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楼兵干, 沈肖玲, 陆国权, 林贤宝, 李月红, 张勇, 卢英. 甘薯种质资源茎腐病抗性分析[J]. 浙江农业科学, 2018,59(12):2204-2207   
doi: 10.16178/j.issn.0528-9017.20181218
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甘薯种质资源茎腐病抗性分析
楼兵干1, 沈肖玲1, 陆国权2, 林贤宝3, 李月红4, 张勇5, 卢英6,*
1.浙江大学 生物技术研究所,浙江 杭州 310058
2.浙江农林大学 农业与食品科学学院,浙江 临安 311300
3.乐清市农业局,浙江 乐清 325600
4.金华市植物保护站,浙江 金华 321017
5.衢州市植物保护检疫站,浙江 衢州 324000
6.浙江省植物保护检疫局,浙江 杭州 310029
通讯作者:卢英(1971—),女,浙江临海人,助理研究员,学士,主要从事植物检疫工作,E-mail:1131191381@qq.com。

作者简介:楼兵干(1966—),女,浙江东阳人,教授,博士,从事植物细菌病害及植物检验检疫研究工作,E-mail:bglou@zju.edu.cn。

基金项目: 浙江省农业厅“三农六方”项目(CTZB-F160728AWZ-SNY1-3); 杭州市重点科技发展计划(20172015A09); 国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-10-B19); 浙江省粮食新品种选育重大专项子专题(2016C02050-7-5)
摘要

用甘薯茎腐病菌( Dickeya dadantii)的代表菌株LA0801,采用针刺接种法,对50份水培和盆栽甘薯种质资源材料进行接种,测定其抗甘薯茎腐病的特性,依据病情指数对其抗病性进行评价。结果显示,50份材料中,有5份甘薯材料的水培苗和盆栽苗均对甘薯茎腐病表现为高抗,分别为苏薯28、浙薯259、烟薯25、浙薯6025、徐薯18。水培甘薯苗接种试验中,抗病的有25份,感病的有13份,高感的有7份;盆栽甘薯苗接种试验中,抗病的有29份,感病的有11份,高感的有5份。心香、ws051、福薯7-6、浙薯26和QZ439在水培苗和盆栽苗中均表现为高感。高抗材料采用茎枝与病原菌液共培养法进行接种,均表现为感病。

关键词: 甘薯; 种质资源; 达旦提狄克氏菌; 抗病性评价
中图分类号:S503.7;S435.313 文献标志码:A 文章编号:0528-9017(2018)12-2204-04

甘薯茎腐病是近年来我国甘薯上发生最为严重的病害之一, 在浙江、广东、河北、河南等省均有发生[1, 2, 3]。选育与利用抗病品种是该病的主要防治措施。Schaad等[4]通过针刺接种法对14个美国主栽甘薯品种进行了抗性测定, 筛选出高抗品种Red Jewel, 高感品种Georgia Red和Georgia Red 85; 黄立飞等[5]采用茎枝与菌液共培养法对广薯87等8个国内甘薯品种的抗性进行了测定, 这8个品种均无抗病性。

甘薯在我国已有400多年的栽培历史, 是重要的粮食作物, 种植面积及产量居世界首位。我国甘薯种质资源非常丰富, 按用途分, 有淀粉加工型的徐薯22、商薯19等, 鲜食型的心香、浙薯132等, 菜用型的绿薯1号、福薯7-6等, 多用途的浙薯13等。据不完全统计, 仅浙江省推广或储备的优质甘薯品种(系)就达10多份, 浙江省主栽品种有浙薯13、心香等。但关于浙江省主栽或储备的甘薯品种(系)对甘薯茎腐病的抗性在本研究检索范围内未见报道。为此, 于2016— 2017年搜集了甘薯种质资源50份, 对其进行抗病性测定和评价。

1 材料与方法
1.1 供试甘薯种质资源

供试甘薯种质资源共计50份, 其中:浙江农林大学提供甘薯种植资源12份, 金华市农业科学研究院提供甘薯种植资源4份, 衢州市农业科学研究院提供甘薯种质资源21份, 乐清市农业局(林业局)提供甘薯种质资源13份。

1.2 供试菌株与接种体制备

供试菌株为达旦提狄克氏菌(Dickeya dadantii)LA0801, 由本实验室分离并经过致病性测定和系统鉴定[3]。

接种体制备。活化保存菌株LA0801, 挑取单菌落在NA培养基上划线, 28 ℃培养36 h, 在NA平板上加入无菌水冲洗菌苔, 配制成浓度为107 mL-1的菌悬液, 供抗性测定、针刺接种用。

