櫻桃抗根癌病砧木篩選方法及應用

李晶 李淑平 *張煥春 王新語 張福興 孫慶田

（1 煙臺大學生命科學學院，煙臺264005；2 山東省煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院， 煙臺265500)

根癌病是一種世界性植物細菌病害， 由土壤中的根癌土壤桿菌通過植物根或莖的傷口入侵后形成，這種菌在土壤中的含量極為豐富，世界各地均有發(fā)生，而且寄主相當廣泛，在我國，桃樹、櫻桃、葡萄等多種果樹受到根癌病危害，尤其以櫻桃最為嚴重。

要從根本上解決櫻桃根癌病的發(fā)生， 培育抗性砧木是關鍵。 國內(nèi)開展了櫻桃抗性砧木的篩選工作，如張曉明[1]利用水培法對櫻桃砧木進行了篩選，方宏筠[2]等利用組培苗接種櫻桃根癌菌，來篩選抗性砧木。 這兩種方法都需要先分離純化根癌病病原菌，再進行人工接種。水培苗管理比較麻煩，需要配制營養(yǎng)液，且需定時更換。組培苗的管理比水培苗容易，但對櫻桃砧木進行抗根癌病篩選前， 需要先得到該砧木的組培苗，前期工作量大。并且兩種方法均采用人工接種，與砧木的田間發(fā)病規(guī)律有些差異，不能準確表現(xiàn)砧木在田間對櫻桃根癌病的抗性情況。

本方法利用櫻桃根癌病的田間傳播規(guī)律，制造出帶菌土壤環(huán)境， 對櫻桃砧木田間自然接種， 能更準確地表現(xiàn)砧木田間對根癌病的抗性情況，篩選的砧木更具有生產(chǎn)應用價值。

1 材料與方法

1.1 試驗地準備

抗性砧木篩選的前1 年春天， 購買帶根瘤櫻桃苗木，按照株行距0.3 m×0.5 m，栽植到一片地塊。根據(jù)砧木篩選試驗需要的規(guī)模，確定栽植面積。 翌年春天，將栽植的帶瘤櫻桃苗挖出，土地不要深翻。

1.2試驗材料

挑選生長比較一致的13 種砧木的1 年生苗木，每個品種栽植30 株。砧木品種：馬哈利、考特、吉塞拉5 號、吉塞拉6 號、毛櫻桃、尖嘴紅櫻、優(yōu)小葉、戴米爾、大葉大、優(yōu)系大青葉、櫻砧王、中國櫻桃、東北山櫻。

馬哈利、考特、吉塞拉5 號、吉塞拉6 號取自煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院砧木資源保存圃，且比較常見。

尖嘴紅櫻：為沂蒙地區(qū)選用的櫻桃砧木，采用壓條繁殖； 大葉大： 從中國櫻桃中選出的砧木，葉片面積是普通大青葉的4 倍，壓條繁殖；優(yōu)系大青葉： 煙臺市農(nóng)業(yè)科學研究院從中國櫻桃中選出的一個品種，葉片較普通大青葉厚，色綠，壓條繁殖；優(yōu)小葉：從中國櫻桃中選出的一個葉片比較小的優(yōu)系；櫻砧王：2000 年春，山東省萊陽市呂格莊鎮(zhèn)北方果業(yè)園藝場高樹才通過日本友人引入，易扦插繁殖，試驗苗木為扦插繁殖；中國櫻桃：種子繁殖得到；東北山櫻：遼寧省常用櫻桃砧木之一，具有抗寒性強、種子易繁殖等特點， 試驗苗木引自大連市農(nóng)科院， 種子繁殖；毛櫻桃：種子繁殖得到；戴米爾：從比利時引進砧木，采用種子繁殖。

將需要進行試驗的砧木品種各30 株，進行斷根處理（造成傷口，易于病菌侵染），栽植到試驗地塊，栽植行為原定植行，其它管理措施同常規(guī)管理。 秋季落葉后起苗，洗凈根系，調(diào)查砧木感染根癌病情況，從而篩選抗根癌病櫻桃砧木。

1.3 調(diào)查方法

試驗砧木栽植1 年后， 起苗， 用水洗凈根系，調(diào)查各砧木的根癌病發(fā)病情況。選擇各砧木具代表性的3 株， 小心洗凈根系， 用專業(yè)版WinRHIZO（2007 年版）根系分析系統(tǒng)對樣品圖像進行分析處理，調(diào)查各砧木的根系構(gòu)型。將根系平鋪于透明硬塑料板上，在水中將根系展開，記錄幼苗根系總長度、平均直徑、總體積、總表面積和根尖數(shù)等根系構(gòu)型參數(shù)。

1.4 試驗地后續(xù)處理

如還需進行櫻桃抗根癌病砧木篩選， 以后的試驗， 可繼續(xù)在這塊地進行， 試驗周期為1年。 如試驗結(jié)束，不再利用此地塊，要全園用殺細菌藥劑進行滅菌處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 各砧木的根癌病發(fā)生情況

