云南省馬鈴薯新品種及主要資源品系的瘡痂病抗性評價(jià)

劉凌云，盧麗麗，陳是元，李明輝，包麗仙，楊瓊芬?

(1云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南 昆明 650205；2會(huì)澤縣種子管理站，云南 會(huì)澤 654200；3會(huì)澤縣土壤肥料工作站，云南 會(huì)澤 654200)

馬鈴薯瘡痂病是一種由土壤中的鏈霉菌(Streptomyces)引起的病害。該病原菌侵染薯皮后形成黑褐色網(wǎng)紋狀、凸起或凹陷病斑，對馬鈴薯的外觀、等級和品質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，是目前世界范圍內(nèi)最嚴(yán)重的馬鈴薯土傳病害之一[1－3]。由于馬鈴薯瘡痂病的病原復(fù)雜，且在不同氣候環(huán)境影響下感病程度不一致，田間常規(guī)防控手段對瘡痂病的防治效果也不理想[4－7]，選育和應(yīng)用抗病品種是當(dāng)前解決瘡痂病的最佳途徑。

國內(nèi)外學(xué)者都開展了瘡痂病抗性資源篩選和抗病育種工作[8－14]。云南省作為西南馬鈴薯主要產(chǎn)區(qū)，對部分主栽品種的瘡痂病抗性也進(jìn)行了評價(jià)[15]。由于供試品種數(shù)量較少，之前的評價(jià)結(jié)果未涵蓋云南省近年來生產(chǎn)中應(yīng)用較多的“云薯”系列新品種及苗頭性資源品系，因此，需要繼續(xù)對該部分材料的瘡痂病抗性進(jìn)行篩選評價(jià)。本研究選取由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主選育的、目前在云南省推廣應(yīng)用較多的“云薯”系列新品種和新品系以及由國際馬鈴薯中心(International Potato Center，以下簡稱CIP)引進(jìn)的資源品系材料共204份，在自然病圃條件下進(jìn)行瘡痂病抗性評價(jià)，以期為抗性品種選育提供優(yōu)質(zhì)親本，為抗性品種(品系)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年和2019年在云南省嵩明縣小街鎮(zhèn)云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地海拔1 980 m。試驗(yàn)大棚2015年秋季建成，至2018年已進(jìn)行馬鈴薯各項(xiàng)研究試驗(yàn)共計(jì)4年。試驗(yàn)開始前用0.5%的甲醛溶液對大棚內(nèi)路埂及苗床進(jìn)行噴灑消毒，然后關(guān)閉大棚熏悶7 d，打開透氣后再進(jìn)行下一步操作。

1.2 材料與方法

供試馬鈴薯品種和資源品系材料均由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供，其中編號C和D的資源品系于2014年由國際馬鈴薯中心(CIP)引進(jìn)，編號S10、S11的資源品系由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所自主育成，其他“云薯”系列品種為云南省正在推廣示范的馬鈴薯新品種。試驗(yàn)分別于2018年3月7日至7月15日和2019年2月22日至7月1日進(jìn)行，采用增廣設(shè)計(jì)。2018年以云南省主要栽培品種和新品種米拉、云薯401、云薯304、合作88為對照材料，將77份供試材料隨機(jī)分為8個(gè)區(qū)組進(jìn)行評價(jià)。每個(gè)區(qū)組中供試及對照材料均播種5株，共計(jì)545盆。2019年以2018年篩選出的D103、D113、D67、云薯304作為對照材料，將127份供試材料隨機(jī)分為12個(gè)區(qū)組進(jìn)行評價(jià)，每個(gè)區(qū)組中供試及對照材料均播種5株，共計(jì)875盆。

試驗(yàn)采用自然病圃研究法。2018年使用的基質(zhì)為2015—2017年連作繁育4茬馬鈴薯的基質(zhì)，瘡痂病發(fā)病率95%以上；2019年裝盆基質(zhì)為2018年使用后的基質(zhì)，2次使用時(shí)基質(zhì)均不進(jìn)行任何消毒處理。播種前，種薯用10%次氯酸鈉溶液浸泡消毒15 min，播種后即時(shí)除去田間雜株。全生育期共施肥6次，其中前4次采用均衡型水溶肥(20－20－20)，后兩次采用高鉀型水溶肥(20－10－30)，施肥濃度為0.2%。水分管理為每周噴灌1～2次，噴灌時(shí)長1.5～2 h。生育期病害防控以早疫病為主，在葉片有病斑發(fā)生時(shí)噴灑世高(10%苯醚甲環(huán)唑可分散粒劑)1 000倍液或阿米西達(dá)(250 g/L嘧菌酯懸浮劑)1 500倍液，間隔7 d再噴一次；生育期蟲害防控以薊馬、蚜蟲和塊莖蛾為主，在觀察到蟲體活動(dòng)痕跡時(shí)摘除病葉，同時(shí)使用5%甲維鹽、30%茚蟲威、10%高效氯氟氰菊酯1 000倍液或5%阿維菌素1 500倍液等交替噴灑。

