安徽省辣椒疫霉對(duì)辣椒苗致病力的遺傳研究

李萍，劉冬，高智謀

(1.安慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院 園林園藝系，安徽 安慶 246003；2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，安徽 合肥230036)

辣椒疫霉的寄主范圍非常廣泛，主要有茄科作物。近年來，研究發(fā)現(xiàn)辣椒疫霉還可侵染青豆、四季豆和香脂冷杉等[1-3]；另外，還可能會(huì)侵染雜草[4]。辣椒疫霉的致病力已有報(bào)道，研究認(rèn)為不同辣椒疫霉菌株致病力存在顯著性差異，并有生理小種分化現(xiàn)象[5-6]。通常疫霉菌的致病力是一個(gè)多基因控制的性狀，在單游動(dòng)孢子后代可以穩(wěn)定遺傳，例如致病疫霉、掘氏疫霉和苧麻疫霉[7]。而Caten[8]報(bào)道致病疫霉的致病力在游動(dòng)孢子后代發(fā)生連續(xù)性變異。多數(shù)研究認(rèn)為疫霉菌致病力在有性后代發(fā)生復(fù)雜的變異。關(guān)于辣椒疫霉單游動(dòng)孢子及有性后代菌株的致病力遺傳國(guó)內(nèi)外鮮有報(bào)道，Satour等[9]于1968年報(bào)道辣椒疫霉的單游動(dòng)孢子后代的致病力與親本菌株相似；而以對(duì)番茄和辣椒均可致病的辣椒疫霉菌株作為親本，測(cè)定F1代54個(gè)單卵孢株的致病性，其中17株對(duì)番茄無致病性、33株對(duì)辣椒無致病性。Mena等[10]認(rèn)為辣椒疫霉的致病力在無性單孢后代可以穩(wěn)定遺傳。為進(jìn)一步明確辣椒疫霉對(duì)辣椒的致病力特點(diǎn)及遺傳規(guī)律，揭示致病力遺傳的背景及遺傳機(jī)制，筆者對(duì)不同致病力辣椒疫霉菌株在單游動(dòng)孢子無性系及自交單卵孢后代對(duì)辣椒的致病力遺傳與變異進(jìn)行了初步研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試Phytophthora capsici菌株HF4(A2型，強(qiáng)致病力)、菌株HN3(A1型，弱致病力)、菌株HX2(A2型，弱致病力)和菌株FY2(A1型，強(qiáng)致病力)由本課題組分離保存。

1.2 供試培養(yǎng)基

10%的V8培養(yǎng)液：配方及制備方法參考Liu等[11]人的報(bào)道，主要用于誘導(dǎo)游動(dòng)孢子囊和卵孢子的產(chǎn)生。胡蘿卜培養(yǎng)基及選擇胡蘿卜培養(yǎng)基的配制參考戚仁德等人報(bào)道的方法進(jìn)行，主要用于辣椒疫霉的培養(yǎng)和挑選的單孢株培養(yǎng)，建立單游動(dòng)孢子無性系。水瓊脂培養(yǎng)基：瓊脂粉15 g，水1 L，121oC下高壓滅菌20 min。

1.3 單游動(dòng)孢子無性系及單卵孢株群體的建立

以菌株HX2和FY2的單游動(dòng)孢子株為親本，分別建立第一代游動(dòng)孢子株系HX2ZG1、FY2ZG1，第二代HX2ZG2、FY2ZG2，第三代HX2ZG3、FY2ZG3；分別建立第一代自交單卵孢株后代HX2S1、FY2S1[12]。

1.4 供試菌株單游動(dòng)孢子及單卵孢株后代對(duì)辣椒的致病力測(cè)定

試驗(yàn)用辣椒種植及致病力的測(cè)定方法參考孫文秀和張修國(guó)[13-14]的報(bào)道進(jìn)行，用針束(滅菌的小號(hào)昆蟲針3根)刺傷供試?yán)苯返那o稈，在傷口接種辣椒疫霉菌碟保濕，對(duì)照未接種，室溫下1天后觀察發(fā)病結(jié)果。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果以最小顯著性差異法(LSD)評(píng)估各菌株的致病力差異情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株FY2對(duì)辣椒致病力的遺傳

2.1.1 菌株FY2致病力在游動(dòng)孢子后代的遺傳 如圖1所示，菌株FY2的單游動(dòng)孢子第一代FY2ZG1(50株)病斑直徑在47.33～55.00 mm之間，平均為50.14 mm(圖1)。

LSD檢驗(yàn)結(jié)果可知，41個(gè)單孢后代致病力明顯弱于其親本，其余9株與FY2相當(dāng)。以FY2ZG1中1株作為親本，建立單游動(dòng)孢子第二代FY2ZG2(50株)，測(cè)定其對(duì)辣椒苗莖稈的致病力。結(jié)果與FY2ZG1測(cè)定結(jié)果相一致，50個(gè)單孢后代的病斑直徑在47.00～54.67 mm之間，平均值=49.74 mm。39株單孢FY2ZG2對(duì)辣椒致病力顯著(F=4.89，F(xiàn)0.01=1.61，CV=4.29%)弱于FY2，11株與FY2致病力無顯著差異。以FY2ZG2中1株作為親本，建立單游動(dòng)孢子第二代FY2ZG3(50株)，測(cè)定其對(duì)辣椒苗莖稈的致病力。結(jié)果與FY2ZG1和FY2ZG2測(cè)定結(jié)果相一致(圖1)，50個(gè)單孢后代的病斑直徑在46.33～54.67 mm之間。FY2ZG3后代菌株對(duì)辣椒苗的致病力存在極顯著差異(F=4.55，F(xiàn)0.01=1.61，CV=6.99%)。LSD測(cè)驗(yàn)顯示42株單孢后代對(duì)辣椒苗的致病力明顯弱于FY2，其余8株與FY2相當(dāng)。