表1 不同砧木根癌病發(fā)病率情況

秋季起苗后， 調(diào)查不同砧木的根癌病發(fā)生情況。從表1 可以看出，馬哈利根癌病發(fā)病率為0，說明馬哈利砧木對櫻桃根癌病是免疫的。 此結(jié)果和蔡宇良[3]的研究結(jié)果相符，蔡宇良連續(xù)觀察3 年發(fā)現(xiàn)中國櫻桃的根癌病發(fā)病率為15%、30%和80%，考特連續(xù)3 年的根癌發(fā)病率為10%、17%和60%。而馬哈利連續(xù)3 年的根癌病發(fā)病率均為0。 本試驗結(jié)果顯示，櫻砧王的根癌病發(fā)病率高達92.6%，為高感根癌病砧木。同時，可驗證此試驗地塊，已經(jīng)遍布根癌菌，證實了這種自然接種方法的可靠性。

優(yōu)小葉根癌病的發(fā)病率在5%以下， 屬于高抗櫻桃根癌病砧木； 吉塞拉6 號、 優(yōu)系大青葉、 考特和戴米爾這4 種砧木的根癌病發(fā)病率在10%左右，為中抗櫻桃根癌病的砧木；吉塞拉5 號根癌病發(fā)病率20%左右，劃為低抗根癌病砧木；大葉大、尖嘴紅纓，中國櫻桃、毛櫻桃和東北山櫻的根癌病發(fā)病率為30%～40%，劃為易感根癌病砧木。

2.2 各砧木的根系情況

秋季起苗后，調(diào)查各砧木根癌病發(fā)病情況，并用根系分析系統(tǒng)，對各砧木的根系總長度、總表面積、平均直徑、根系總體積、根尖數(shù)進行了測定，結(jié)果如表2 所示。

表2 不同砧木根系生長情況

從根系的生長狀況來看， 櫻砧王的根系最發(fā)達，除根系總體積稍微小于東北山櫻外，根系總長度、根總表面積、平均直徑和根尖數(shù)，都遠高于其它砧木；馬哈利的根系最不發(fā)達，根系總長度、 根總表面積、 平均直徑和根系總體積在13 種試驗砧木中均為最??；發(fā)病率排第二的東北山櫻，除根系總長度沒有毛櫻桃長，根系總體積是所有砧木中最大的， 根總表面積和根尖數(shù)在13 種砧木中排第二。

本試驗研究了13 種櫻桃砧木對根癌病的抗性，將生產(chǎn)中的砧木分成了5 個類型。試驗發(fā)現(xiàn)，根系較發(fā)達的砧木，患櫻桃根癌病的幾率較高。 馬哈利的根系生長狀況最差，試驗的30 株馬哈利，都沒有患病。 櫻砧王的根系最發(fā)達，但根癌病患病率也最高。 這一結(jié)果在李淑平等[4]的櫻桃根癌病防治試驗也有體現(xiàn)，定植前用“禾信”生物有機肥處理后，促進了櫻桃砧木根系的生長，同時，也增加了根癌病的患病率。 分析原因可能是植物生長過程中分泌一些酚類物質(zhì)，生長越旺盛的植物，分泌的越多，其中，有一種名為乙酰丁香酮的物質(zhì)， 已經(jīng)證實可誘導vir基因表達和T-DNA 的轉(zhuǎn)移。 在農(nóng)桿菌介導的轉(zhuǎn)基因工程中，用來增強農(nóng)桿菌的侵染能力，提高外源基因的轉(zhuǎn)化效率。所以，選擇櫻桃抗根癌病的砧木和選擇櫻桃砧木旺盛的根系是矛盾的，在生產(chǎn)中要均衡考慮。

3 結(jié)論與討論

本試驗根據(jù)櫻桃根癌病的傳播規(guī)律， 即短距離通過灌溉、施肥、重茬栽培等途徑傳播，而且病菌是通過傷口進入， 充分利用櫻桃根癌病發(fā)生和傳播規(guī)律使土壤帶菌， 制造出利于櫻桃根癌病發(fā)生的田間環(huán)境， 對抗根癌病櫻桃砧木進行篩選。 與櫻桃水培法和組培苗接種方法相比，田間自然接種操作簡單，管理簡單，且更能準確地反映砧木的田間抗病性。

通過試驗可知，13 種櫻桃砧木根癌病的感病率由低到高的順序為：馬哈利<優(yōu)小葉<吉塞拉6 號<優(yōu)系大青葉<考特<戴米爾<吉塞拉5號<大葉大<尖嘴紅櫻<中國櫻桃<毛櫻桃<東北山櫻<櫻砧王。 通過本次試驗，發(fā)現(xiàn)了馬哈利極抗?。?%），櫻砧王極感?。?2.6%）。在后續(xù)砧木篩選試驗中，可采用此2 種砧木做對照。