1.3 抗性测定

参考Schaad等[4]的针刺接种法, 稍加改进。从各品种(系)甘薯植株上分别剪取具有5张成熟叶片且长势一致的枝条作为离体接种材料。每个品种(系)剪取6根枝条分别插入装有150 mL无菌水的250 mL三角瓶中, 置于植物生长室(16 h光照/8 h黑暗, 室温28 ℃)培养2 d, 待其长出不定根再进行接种。

用灭菌牙签蘸取制备好的菌悬液, 分别在甘薯枝条基部第一节与第二节中间位置进行接种, 以无菌水作为空白对照。接种后插入装有无菌水的三角瓶中, 伤口位于液面之上, 置于植物生长室中培养, 湿度保持在70%以上, 温度28 ℃, 定期记录发病情况, 连续观察1周后, 对各品种(品系)进行抗病性评价。采用同样的方法对甘薯盆栽苗主茎基部进行针刺接种, 以无菌水作为对照, 接种后置于植物生长室中培养, 湿度保持在70%以上, 温度28 ℃, 定期记录发病情况, 连续观察1周后, 对各品种(系)进行抗病性评价。

病害严重度分级参照Schaad等[4]制定的标准, 稍加改进, 共分5级:5级, 甘薯茎在7 d后腐烂坏死或水渍状病斑> 5 cm; 4级, 茎在7 d后坏死部分长度> 3~5 cm, 褐色病斑或形成纵向开裂, 维管束褐色; 3级, 茎在7 d后坏死部分> 2~3 cm, 伤口开裂; 2级, 茎在7 d后坏死部分> 1~2 cm, 且伤口开裂; 1级, 茎在7 d后坏死部分> 0.4~1 cm, 仅伤口周围发生褐变; 0级, 7 d后伤口处没有任何变化或可见坏死部分≤ 0.4 cm。按照上述病害严重度分级记录病情, 计算病情指数, 对甘薯材料是否抗甘薯茎腐病进行评价。

抗性评价标准参照方树民等[6]制定的薯瘟抗性评价系统:高抗(HR), 病情指数< 10; 抗病(R), 10~< 50; 感病(S), 50~< 80; 高感(HS), 病情指数≥ 80。

剪取表现为高抗的甘薯材料, 插入无菌水中待其长出不定根, 然后置于装有150 mL浓度为107 mL-1的LA0801菌悬液中, 置于湿度≥ 70%、温度28 ℃的植物生长室, 每隔24 h观察发病情况, 并进行记录。

2 结果与分析
2.1 水培苗抗性

供试的50份甘薯种质资源水培苗接种甘薯茎腐病菌LA0801后7 d, 各品种(系)的抗性存在明显差异:部分材料, 如心香、福薯7-6、ws051等, 接种1 d就开始发病, 出现典型的甘薯茎腐病症状— — 黑褐色水渍状病斑, 并且病斑纵向、横向迅速扩展, 3~4 d后整株完全发病, 且三角瓶中的水变成乳白色; 部分材料, 如浙薯75、QZ66、冀薯982等, 接种1 d开始出现梭形的水渍状病斑, 但是病斑扩展缓慢, 有的水渍状病斑变干, 不再扩展, 有的病斑开裂, 并且在伤口处会形成愈伤组织; 部分材料, 如苏薯28、浙薯6025、徐薯18等, 在接种7 d后, 接种的伤口已愈合, 未见症状(图1)。抗性评价(表1)结果显示, 高抗(HR)的有5个, 分别为苏薯28、浙薯259、烟薯25、浙薯6025、徐薯18; 抗病(R)的有25个, 主要有济薯26、商14Y1-1、济农304、徐薯55-1等; 感病(S)的有13个, 主要有商薯19、衢紫薯57、浙菜薯726、QZ03等; 高度感病(HS)的有7个, 分别是心香、浙紫2号、ws051、福薯7-6、浙薯26、红321和QZ439。

表1 50个甘薯种植资源的甘薯茎腐病抗性评价

图1 甘薯材料接种LA0801后7 d的症状

2.2 盆栽苗抗性

盆栽扦插苗针刺接种试验结果(表1)表明:高抗(HR)的甘薯种质资源与水培试验结果一致, 共5份, 同样为苏薯28、浙薯6025、徐薯18、浙薯259、烟薯25; 抗病(R)的甘薯种质资源比水培试验结果多4份, 共29份; 感病(S)的甘薯种质资源比水培试验结果少2份; 高感(HS)的甘薯种质资源比水培试验结果少2份。

