人工誘發(fā)條件下41份煙草品種(系)對PVY的抗性鑒定及抗性分類

陳 博， 吳委林， 鄭大浩， 馮 月， 王 蕾， 樸世領(lǐng)

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133002)

人工誘發(fā)條件下41份煙草品種(系)對PVY的抗性鑒定及抗性分類

陳 博， 吳委林， 鄭大浩， 馮 月， 王 蕾， 樸世領(lǐng)*

(延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133002)

為篩選抗馬鈴薯Y病毒(PVY)的優(yōu)良種質(zhì),以41份煙草品種(系)為試材，在煙葉的苗期進行了人工誘發(fā)抗性鑒定和分類。結(jié)果表明：不同煙草品種(系)對PVY的抗性差異很大，其病情指數(shù)(D)和抗性指數(shù)(RI)范圍分別為(10.32±0.40)～(66.33±2.31)和(-2.64±0.09)～(-0.13±0.06)。通過聚類分析法，將其劃分為抗病、感病2大類群和高抗、中抗、中感、感病4個亞類群，2大類群之間均存在極顯著差異，而4個亞類群之間存在顯著差異。抗病類群包括高抗和中抗2個亞類群，共占參試材料的46.34%；其中，高抗亞類群包括SY04-3、SY04-6、SZ08-04等5個品種(占12.20%)，中抗亞類群包括8107、SY04-5、SZ08-1等14個品種(占34.14%)。感病類群包括中感和感病2個亞類群，共占參試材料的53.66%；其中，中感亞類群包括延曬三號、SZ08-2、SZ12-01等19份品種(占46.34%)，感病亞類群僅包括NC95、NC89、K326等3個品種(占7.32%)?；诓∏橹笖?shù)(D)和抗性指數(shù)(RI)并通過歐氏距離-Ward’s聚類分析法劃分的類群及亞類群中所包含的品種(系)及其數(shù)量都相同，抗病性分類結(jié)果也一致。

煙草；馬鈴薯Y病毒；聚類分析；抗性鑒定

馬鈴薯Y病毒病(PVY)是一種侵染煙草引起的病害，又被稱作脈壞死病，褐脈病等，是由 PVY引起的蚜傳病毒病，它是我國煙葉生產(chǎn)中的主要病害之一，在中國北方煙區(qū)危害嚴重，在南方煙區(qū)的危害呈上升趨勢[1-3]?，F(xiàn)階段的研究主要針對PVY的株系鑒定、生物學(xué)特性、抗源的篩選、發(fā)生規(guī)律等方面[4-6]。PVY對煙草造成的損失會因煙草侵染時期的不同和病毒株系之間的差異而有所不同[7-9]，有資料顯示，因PVY病造成的煙葉產(chǎn)量損失高達 25% ～ 45%[10]。近年來，馬鈴薯Y 病毒病在吉林省發(fā)生普遍，導(dǎo)致煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量下降，對當?shù)氐臒熑~生產(chǎn)造成了嚴重影響。缺乏抗病主栽煙草品種是目前國內(nèi)導(dǎo)致PVY危害嚴重的主要原因之一[11]，尤其缺乏抗PVY的特定生態(tài)區(qū)域的主栽品種。因此，培育抗病品種是防治PVY病的最經(jīng)濟有效的途徑。本文為篩選抗馬鈴薯Y病毒(PVY)的優(yōu)良品種,在煙葉的苗期進行了對PVY抗性的人工誘發(fā)鑒定和分類，從而為以后馬鈴薯Y病毒病的綜合防治提供理論依據(jù)[12-14]。

1 材料與方法

1.1 材料及地點

參試的41份煙草品種(35份曬煙、5份烤煙、1份白肋煙)均來自于延邊農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，2016年，在延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院溫室進行人工誘導(dǎo)接種PVY試驗。試驗品種及編號見表1。

表1 試驗品種及其編號

1.2 試驗設(shè)計

幼苗長至3片真葉時假植于簡塑盤中(直徑8 cm，高7 cm)，每個品種假植3盤，溫室中栽培。待煙苗長至5片真葉時，在晴天對41份煙草品種進行PVY人工接種，接種21 d后調(diào)查各個品種的病情指數(shù)和抗性指數(shù)，并對其進行PVY抗性程度的鑒定。