1.3 調(diào)查與方法

1.3.1 馬鈴薯品種及資源品系瘡痂病感病率及病情指數(shù)

將收獲的所有薯塊進(jìn)行分級，統(tǒng)計(jì)瘡痂病感病率及病情指數(shù)(DI)，分級標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

瘡痂病感病率＝帶病薯塊數(shù)/薯塊收獲總數(shù)×100%；

病情指數(shù)(DI)＝∑(各級個(gè)體數(shù)×該病級數(shù))/(個(gè)體總數(shù)×最高病級數(shù))×100

1.3.2 馬鈴薯品種及資源品系瘡痂病抗性評價(jià)

根據(jù)病情指數(shù)(DI)，將馬鈴薯品種及資源品系的抗性等級分為5類:0≤DI≤10為高抗(HR)，1070為高感(HS)。

1.4 數(shù)據(jù)整理

采用Excel 2010計(jì)算感病率及病情指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 2018年馬鈴薯品種及資源品系瘡痂病抗性評價(jià)結(jié)果

如表2所示，2018年對照品種米拉、云薯401、云薯304、合作88的感病率和病情指數(shù)分別為96.29%、95.94%、99.65%、95.84%和83.48、88.96、87.72、73.12，根據(jù)抗性分級標(biāo)準(zhǔn)，這4個(gè)品種均屬于瘡痂病高感(HS)材料。77份供試材料中，含瘡痂病高抗(HR)材料0份；抗病(R)材料1份(D103)，占供試材料的1.3%；中間型(I)材料6份(D113、D105、D174、D67、C6和D106)，占供試材料的7.8%；感病(S)材料8份，占供試材料的10.4%；高感(HS)材料62份，占供試材料的80.5%。供試材料來源顯示，CIP引進(jìn)D系列資源品系瘡痂病抗性表現(xiàn)較好，而自主選育的S10、S11資源品系以及“云薯”系列品種均屬于感病(S)及高感(HS)材料。

表2 2018年供試品種及資源品系抗性評價(jià)結(jié)果Table 2 Resistance evaluation results of tested varieties and resources in 2018

續(xù)表2

2.2 2019年馬鈴薯品種及資源品系瘡痂病抗性評價(jià)結(jié)果

2.2.1 對照材料瘡痂病評價(jià)情況

如表3所示，2019年試驗(yàn)中，D103的感病率與2018年接近，病情指數(shù)下降了16.6%；D113的感病率和病情指數(shù)比2018年分別上升了14.7%和25.0%；D67的感病率和病情指數(shù)分別比2018年下降了12.2%和6.8%；云薯304感病率和病情指數(shù)與2018年相比分別下降了2.7%和6.5%。整體而言，4個(gè)對照材料感病率和病情指數(shù)表現(xiàn)穩(wěn)定，2年的抗性等級評價(jià)結(jié)果一致。

表3 對照材料2年感病率及病情指數(shù)Table 3 Infection rate and disease index of control material

2.2.2 供試材料瘡痂病評價(jià)情況

如表4所示，2019年127份供試材料中，含瘡痂病高抗(HR)材料0份；抗病(R)材料9份，分別是D190、D177、D207、D82、D24、D9、D48、D115、D195，占供試材料的7.1%；中間型(I)材料9份，分別是D81、D8、D124、D199、D197、D78、D109、D65、D50，占供試材料的7.1%；感病(S)材料22份，占供試材料的17.3%；高感(HS)材料87份，占供試材料的68.5%。

表4 2019年供試品種及資源品系抗性評價(jià)結(jié)果Table 4 Resistance evaluation results of tested varieties and resources in 2019

