烤煙主栽品種及地方晾曬煙對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)抗性評(píng)價(jià)

徐興陽(yáng)， 趙虹龍 ，盧桂萍，李薇杰，李美燕，焦芳嬋

(1.云南省煙草公司昆明市公司，云南 昆明 650051；2. 云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院, 云南 昆明 650021)

【研究意義】根結(jié)線蟲(chóng)病害在蔬菜、花卉、煙草、中藥材等大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍存在，在世界范圍內(nèi)廣泛分布[1-5]。當(dāng)前，昆明、文山等煙區(qū)的煙草根結(jié)線蟲(chóng)為害較重，增加了煙葉生產(chǎn)成本，挫傷了煙農(nóng)積極性[6-8]，而且當(dāng)?shù)卮筠r(nóng)業(yè)生產(chǎn)也受到不同程度的影響，特別是根結(jié)線蟲(chóng)危害各種蔬菜呈普遍現(xiàn)象，通過(guò)有效技術(shù)措施或途徑降低根結(jié)線蟲(chóng)危害作物的損失具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】受氣候或栽培條件的影響，土壤中根結(jié)線蟲(chóng)的種類和數(shù)量處于動(dòng)態(tài)變化中，某一年份的某區(qū)域可能是花生根結(jié)線蟲(chóng)為主要種群或優(yōu)勢(shì)種，而過(guò)一年或幾年該區(qū)域主要種群或優(yōu)勢(shì)種可能改變?yōu)槟戏礁Y(jié)線蟲(chóng)，而局部區(qū)域則是各種根結(jié)線蟲(chóng)混合均衡發(fā)生[7-9]。隨著對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)防控技術(shù)的深入研究，已經(jīng)有物理方法、化學(xué)方法、生物防治等多種方法及藥劑可供選擇，通過(guò)對(duì)它們進(jìn)行合理、綜合的應(yīng)用會(huì)收到很好的防控效果[10-13]。但是，這種防治辦法勢(shì)必會(huì)增加生產(chǎn)成本和農(nóng)殘超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】為此，抗性品種選育是育種家們一直努力的方向，培育出可供生產(chǎn)上應(yīng)用的抗病品種是一項(xiàng)最經(jīng)濟(jì)、安全的有效手段[14]。當(dāng)前，云南煙區(qū)主栽烤煙品種紅花大金元、K326、云煙87、云煙97等對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的抗性均屬于單基因控制的垂直抗性，隨著種植年限的增加往往會(huì)導(dǎo)致其抗性發(fā)生退化或喪失抗性，對(duì)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)具有潛在威脅?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】為此，擬對(duì)抗根結(jié)線蟲(chóng)的普通(紅花)煙草資源，包括地方晾曬煙及云南煙區(qū)當(dāng)前主栽烤煙品種進(jìn)行田間抗性評(píng)價(jià)，為煙草抗病育種及制定優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)提供指導(dǎo)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試點(diǎn)概況

昆明市富民縣款莊鎮(zhèn)和平村委會(huì)，海拔2200 m，山地紅壤，質(zhì)地屬于重壤，連續(xù)10年種植烤煙，最近幾年發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲(chóng)危害較重。2019年4月17日播種，5月31日移栽，8月底各參試材料煙株陸續(xù)進(jìn)入中心花開(kāi)放期，9月26日對(duì)耕層土壤取樣檢測(cè)根結(jié)線蟲(chóng)種類及數(shù)量。土壤取樣根據(jù)根結(jié)線蟲(chóng)發(fā)病程度分為重度發(fā)病區(qū)、中度發(fā)病區(qū)和輕度發(fā)病區(qū)3個(gè)檔次，每個(gè)層次隨機(jī)六點(diǎn)取樣，經(jīng)對(duì)線蟲(chóng)種類及數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)和鑒別，試驗(yàn)田土壤中的線蟲(chóng)均為南方根結(jié)線蟲(chóng)，各發(fā)病檔次的線蟲(chóng)數(shù)量差異較大(表1)。

1.2 供試材料

供試材料全部為普通煙草，包括來(lái)自國(guó)內(nèi)地方晾曬煙及國(guó)內(nèi)外烤煙共計(jì)20個(gè)。其中，15個(gè)根結(jié)線蟲(chóng)綜合抗性為高抗(HR)煙草材料，3個(gè)具有南方根結(jié)線蟲(chóng)為中抗(MR)的烤煙品種，以及1個(gè)綜合抗性為感病(S)對(duì)照和1個(gè)為垂直抗性對(duì)照(表2)。

1.3 試驗(yàn)方法

對(duì)供試20個(gè)煙草樣品按照表2進(jìn)行編號(hào)，3次重復(fù)，隨機(jī)排列，每小區(qū)種植20株，利用土壤本身的南方根結(jié)線蟲(chóng)侵染煙株的根系，于煙株中心花開(kāi)放期調(diào)查農(nóng)藝性狀，于上部葉成熟期調(diào)查根結(jié)線蟲(chóng)自然發(fā)病情況。田間施肥量按照每公頃施純氮75.0 kg，N∶P2O5∶K2O=1∶1∶3，不使用任何防治根結(jié)線蟲(chóng)的藥劑，其余生產(chǎn)管理措施嚴(yán)格參照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