1.3 試驗方法

1.3.1 病毒的接種

將新鮮的病葉在研缽中進行研磨并加入少量滅菌后的磷酸緩沖液(1∶40)，用滅菌紗布濾去病葉殘體，供人工接種使用。待煙苗長至4～5片真葉時，選一晴天接種PVY，用滅菌棉簽蘸取PVY汁液，輕劃煙葉進行病毒接種，每片煙葉重復(fù)接種2～3次，保持適宜溫度[15]。

1.3.2 調(diào)查方法

接種21 d后，分別對病情指數(shù)及抗性指數(shù)進行測定，按照國家行業(yè)標準GB /T23222 -2008規(guī)定進行操作[16](表2)，逐一調(diào)查每盤煙苗的發(fā)病情況，并且根據(jù)如下公式計算病情指數(shù)(D)及抗性指數(shù)(RI)。

其中，DI為參試品種的病情指數(shù)，D0為感病對照品種的病情指數(shù)[17]。

表2 病情指數(shù)及抗性等級劃分標準

1.4 數(shù)據(jù)分析

以41份煙草品種的病情指數(shù)、抗性指數(shù)為基礎(chǔ)，進行統(tǒng)計分析，將數(shù)據(jù)進行標準化處理后，運用Statistica7.0軟件，基于歐氏距離(Euclidean distance)，采用離差平方和法(Ward’s method)進行聚類分析[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 41份煙草品種人工誘導(dǎo)接種PVY抗性鑒定結(jié)果

由表3可知,各參試品種的病情指數(shù)可劃分為4個級別:1) 高抗品種,其病情指數(shù)為1.0%～15.0%,共有5份煙草品種,分別是SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90、CV91;2) 中抗品種,其病情指數(shù)為15.0%～30.0%,共有14份煙草品種,分別是8107、SY04-5、SZ08-1、SZ08-3、吉煙九號、延曬九號、延曬六號、延曬十號、白城護脖香、延曬八號、延曬一號、壩林曬煙、半坤村曬煙、SY03-1;3) 中感品種，其病情指數(shù)為30.0%～50.0%，共有19份煙草品種,分別是延曬三號、SZ08-2、SZ12-01、SZ12-02、SZ12-04、延吉千層塔、SZ12-07、建平大人頭煙、延曬四號、延曬二號、自來紅、SZ12-05、延曬五號、SZ12-06、SZ12-03、B7、大馬稀、延曬七號、小馬稀;4) 感病品種,病情指數(shù)為50.0%～100%,共有3份煙草品種，分別是NC89、K326、NC95。說明不同煙草品種間的抗性差異以及PVY對不同品種的致病力存在差異。

表3 41份煙草品種病情指數(shù)調(diào)查及人工鑒定結(jié)果

續(xù)表3 41份煙草品種病情指數(shù)調(diào)查及人工鑒定結(jié)果

不同煙草品種的抗性指數(shù)調(diào)查結(jié)果見表4。

表4 41份煙草品種抗性指數(shù)調(diào)查及人工鑒定結(jié)果

結(jié)果表明,SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90和CV91,5份煙草品種抗性指數(shù)均為<-2.5,為高抗品種;8107、SY04-5、SZ08-1、SZ08-3、吉煙九號、延曬九號、延曬六號、延曬十號、白城護脖香、延曬八號、延曬一號、壩林曬煙、半坤村曬煙、SY03-1,14份煙草品種抗性指數(shù)為-2.5～-1.5,為中抗品種;延曬三號、SZ08-2、SZ12-01、SZ12-02、SZ12-04、延吉千層塔、SZ12-07、建平大人頭煙、延曬四號、延曬二號、自來紅、SZ12-05、延曬五號、SZ12-06、SZ12-03、B7、大馬稀、延曬七號、小馬稀抗性指數(shù)為-1.5～-0.5,為中感品種;NC89、K326和NC95等3個品種的抗性指數(shù)均大于-0.5,為感病品種。

