土壤接種棉花枯萎病菌的兩種方法及適宜接種量

鄭鈜爽, 馮自力, 朱荷琴, 李志芳, 趙麗紅, 師勇強(qiáng)

(棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所, 安陽(yáng) 455000)

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土壤接種棉花枯萎病菌的兩種方法及適宜接種量

鄭鈜爽, 馮自力, 朱荷琴*, 李志芳, 趙麗紅, 師勇強(qiáng)

(棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所, 安陽(yáng) 455000)

本研究通過(guò)兩組試驗(yàn),明確了土壤接種棉花枯萎病菌的兩種方法及適宜接種量。枯萎病菌的繁殖采用玉米沙粒培養(yǎng)基。建立苗床病圃或田間接種時(shí),可在種溝內(nèi)直接將風(fēng)干的玉米沙粒培養(yǎng)物與土壤混勻,適宜接種量為10 g/m。采用土壤拌菌法時(shí),病原菌的風(fēng)干玉米沙粒培養(yǎng)物的加入量以滅菌的細(xì)沙壤土的0.6%～0.8%為宜。采用上述接種方法和接種量,感病品種‘冀棉11’當(dāng)年病株率可達(dá)到80%以上,病情指數(shù)可達(dá)到50以上。本文提供的接種方法和接種量可用于棉花新品種(系)、資源材料的抗病鑒定及枯萎病的相關(guān)研究。

棉花枯萎病菌; 接種方法; 接種量

枯萎病(Fusariumwilt)是棉花生產(chǎn)中的主要病害之一,自20世紀(jì)30年代在我國(guó)華北地區(qū)發(fā)現(xiàn)報(bào)道后,該病迅速擴(kuò)展蔓延,給棉花生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。直到20世紀(jì)80年代,大面積推廣種植抗病品種后,枯萎病的危害才顯著減輕。目前,種植抗病品種仍然是控制枯萎病發(fā)生危害最經(jīng)濟(jì)有效的措施。建立準(zhǔn)確、快速的鑒定方法是抗病品種選育、推廣的基礎(chǔ)工作。枯萎病是一種土傳病害,病害的發(fā)生發(fā)展與土壤中病原菌群體數(shù)量有著密切的關(guān)系。據(jù)報(bào)道,土壤接種病菌培養(yǎng)物,無(wú)論使用麥粒沙培法還是分生孢子培養(yǎng)法得到的培養(yǎng)物,總是在中等接菌量時(shí),枯萎病發(fā)生較重,發(fā)展較快;增加接菌體數(shù)量,則病情發(fā)展緩慢,發(fā)病率也下降[1]。目前,進(jìn)行棉花抗枯萎病鑒定及相關(guān)研究中采用的接種方法和接種量各不相同[2-7]。本文在總結(jié)多年的抗病鑒定及相關(guān)研究試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,著重研究在適宜的發(fā)病環(huán)境下,兩種棉花枯萎病菌土壤接種方法及其適宜的接種量,為抗病鑒定及相關(guān)研究提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

選用長(zhǎng)期未種植棉花的生砂壤土,過(guò)篩后經(jīng)160 ℃干熱滅菌2 h。

1.2 供試菌種

供試菌種采自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花所試驗(yàn)地的棉花枯萎病病株，分離純化后接入玉米沙粒培養(yǎng)基(沙子和玉米粉質(zhì)量比1∶1),25 ℃培養(yǎng)10 d,風(fēng)干粉碎后得到玉米沙粒培養(yǎng)物備用。

1.3 供試棉花品種

人工水泥池試驗(yàn)于2007年進(jìn)行,選用的棉花品種為‘豫棉21’和‘冀棉11’;菌土營(yíng)養(yǎng)缽試驗(yàn)于2011年進(jìn)行,采用的棉花品種為‘中植棉2號(hào)’和‘冀棉11’。‘豫棉21’和‘中植棉2號(hào)’為國(guó)家棉花品種區(qū)域試驗(yàn)中的抗病對(duì)照,‘冀棉11’為感病對(duì)照。

1.4 試驗(yàn)設(shè)置

種溝接種法:2007年,采用人工水泥池進(jìn)行。將滅菌的細(xì)砂壤土裝入長(zhǎng)×寬×高為4 m×1.2 m×0.3 m的專用人工水泥池中,播種前澆水,適墑開(kāi)溝,將風(fēng)干玉米沙粒培養(yǎng)物按5、10、15、20 g/m均勻撒入種溝內(nèi),菌種與土壤混勻后播種。每處理3次重復(fù),每重復(fù)1行,隨機(jī)排列,行長(zhǎng)1.2 m,每行播種100粒種子,齊苗后每行留苗15株左右,以不接菌的水泥池為對(duì)照。

