萄種質(zhì)具有抗白粉病優(yōu)良特性,是抗白粉病育種的首選材料。
歐美雜種葡萄對(duì)白粉病的抗性強(qiáng)于歐亞種,法美雜種葡萄對(duì)白粉病的抗性強(qiáng)于制汁葡萄和巨峰系葡萄,這與之前的研究結(jié)果相符[10-13]。野生葡萄對(duì)白粉病的抗性種間差異較大,推測(cè)與白粉病的傳播史有關(guān),由于北美洲東南部是葡萄白粉病的起源地,美洲葡萄種群在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中對(duì)白粉病產(chǎn)生了較強(qiáng)的抗性,所以早期基本沒(méi)有白粉病危害的相關(guān)報(bào)道[14-15]。隨著19 世紀(jì)人們引種北美葡萄將白粉病菌帶入歐洲,歐洲所有產(chǎn)區(qū)陸續(xù)出現(xiàn)了白粉病害,白粉病由此也成為了危害歐亞種葡萄生產(chǎn)的三大真菌性病害之一。
我國(guó)野生葡萄不同種之間、同種不同株系間抗性具有明顯差異[16-17],其中毛葡萄和變?nèi)~葡萄表現(xiàn)為高抗;刺葡萄和蘡薁葡萄表現(xiàn)為高感;華東葡萄、桑葉葡萄種內(nèi)存在抗性差異,既有抗性株系,也存在感病或高感株系,如洪江1202 表現(xiàn)為高感。因此,在進(jìn)行葡萄抗白粉病育種材料選擇時(shí),除公認(rèn)的高抗白粉病的美洲葡萄外,我國(guó)的毛葡萄和變?nèi)~葡萄亦可作為備選材料。
張瑛等[2]、萬(wàn)怡震[10]通過(guò)對(duì)部分毛葡萄株系進(jìn)行白粉病抗性調(diào)查后發(fā)現(xiàn),毛葡萄對(duì)白粉病多表現(xiàn)為高抗甚至免疫,本研究結(jié)果也印證了這一點(diǎn)。關(guān)于其抗性機(jī)理,有研究表明,毛葡萄葉片具有較強(qiáng)的保水能力,這有助于其應(yīng)對(duì)極端干旱的氣候環(huán)境,從而可以減少白粉病的侵染[18];此外,毛葡萄中較大的柵欄組織比例也有助于提高其抗性[19]。
總體認(rèn)為,不同種群葡萄種質(zhì)中,北美種群的圓葉葡萄、美洲葡萄、冬葡萄以及東亞種群的毛葡萄、變?nèi)~葡萄對(duì)白粉病抗性較強(qiáng),其次為法美雜種葡萄;歐亞種葡萄最不抗病,東亞種群中刺葡萄和蘡薁葡萄均表現(xiàn)為感病。從用途來(lái)看,歐亞種釀酒葡萄對(duì)白粉病的抗性強(qiáng)于鮮食葡萄。種間雜種葡萄中,美洲種對(duì)白粉病表現(xiàn)出極高的抗性水平,其次是歐美雜種,山歐雜種、山美雜種葡萄均表現(xiàn)感病。我國(guó)野生葡萄的一些種在種內(nèi)株系間也存在抗病性差異,如華東葡萄和桑葉葡萄,其抗病株系分別為溧陽(yáng)華東、登封1 號(hào)等;感病株系分別為洪江1202、洛陽(yáng)03 等。