2.2 41份煙草品種聚類分析結(jié)果

由圖1可知,無論是基于病情指數(shù)還是抗性指數(shù)的聚類分析,都將41份煙草品種劃分為感病類群(占53.66%)和抗病類群(占46.34%)2大類。其中感病類群(Ⅰ)包括2個亞類群(Ⅰ-1、Ⅰ-2):Ⅰ-1(中感亞類群)包含19個品種(占46.34%),分別是延曬三號、SZ08-2、SZ12-01、SZ12-02、SZ12-04、延吉千層塔、SZ12-07、建平大人頭煙、延曬四號、延曬二號、自來紅、SZ12-05、延曬五號、SZ12-06、SZ12-03、B7、大馬稀、延曬七號、小馬稀;Ⅰ-2(感病亞類群)包含3個品種(占7.32%),分別是NC89、K326、NC95。第二大類群(Ⅱ)也包含兩個亞類群(Ⅱ-1、Ⅱ-2):Ⅱ-1(高抗亞類群)包含5個品種(占12.20%)，分別是SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90、CV91;Ⅱ-2(中抗亞類群)包含14個品種(占34.15%),分別是8107、SY04-5、SZ08-1、SZ08-3、吉煙九號、延曬九號、延曬六號、延曬十號、白城護脖香、延曬八號、延曬一號、壩林曬煙、半坤村曬煙、SY03-1。

R.高抗；MR.中抗；MS.中感；S.感病

2.3 41份煙草品種的抗感性

差異顯著性測定結(jié)果表明(表5),2大類群間指數(shù)和抗性指數(shù)都存在極顯著差異(P<0.01),所有亞類群(4個亞類群)間,病情指數(shù)和抗性指數(shù)也都存在顯著差異(P<0.05),這說明無論是基于病情指數(shù)還是抗性指數(shù),通過聚類分析都能將41份煙草品種對PVY的抗感性進行有效分類。即類群Ⅰ的病情指數(shù)(平均值48.35%±1.52%,變幅30.38%～66.33%)和抗性指數(shù)(平均值-0.71±0.1,變幅-1.41～-0.13)極顯著差別于類群Ⅱ病情指數(shù)(平均值19.18%±0.98%,變幅10.31%～28.04%)和抗性指數(shù)(平均值-2.12～0.09,變幅-2.64～1.60)。說明基于病情指數(shù)和抗性指數(shù)的聚類法劃分41個煙草品種的抗感性結(jié)果基本一致。

表5 基于病情指數(shù)和抗性指數(shù)的聚類類群與對PVY抗感性

3 討論與結(jié)論

3.1 41份煙草品種PVY抗性鑒定

馬鈴薯Y病毒在侵染煙草過程中會表現(xiàn)出一定程度的致病性分化,不同品種在條件適宜的情況下就會不同程度發(fā)病[19]。本試驗在接種PVY 10 d后,供試的41份煙草品種逐漸出現(xiàn)發(fā)病癥狀,接種21 d后,病害發(fā)展較為嚴重。結(jié)果表明,SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90和CV91 5份煙草品種全株煙苗發(fā)病癥狀較輕,病情指數(shù)范圍在1.0%～15.0%,為高抗品種；8107、SZ08-1、SZ08-3等15份煙草品種發(fā)病癥狀比較明顯,葉片出現(xiàn)了花葉和斑駁的現(xiàn)象,病情指數(shù)范圍在15.0%～30.0%,為中抗品種；SY04-5、SZ08-2、SZ12-01等18份煙草品種發(fā)病癥狀較重,出現(xiàn)褐脈病等癥狀，病情指數(shù)范圍在30.0%～50.0%,為中感品種；NC89、K326、NC95發(fā)病癥狀嚴重,整株凋萎，出現(xiàn)脈壞死等癥狀，根系變褐，生長嚴重受阻，病情指數(shù)范圍在50.0%～100%,為感病品種。本試驗的鑒定結(jié)果與陳榮平等[20]和金愛蘭等[21]的研究結(jié)果基本一致。