土壤拌菌法:2011年,采用營(yíng)養(yǎng)缽進(jìn)行。將玉米沙粒培養(yǎng)物按土重的0.4%、0.6%、0.8%和1.0%與土壤拌勻后裝入營(yíng)養(yǎng)缽(或直接放入花盆中),將營(yíng)養(yǎng)缽放入塑料盤(pán)中備播。每處理3次重復(fù),每重復(fù)15個(gè)缽,隨機(jī)排列,每缽播種10粒種子,齊苗后每缽留苗4～5株,以不接種枯萎病菌的滅菌土為對(duì)照。

2 結(jié)果與分析

2.1 種溝接種法及適宜接種量

從出苗情況來(lái)看,菌種的接種量越大,出苗率越低。5 g/m的接種量處理與空白對(duì)照出苗率相當(dāng),其他不同接菌量處理的出苗率均低于空白對(duì)照。20 g/m處理下,‘豫棉21’和‘冀棉11’的出苗率均只有37%,分別較對(duì)照降低52.6%和56.0%。從發(fā)病情況來(lái)看,播種后30 d,‘豫棉21’的病情指數(shù)為3.1～8.5,接菌量5、10 和15 g/m處理的病情指數(shù)差異不顯著，但均極顯著高于20 g/m處理;‘冀棉11’的病情指數(shù)為22.8～54.2,以10 g/m接種量處理發(fā)病最重(病情指數(shù)為54.2),極限著高于5 g/m(39.7)和15 g/m(42.6)處理,20 g/m處理的病情指數(shù)最低,極顯著低于其他3個(gè)處理。播種后35 d,2個(gè)供試品種的病情指數(shù)均上升,但與播種后30 d相同,‘豫棉21’和‘冀棉11’均在接種量為10 g/m時(shí)發(fā)病最重,其病情指數(shù)分別為13.6和67.5其次是5 g/m(12.5和44.2)和 15 g/m處理(11.8和46.3), 20 g/m處理發(fā)病最輕(5.6和32.1);空白對(duì)照中未發(fā)現(xiàn)枯萎病病株。因此,綜合出苗和發(fā)病情況,推薦采用該接種方法時(shí),最適宜的接種量為每米行長(zhǎng)10 g風(fēng)干的玉米沙粒培養(yǎng)物(表1)。

表1 種溝接種法中棉花枯萎病菌接種量與發(fā)病的關(guān)系1)

1) 表中同列數(shù)據(jù)后不同字母表示同一品種的不同接種量處理在P<0.01水平差異顯著(LSD test)。下表同。

Data with different capital letters in the same column are significant different between different inoculum doses of same variety at 0.01 level by LSD.The same below.

2.2 土壤拌菌法及適宜接種量

從不同處理的出苗率來(lái)看,接菌量為土重的0.4%、0.6%和0.8%時(shí)，其出苗率與空白對(duì)照差異不顯著,當(dāng)接菌量為土重的1.0%時(shí),‘中植棉2號(hào)’和‘冀棉11’的出苗率分別為68.9%和66.7%,極顯著低于空白對(duì)照。從發(fā)病情況來(lái)看,播種后30 d,‘中植棉2號(hào)’的病情指數(shù)為0.0～9.8,其中，接菌量為土重的0.8%和1.0% 2個(gè)處理的病情指數(shù)分別為9.8和8.2,均極顯著高于0.6%接種量處理(4.3),0.4%土重接種量處理的棉苗未出現(xiàn)明顯的發(fā)病癥狀;‘冀棉11’的病情指數(shù)為15.3～46.3,接種量為土重的0.6%、0.8%和1.0% 3個(gè)處理的病情指數(shù)均極顯著高于0.4%處理,3個(gè)高接種量處理之間差異不顯著。播種后35 d,2個(gè)品種3個(gè)高接種量處理的病情指數(shù)差異不顯著,但均極顯著高于0.4%處理，空白對(duì)照中未發(fā)現(xiàn)枯萎病病株。綜合不同接菌量處理的出苗率和發(fā)病情況,推薦采用該接種方法時(shí),最適宜的接種量為風(fēng)干玉米沙土接種物與土壤的質(zhì)量比為0.6%～0.8%(表2)。