表1 不同程度發(fā)病區(qū)耕層土壤根結(jié)線蟲(chóng)種類及數(shù)量

表2 供試普通煙草來(lái)源及根結(jié)線蟲(chóng)抗性

續(xù)表2 Continued table 2

表3 煙草根結(jié)線蟲(chóng)病發(fā)生程度分級(jí)指標(biāo)

1.4 調(diào)查方法

1.4.1 根結(jié)線蟲(chóng)調(diào)查方法 參照煙草病蟲(chóng)害分級(jí)及調(diào)查方法(GB/T 23222-2008)，拔根檢查，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：

0級(jí)：根部正常；

1級(jí)：1/4以下根上有少量根結(jié)；

3級(jí)：1/4 ～ 1/3根上有少量根結(jié)；

5級(jí)：1/3 ～ 1/2根上有根結(jié)；

7級(jí)：1/2以上根上有根結(jié)，少量次生根上發(fā)生根結(jié)；

9級(jí)：所有根上(包括次生根)長(zhǎng)滿根結(jié)。

劃分病害發(fā)生程度標(biāo)準(zhǔn)參照煙草病害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)調(diào)查規(guī)程(YC/T 341.5-2010)執(zhí)行，詳見(jiàn)表3。

1.4.2 主要農(nóng)藝性狀調(diào)查方法 參照煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測(cè)量方法(YC/T142-2010)，于普通煙草中心花開(kāi)放期，測(cè)量株高(自然株高)、葉數(shù)(自然葉數(shù))、莖粗、最大葉長(zhǎng)寬和節(jié)距等指標(biāo)，每小區(qū)調(diào)查5株求均值。于煙葉成熟期，調(diào)查地下部分根系鮮重、除一級(jí)側(cè)根外的根系(須根、二級(jí)及多級(jí)側(cè)根)鮮重、以及二者比例。二者比例按下式計(jì)算：

一級(jí)側(cè)根以外的根系占比( %)=一級(jí)側(cè)根以外的根系鮮重×100/地下部分根系鮮重。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

煙草農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)分析借助DPS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件[21]，對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)展多元分析、聚類分析、系統(tǒng)聚類、數(shù)據(jù)主成分轉(zhuǎn)換、歐式平方距離、離差平方和法的步驟依次選擇和處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙草主要農(nóng)藝性狀差異分析

表4、圖1表明，供試的20個(gè)普通煙草的主要農(nóng)藝性狀有較大差異。通過(guò)對(duì)它們進(jìn)一步聚類分析表明，可初步將其分為3個(gè)大類，第I 類包括NT01(68E-2)、NT02(SPG108)和NT07(NB-1)，第II類包括NT03(德江小黑煙)、NT11(湄潭大雞尾)、NT12(獅山曬煙)、NT18(NC95，抗病對(duì)照)和NT19(云煙87)，第III類包括NT04(NCTG70)、NT05(開(kāi)陽(yáng)大黑煙)、NT06(福泉尖葉折煙)、NT08(光柄大耳朵)、NT09(綏陽(yáng)大蒲扇葉)、NT10(7402)、NT13(貴定尖葉折煙，感病對(duì)照)、NT14(WTY1012)、NT15(G278-15)、NT16(SA1215)、NT17(紅花大金元)和NT20(K326)。由此說(shuō)明，烤煙和地方晾曬煙的農(nóng)藝性狀存在較高的相似性，除第I 類均為地方晾曬煙之外，第II 、III類均含有地方晾曬煙和烤煙。

表4 主要生物學(xué)性狀

圖1 普通煙草主要農(nóng)藝性狀系統(tǒng)聚類分析

表5 供試普通煙草田間抗性及其根系發(fā)育評(píng)價(jià)

2.2 南方根結(jié)線蟲(chóng)抗性分析

表5表明，供試材料對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)的抗性差異較大，0～5級(jí)均有。其中，以NT15(G278-15)、NT15(SA1215)發(fā)生最輕為0級(jí)，NT04(NCTG70)次之為1級(jí)，NT20(K326)為2級(jí)，NT03(德江小黑煙)為3級(jí)，NT02(SPG108)，NT14(梧桐葉1012)、NT18(NC95)和NT19(云煙87)為4級(jí)，其余11個(gè)普通煙草均為5級(jí)。為此，結(jié)合表2可進(jìn)一步表明，對(duì)混合根結(jié)線蟲(chóng)抗性表現(xiàn)良好的抗性材料對(duì)單一南方根結(jié)線蟲(chóng)抗性表現(xiàn)卻有較大差異；曾對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)均為中抗(MR)水平的3個(gè)主栽品種抗性已經(jīng)發(fā)生了分離，其中以K326抗性最好，云煙87次之，紅花大金元抗性基本喪失。

2.3 煙草根系發(fā)育對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)的響應(yīng)