盆栽试验和水培试验抗性测定结果中, 40份甘薯种质资源的抗性级别是一致的, 但浙紫3号、浙薯2号、衢紫薯57、QZ03、浙薯70、红香蕉、徐22、红321、浙紫2号、绿薯1号等10份品种(系)的抗性相差一个级别。除徐22、绿薯1号品种外, 其余7个品种(系)水培试验结果比盆栽试验更感病。

2.3 高抗品种与LA0801菌液共培养抗性

将水培试验和盆栽试验中均表现为高抗的品种(苏薯28、浙薯6025、徐薯18、浙薯259、烟薯25)与浓度107 mL-1的LA0801菌液共培养, 结果发现, 高抗品种均表现为高度感病(图2)。

图2 高抗品种与LA0801菌液共培养的症状

3 讨论

本研究通过针刺接种法对50份水培与盆栽甘薯种质资源进行了抗性评价。结果表明:水培苗针刺接种试验中, 30份甘薯种质资源表现为高抗和抗病, 20份种质资源表现为高感和感病; 盆栽苗针刺接种试验中, 表现为高抗和抗病的有34份, 高感和感病的有16份。采用黄立飞等[5]的茎枝与病原菌液共培养法对针刺法接种中表现出高抗的品种进行测定, 全部表现高度感病。结果表明, 同一品种的抗性与抗性测定方法有关。高抗品种浙薯259、烟薯25、苏薯28、徐薯18、浙薯6025分别为鲜食和加工兼用型、鲜食型、兼用型、淀粉加工型和鲜食型, 高感品种心香、浙紫2号、ws051、福薯7-6、浙薯26、红321和QZ439等品种(系)中既有鲜食型的, 也有加工型的:说明甘薯对茎腐病的抗性与其用途类型无关。

据对浙江省各地种植的不同品种甘薯田间抗病性的调查, 苏薯28、浙薯259、QZ439、浙薯6025、徐薯18等5个品种到目前为止尚未发现田间自然发生甘薯茎腐病, 浙江各地甘薯茎腐病田间自然发病最严重的品种是心香, 这与室内抗病性评价的结果一致。

室内抗性的评价与病原菌的接种量有关。Schaad等[4]的研究发现, 在低浓度(1.5× 105 mL-1)的菌悬液接种时, 有4个品种表现为抗病, 而采用高浓度(4× 107 mL-1)的菌悬液接种时, 只有1个品种表现为抗病。笔者团队研究了不同盆栽灭菌基质中甘薯茎腐病病原菌种群量与病原严重度之间的关系(未发表), 发现感病品种心香在基质病原菌种群数量较低时不发病, 因此, 在对品种抗性进行测定时, 要采用合适的方法和适当的病原菌浓度。

本研究对50份甘薯种质资源的抗性评价是基于各甘薯品种(系)的茎枝部分进行的, 对其地下部的抗性未做测定。Schaad等[4]指出, 甘薯地上部与地下部的抗性也许不一致。考虑到地上部感病的品种对地下薯块的产量品质会有很大影响, 因此本研究只测定了其地上部的抗性。关于各品种地下部的抗性仍有待进一步测定。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献:
[1] HUANG L F, FANG B P, LUO Z X, et al. First report of bacterial stem and root rot of sweetpotato caused by a Dickeya sp. ( Erwinia chrysanthemi) in China[J]. Plant Disease, 2010, 25(3): 1503. [本文引用:1]
[2] 秦素研, 黄立飞, 葛昌斌, 等. 河南省甘薯茎腐病的分离与鉴定[J]. 作物杂志, 2013 (6): 52-55. [本文引用:1]
[3] 沈肖玲, 林钗, 钱俊婷, 等. 甘薯茎腐病症状及其病原鉴定[J]. 植物病理学报, 2018, 48(1): 25-34. [本文引用:2]
[4] SCHAAD N W, BRENNER D. A bacterial wilt and root rot of sweet potato caused by Erwinia chrysanthemi[J]. Phytopathology, 1977, 77(3): 302-308. [本文引用:5]
[5] 黄立飞, 罗忠霞, 房伯平, 等. 我国甘薯新病害: 茎腐病的研究初报[J]. 植物病理学报, 2011, 41(1): 18-23. [本文引用:2]
[6] 方树民, 邬景禹. 甘薯品种对薯瘟病抗性的研究[J]. 福建农业大学学报, 1994 (2): 154-159. [本文引用:1]