表2 土壤拌菌法中棉花枯萎病菌接種量與發(fā)病的關(guān)系

3 結(jié)論與討論

接菌量是棉花抗枯萎病鑒定中的關(guān)鍵因素。本研究的兩組試驗(yàn)結(jié)果表明,在人工接種進(jìn)行抗枯萎病鑒定時(shí),并非接菌量越高,發(fā)病越重,當(dāng)接種量達(dá)到一定程度后,增加接種量,反而會(huì)降低發(fā)病程度。在建立苗床病圃或田間病圃進(jìn)行抗枯萎病鑒定時(shí),可采用種溝接種法,接種量以10 g/m風(fēng)干的玉米沙粒培養(yǎng)物為最佳,在播種后30 d,感病品種‘冀棉11’的病株率和病情指數(shù)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)感病對(duì)照的發(fā)病要求(病株率在80%左右,病情指數(shù)在50左右)[7];在采用土壤拌菌制作營(yíng)養(yǎng)缽或盆栽進(jìn)行抗枯萎病鑒定時(shí),接種量以風(fēng)干的玉米沙粒培養(yǎng)物質(zhì)量為土壤的0.6%～0.8%為宜。播種后30～35 d,感病品種‘冀棉11’病株率和病情指數(shù)也達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。郭金城等[1]推薦在建立水泥池枯萎病圃時(shí),最佳接種量為10 g/m風(fēng)干的棉籽培養(yǎng)物,這與本研究結(jié)果部分相同。

在人工接種進(jìn)行棉花抗枯萎病鑒定時(shí),如果接種后立即播種,較高的接種量會(huì)嚴(yán)重影響棉花出苗。比如種溝接種時(shí),10～20 g/m的接種量,對(duì)出苗有嚴(yán)重的影響;當(dāng)土壤拌菌接種時(shí),風(fēng)干的玉米沙粒培養(yǎng)物質(zhì)量為土壤的1.0%時(shí)就會(huì)嚴(yán)重影響棉花出苗。因此,在實(shí)際工作中,要準(zhǔn)確把握接種量,也可以考慮將病原菌先接入土壤,5～7 d后再進(jìn)行播種。

抗病鑒定中枯萎病菌的繁殖可采用不同的培養(yǎng)基。在以往的工作中,筆者采用過(guò)棉籽培養(yǎng)基,但由于有短絨存在,棉籽培養(yǎng)物風(fēng)干后不易碾碎,也不容易與土壤混勻。改用玉米沙粒培養(yǎng)基后,枯萎病菌生長(zhǎng)良好,易碾碎,易與土壤混勻,保證了鑒定試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

[1] 郭金城, 李玉奎 宋曉軒. 土壤接菌量與棉花枯萎病的關(guān)系[J].中國(guó)棉花, 1988(1): 45-46.

[2] 朱荷琴, 宋曉軒, 李玉奎. 苗床病圃法鑒定棉花品種資源抗枯萎病性研究[J].江西棉花, 1994(2): 21-22.

[3] 朱荷琴, 吳征彬, 鄒奎, 等. 國(guó)家棉花品種區(qū)域試驗(yàn)棉花抗枯黃萎病鑒定方法[J].中國(guó)棉花, 2007, 34(11): 9-10.

[4] 師勇強(qiáng), 馮自力, 李志芳, 等. 1998-2011年黃河流域棉區(qū)棉花品種區(qū)域試驗(yàn)參試品種(系)抗病性評(píng)述[J].中國(guó)棉花, 2013, 40(3): 30-33.

[5] 朱荷琴, 宋曉軒, 孫君靈, 等. 國(guó)家棉花品種區(qū)域試驗(yàn)90年代參試品種抗病性評(píng)述[J].棉花學(xué)報(bào), 1998, 10(6): 303-306.

[6] 朱荷琴, 金石橋, 馮自力, 等. 國(guó)審大面積推廣棉花品種抗病性監(jiān)測(cè)[J].中國(guó)棉花, 2012, 39(7): 15-17.

[7] 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心.GB/T22101.4-2009棉花抗病蟲(chóng)性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范, 第4部分: 枯萎病[S].北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009.

(責(zé)任編輯：楊明麗)

Two methods of soil inoculation of cottonFusariumpathogen and appropriate inoculum

Zheng Hongshuang, Feng Zili, Zhu Heqin, Li Zhifang, Zhao Lihong, Shi Yongqiang

(State Key Laboratory of Cotton Biology, Institute of Cotton Research, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Anyang 455000, China)

Two sets of tests were conducted to determine two soil inoculation methods of cottonFusariumoxysporumand the appropriate quantity of inoculum. Corn and sand media was used for cultivation ofF.oxysporum. To inoculate the seedling in nursery or in field, the inoculum was directly thrown into the sowing gutter and fully mixed with soils. The suitable quantity of inoculum was 10 g dried inoculum per meter. Another method is to mix dried inoculum with sterile soils fully and putting them into pots. The proportion of dried inoculum of corn and sand inoculum in soil was 0.6% to 0.8%. By using the above two methods and quantity of inoculum, the disease incidence and disease index of ‘Jimian 11’ (a susceptible variety) could reach more than 80% and 50, respectively, and the methods could be used to identify resistance of cotton varieties (lines) or materials toF.oxysporumand for related studies.

cottonFusariumoxysporum; inoculation method; quantity of inoculum

2014-05-27

2014-10-06

國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2011BAD35B09)

S 435.621.24

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.04.025

* 通信作者 E-mail: zhuhq@cricaas.com.cn