表5表明，供試材料煙株根系發(fā)育有較大差異，單株地下部分鮮重從210～1080 g不等；須根占比差異也較大，變幅為3.2 % ～ 16.1 %。綜合而言，須根以NT04、NT06、NT10、NT15、NT16、NT18、NT19等7個(gè)代號(hào)對(duì)應(yīng)的煙草根系發(fā)育良好，須根占比約15 %；須根以NT02、NT03、NT07、NT08、NT20等5個(gè)代號(hào)對(duì)應(yīng)的煙草根系發(fā)育中等，須根占比約10 %；而須根以NT01、NT05、NT09、NT11、NT12、NT13、NT14、NT17等8個(gè)代號(hào)對(duì)應(yīng)的煙草根系發(fā)育較差，須根占比約5 %。由此說(shuō)明，煙草感染南方根結(jié)線蟲(chóng)后其須根系的發(fā)育會(huì)受到明顯影響，且其發(fā)育不僅與感染程度有關(guān)，還與煙草自身響應(yīng)機(jī)制等特性有關(guān)。

3 討 論

(1)地方晾曬煙與烤煙的植物學(xué)性狀相似性較高。所供試的煙草材料均屬于茄科 (Solanaceae)、煙草屬 (NicotianaL.)、普通煙亞屬 (Tabacum)和普通(紅花)煙草種(N.tabacumL.)，因采用的栽培和調(diào)制等方法各異，從而形成了晾曬煙、烤煙、香料煙、雪茄煙等不同的煙草類型[22]。

(2)普通煙草對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)綜合抗性與對(duì)某一根結(jié)線蟲(chóng)的抗性屬于不同的概念。所供試的煙草材料中，除NC95和烤煙主栽品種外的地方晾曬煙材料均是綜合抗性評(píng)價(jià)，而對(duì)特定的南方根結(jié)線蟲(chóng)抗性水平未做過(guò)相關(guān)評(píng)價(jià)。參試15個(gè)綜合抗性為高抗(HR)的地方晾曬煙材料中，僅有SA1215、G278-15、NCTG70、SPG108、德江小黑煙、WTY1012等6個(gè)種質(zhì)資源具有不同抗性，其余9個(gè)材料的根結(jié)線蟲(chóng)危害較為嚴(yán)重。

(3)烤煙主栽品種抗南方根結(jié)線蟲(chóng)能力已出現(xiàn)退化現(xiàn)象。其中，K326與紅花大金元均審定于1988年，云煙87審定于2000年，當(dāng)初審定時(shí)它們對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)均為中抗(MR)水平[18,20]。但從試驗(yàn)結(jié)果顯示，這3個(gè)云南煙區(qū)推廣品種對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)的田間抗性表現(xiàn)有明顯差異，以K326抗性最好，其抗性退化不明顯；云煙87抗性水平與抗病對(duì)照(NC95)相當(dāng)，其抗性也明顯退化；紅花大金元抗性基本喪失，其抗性水平與貴定尖葉折煙(感病對(duì)照)相當(dāng)，發(fā)生程度為5級(jí)，其抗性嚴(yán)重退化，2006年王剛等[23]研究報(bào)道也有類似結(jié)果。

(4)南方根結(jié)線蟲(chóng)侵染煙草根系后，除一級(jí)側(cè)根外的所有根系生長(zhǎng)發(fā)育狀況表現(xiàn)有很大差異。從試驗(yàn)結(jié)果看，南方根結(jié)線蟲(chóng)發(fā)生較為嚴(yán)重的11個(gè)煙草材料中，福泉尖葉折煙與“7402”的須根、二級(jí)及多級(jí)側(cè)根發(fā)育良好，光柄大耳朵與“NB1”的發(fā)育中等，其余的發(fā)育較差。反之，抗性較好(病害發(fā)生程度0～3)的5個(gè)煙草材料均表現(xiàn)出須根、二級(jí)及多級(jí)側(cè)根發(fā)育良好。以往研究?jī)H涉及品種自身抗性方面，其報(bào)道也多描述為煙株一旦感染根結(jié)線蟲(chóng)，根部正常發(fā)育的細(xì)胞就會(huì)形成巨型的畸形細(xì)胞呈“根結(jié)”癥狀[24-25]，對(duì)入侵的根結(jié)線蟲(chóng)也僅對(duì)線蟲(chóng)種類進(jìn)行鑒定的較多[4-6,26]，而有關(guān)感病品種的須根及各級(jí)側(cè)根根系發(fā)育影響程度、以及其根系發(fā)病后的表現(xiàn)形式等是否與入侵根結(jié)線蟲(chóng)的種類、品種特性鮮見(jiàn)報(bào)道。

4 結(jié) 論

試驗(yàn)表明，具有混合根結(jié)線蟲(chóng)綜合抗性高抗的15個(gè)煙草材料中，有SA1215、G278-15、NCTG70、德江小黑煙、WTY1012和SPG108 6個(gè)材料對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)表現(xiàn)出不同程度的抗病性。其中，以G278-15、SA1215抗性最強(qiáng)，之后依次為NCTG70>德江小黑煙>SPG108、WTY1012；云南煙區(qū)主栽的3個(gè)烤煙品種中，對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)的抗性以K326退化不明顯，云煙87抗性明顯退化，而紅花大金元的抗性則基本喪失。