2.1.2 菌株FY2致病力在自交S1代的遺傳 親本FY2第一代自交后代FY2S1群體(50個(gè))單卵孢株對(duì)辣椒苗的致病力有明顯的變異(F0.01=1.61，CV=30.00%)，病斑直徑在23.50～58.33 mm之間(圖1)。LSD測(cè)驗(yàn)顯示45株單孢后代對(duì)辣椒苗的致病力明顯弱于FY2，其余5株與FY2相當(dāng)。

2.2 菌株HX2對(duì)辣椒致病力的遺傳

2.2.1 菌株HX2致病力在游動(dòng)孢子后代的遺傳 以弱致病力菌株HX2為親本建立單游動(dòng)孢子系HX2ZG1、HX2ZG2、HX2ZG3，測(cè)定后代對(duì)辣椒的致病力，發(fā)現(xiàn)后代的致病力存在分化，接種后辣椒發(fā)病的癥狀圖見圖2。結(jié)果顯示(圖3)，HX2ZG1后代的病斑直徑在6.67～21.17 mm之間；23株第一代單孢后代對(duì)辣椒苗的致病力明顯(F0.01=1.61，CV=18.72%)強(qiáng)于HX2，其余27株與HX2相當(dāng)。

以HX2ZG1中1株作為親本，建立單游動(dòng)孢子第二代HX2ZG2(50株)，測(cè)定其對(duì)辣椒苗莖稈的致病力，50個(gè)單孢后代的病斑直徑在8.67～21.33 mm之間，平均為12.64 mm。結(jié)果與HX2ZG1測(cè)定結(jié)果相一致(圖3)，LSD檢驗(yàn)顯示23株HX2ZG2致病力明顯(F0.01=1.61，CV=16.38%)強(qiáng)于HX2，其余27株與HX2相當(dāng)。以HX2ZG2中1株作為親本，建立單游動(dòng)孢子第三代HX2ZG3(50株)，測(cè)定其對(duì)辣椒苗莖稈的致病力。結(jié)果與HX2ZG1和HX2ZG2測(cè)定結(jié)果相一致(圖3)，50個(gè)單孢后代的病斑直徑在8.50～20.83 mm之間。LSD檢驗(yàn)顯示30株HX2ZG3的致病力顯著(F0.01=1.61，CV=15.80%)強(qiáng)于HX2，其余20株與HX2相當(dāng)。

2.2.2 菌株HX2致病力在自交S1代的遺傳 50個(gè)HX2的第一代自交群體HX2S1對(duì)辣椒苗的致病力有明顯的變異(F0.01=1.61，CV=33.78%)，接種后辣椒發(fā)病的癥狀圖見圖2，病斑直徑在9.67～40.83 mm之間(圖3)，平均為21.79 mm。LSD測(cè)驗(yàn)顯示43株單孢后代對(duì)辣椒苗的致病力明顯強(qiáng)于HX2，其余7株與HX2 相當(dāng)。

3 討論

一些研究報(bào)道辣椒疫霉、掘氏疫霉、苧麻疫霉、致病疫霉以及致病疫霉單卵孢的致病力在單游動(dòng)孢子后代穩(wěn)定遺傳[15-16]。基因突變、異核現(xiàn)象、選擇和基因漂移則很可能引起疫霉菌無性后代的致病力發(fā)生變異[17-18]。Rutheford等[19]對(duì)大雄疫霉大豆?；投拘缘倪z傳進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)毒性在單游動(dòng)孢子后代連續(xù)3代均發(fā)生了分離，而由親本移植的菌絲塊后代毒性表型不變，認(rèn)為這一試驗(yàn)結(jié)果無法用基因突變、有絲分裂交換和細(xì)胞質(zhì)因子差異予以解釋。有些研究者發(fā)現(xiàn)疫霉菌種內(nèi)或種間雜交的單卵孢株后代的致病力發(fā)生了不同程度的變異，認(rèn)為是由細(xì)胞核雜合的基因所致。同時(shí)有研究觀察到掘氏疫霉自交S1后代致病力發(fā)生變異，變異的主要原因是親本遺傳因子的雜合性。因此，有關(guān)疫霉菌致病力的遺傳機(jī)制非常復(fù)雜，觀點(diǎn)不一致，尚需試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)證。本研究顯示辣椒疫霉致病力致病力在自然條件下存在明顯的分化現(xiàn)象，即在無性及有性后代均發(fā)生變異，且不同菌株的自交S1代對(duì)辣椒苗致病力的變異系數(shù)均比單游動(dòng)孢子后代大，有性生殖對(duì)致病力分化的作用很可能大于無性繁殖。