本試驗在接種21d后,對抗性指數(shù)的分析結(jié)果表明，SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90、CV91,抗性指數(shù)均小于-2.5NL,為高抗品種;8107、SY04-5、SZ08-1等15份煙草品種,抗性指數(shù)為-2.5～-1.5,為中抗品種,其中SZ08-1抗性最小, 壩林曬煙抗性最大;SZ08-2、SZ12-01、SZ12-02等18份煙草品種抗性指數(shù)為-1.5～-0.5,為中感品種,其中SZ12-02抗性最小, 建平大人頭煙抗性最大;NC89、K326、NC95等3個品種的抗性指數(shù)均大于-0.5,為感病品種。本試驗的鑒定結(jié)果與金愛蘭[21]的研究結(jié)果基本一致。

3.2 41份煙草品種聚類分析

聚類分析指將物理或抽象對象的集合分組為由類似的對象組成的多個類的分析過程。前人研究結(jié)果表明,采用聚類法可使鑒定結(jié)果和抗感性劃分結(jié)果更加準確可靠[22-23]。本試驗通過對41份煙草品種(系)的病情指數(shù)和抗性指數(shù)的聚類分析,達到了抗性鑒定和抗性分類的目的。無論是基于病情指數(shù)還是抗性指數(shù)進行聚類,都將參試品種分為抗病和感病2大類群,其中感病類群(Ⅰ)包括中感亞類群(Ⅰ-1)和感病亞類群(Ⅰ-2)；抗病類群(Ⅱ)包括高抗亞類群(Ⅱ-1)和中抗亞類群(Ⅱ-2)。2大類群間病情指數(shù)和抗性指數(shù)都存在極顯著差異，2大類群內(nèi)的4個亞類群間，病情指數(shù)和抗性指數(shù)都存在顯著差異，并且聚類分析可以將41份煙草品對PVY的抗感性進行有效分類。結(jié)果表明,利用聚類分析法劃分41份煙草品種(系)的抗病性結(jié)果可靠，為以后篩選抗馬鈴薯Y病毒病的品種和綜合防治提供了理論依據(jù)。

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Identification and classification of susceptibility resistance of 41 tobacco varieties(lines)to PVY disease under artificial induction

CHEN Bo， WU Weilin， ZHENG Dahao， FENG Yue， WANG Lei， PIAO Shiling*

(AgriculturalCollegeofYanbianUniversity，YanjiJilin133002,China)

In order to screen out elite germplasm resistant to potato virus Y (PVY), 41 tobacco varieties (lines) as materials, the identification and classification of their PVY resistances were carried out by artificial induction of PVY at the seedling stage. The results showed that the resistances of divergent tobacco varieties (lines) to PVY was obviously different, their disease index (D) and resistance index (RI) varied from (10.32±0.40) to (66.33±2.31) and (-2.64±0.09) to (-0.13±0.06), respectively. Cluster analysis based on the disease index (D) and resistance index (RI) data by Euclidean distance-Ward’s method resulted in the same classifications with two groups of resistance and susceptibility. The resistant group involving 46.34% of lines divided into 2 subgroups with highly resistance and mid-resistance. The highly resistant subgroup involved 5 lines including SY04-3, SY04-6 and SZ08-04, accounting for 12.20%, whereas the mid-resistant sub-group involved 14 lines including 8107, SY04-5 and SZ08-1, accounting for 34.14%. The susceptible group involving 53.66% of lines divided into two subgroups with mid-susceptibility and susceptibility. The mid-susceptible subgroup involved 19 lines including Yanshai No.3, SZ08-2 and SZ12-01, accounting for 46.34%, whereas the susceptible subgroup involved only 3 lines of NC95, NC89 and K326, accounting for 7.32%.

tobacco; potato virus Y; cluster analysis; resistance identification

2017-03-03 基金項目：吉林省教育廳重點項目(吉教科合字[2015]第2號)；吉林省科技廳項目(201205089)

陳博(1994—)，男，吉林四平人，在讀碩士，研究方向為煙草營養(yǎng)生理。樸世領(lǐng)為通信作者，E-mail：pslpjj@ybu.edu.cn

1004-7999(2017)01-0009-07

10.13478/j.cnki.jasyu.2017.01.002

S435.72

A