續(xù)表4

3 討論

3.1 自然病圃法在馬鈴薯瘡痂病抗性評價(jià)中的應(yīng)用

自然病圃法作為農(nóng)作物抗性鑒定的手段之一，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國水稻稻瘟病研究[16－17]，但在茄科作物中，其僅被應(yīng)用于茄子早疫病和青枯病研究[18－19]。馬鈴薯瘡痂病抗性鑒定通常采用病原菌接種法。該方法病原菌培養(yǎng)耗時(shí)長，接種量大，常用于實(shí)驗(yàn)室或田間少量樣品抗性鑒定，不適合田間材料的大規(guī)模評價(jià)。采用自然病圃法進(jìn)行抗性評價(jià)能夠節(jié)省時(shí)間，提升效率，但首先應(yīng)驗(yàn)證方法的穩(wěn)定性。在本試驗(yàn)中，云薯304在2018年、2019年均作為對照材料，兩年試驗(yàn)結(jié)果顯示，云薯304感病率和病情指數(shù)變化不大，兩年的抗性評價(jià)結(jié)果均為高感(HS)。這表明本研究采用的自然病圃法在一定范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，能夠保證本研究中其他供試品種(系)評價(jià)結(jié)果的科學(xué)性。在供試材料較多的田間抗性評價(jià)試驗(yàn)中，自然病圃法是一種簡單有效的初步篩選方法。

3.2 “云薯”系列新品種及主要資源品系材料的瘡痂病抗性評價(jià)

馬鈴薯新品種在示范性種植中需要面對和解決瘡痂病危害問題。2018年鑒定結(jié)果顯示，“云薯”系列新品種的瘡痂病抗性等級評價(jià)均為高感，未篩選出抗病或中間型材料，缺乏抗病性。作為云南省正在進(jìn)行示范推廣的栽培品種，此評價(jià)結(jié)果與劉淑娜[20]報(bào)道的我國主要馬鈴薯產(chǎn)區(qū)的主栽品種普遍缺乏瘡痂病抗性的結(jié)論一致。自主選育的S10、S11系列馬鈴薯品系中僅有S10－1033、S11－1306為感病，其余品系全部為高感，說明在今后的品種選育過程中需要加強(qiáng)抗病親本的創(chuàng)制和應(yīng)用。由CIP引進(jìn)的D系列資源品系抗病性表現(xiàn)較好，篩選出了抗病材料D103，中間型材料D113等。2019繼續(xù)對D系列其他資源品系進(jìn)行抗性鑒定和評價(jià)，除對照D103外，初篩出D190等抗病材料9份，D81等中間型材料9份，此結(jié)果可在增加樣本重復(fù)性基礎(chǔ)上，應(yīng)用自然病圃法繼續(xù)評價(jià)，也可結(jié)合病原菌接種法，從實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)角度深入分析資源品系的瘡痂病抗病性。針對云南省馬鈴薯瘡痂病發(fā)生區(qū)域越來越廣、危害程度逐年加重的問題，我省的馬鈴薯瘡痂病抗病育種工作中，可將具有抗病性的資源品系作為親本用于配制雜交組合。

3.3 瘡痂病抗性評價(jià)工作展望

盡管目前瘡痂病的抗性機(jī)制尚未明確，我國馬鈴薯抗性品種選育仍然采取雜交等常規(guī)育種方式，但隨著基因組學(xué)的不斷發(fā)展和運(yùn)用，已經(jīng)開始從分子層面解讀馬鈴薯瘡痂病抗病遺傳特性。如宋志軍等[21]從SSR遺傳相似性角度開展了馬鈴薯品種間抗病性研究。以后還可結(jié)合分子標(biāo)記對已獲得的抗病材料進(jìn)行評價(jià)；對以抗病材料為親本配制所得的雜交組合群體，可結(jié)合QTL定位等技術(shù)手段，進(jìn)一步挖掘抗性基因，驗(yàn)證基因功能，并利用其改造和提高馬鈴薯瘡痂病抗病性，縮短抗性育種周期。

4 結(jié)論

馬鈴薯資源品系D103在2018年和2019年的感病率分別為51.35%、51.10%，病情指數(shù)分別為25.68、21.41，評價(jià)結(jié)果顯示D103為抗病材料(R)。該材料可作為瘡痂病抗病育種的親本材料，還可從中挖掘馬鈴薯瘡痂病抗性基因，為云南馬鈴薯瘡痂病抗病品種選育奠定基礎(chǔ)。

馬鈴薯資源材料D190在2019年的表現(xiàn)較好，感病率及病情指數(shù)分別為44.44%和19.44，低于對照材料D103；D177、D207、D82、D24、D9、D48、D115、D195評價(jià)結(jié)果顯示均為抗病(R)，在后期試驗(yàn)中可結(jié)合接種鑒定法繼續(xù)評價(jià)其抗病性，也可將其作為抗病親本用于雜交組合創(chuàng)制。