宁夏南部山区马铃薯主栽品种对马铃薯晚疫病菌的抗性

宁夏南部山区马铃薯主栽品种对马铃薯晚疫病菌的抗性

晚马蹄疾病（mont.）是马蹄疾病的毁灭性疾病之一，严重影响了马蹄的生产。据报道,马铃薯晚疫病菌可通过有性生殖进行基因重组,导致病菌能很快适应抗性基因而产生相对的毒力基因,使用于生产上含各种R基因的具垂直抗性的主栽品种丧失对晚疫病菌的抵抗能力,从而导致品种丧失抗病性。寄生适合度是由品种基因型和小种基因型综合决定的某小种在某品种上寄生繁殖的适合程度,它决定于品种抗病性和病原物致病性双方的遗传特性。寄生适合度的测定对研究新小种发生发展规律,预测品种抗病性寿命及指导植物的抗病育种等都具有重要意义。对于寄生适合度测定方法及适用范围研究较多,而分析不同地区菌株间寄生适合度分化情况,国内仅见侯淑英对中国马铃薯主产区的马铃薯晚疫病菌菌株进行了致病性和寄生适合度的测定,其他地区有关马铃薯晚疫病菌寄生适合度的研究尚未见报道。宁夏是我国北方马铃薯主要产区之一,种植面积已达27万hm2。尤其宁夏南部山区种植面积最大,约占整个宁夏马铃薯种植面积的80%以上。随着马铃薯种植面积的不断扩大,马铃薯晚疫病发生危害也日益加重。据调查,宁夏南部山区每年马铃薯晚疫病发病率达30%左右,严重年份达50%以上,严重制约了马铃薯产业的发展。本研究通过分析宁夏南部山区马铃薯晚疫病菌株的寄生适合度状况,明确马铃薯晚疫病菌寄生适合度与宁夏主栽品种之间的关系,为宁夏马铃薯晚疫病流行规律,预测预报技术的研究奠定基础,同时对宁夏马铃薯抗病育种提供理论依据。1材料和方法1.1试验中的蘑菇根据采集地以及采集品种,选择5个马铃薯晚疫病菌分离株作为供试菌株,由宁夏植物保护研究所病理室保存。1.2主品种‘克新1号’、‘中薯3号’、‘克新18号’、‘费乌瑞它’,共4个品种,由宁夏平吉堡马铃薯原原种薯脱毒繁育中心提供。1.3黑麦酒的制备黑麦培养基:500mL蒸馏水加60g黑麦煮沸1h,过滤,滤液加入20g蔗糖,11g琼脂,加蒸馏水至1000mL,分装,灭菌。1.4主植物的准备将马铃薯种薯种植在花盆中,自然光照,待幼苗长至10～15片复叶时即可采摘,进行接种试验。1.5马铃薯生长情况的测定采用离体叶片法测定。将供试菌株接种在黑麦培养基上,18℃黑暗培养10d,用无菌水洗下孢子囊,配成菌悬液,将菌悬液放于4℃的冰箱中2～3h,使游动孢子游动出来,用过滤器过滤孢子悬浮液,除去菌丝和孢子囊壳,再将游动孢子悬浮液浓度用血球计数板调至4000个/mL。采摘马铃薯植株中部长势良好且均一的叶片,在叶背接种10μL游动孢子悬浮液。无菌吸水纸铺在140mm培养皿内,用无菌水湿润,将已接种叶片放入保湿,每个处理接12片叶片。在光照培养箱中光照为16h(18℃),黑暗8h(15℃),保湿培养6d,观察叶片发病情况,测量病斑大小,测定病菌产孢量,计算侵染率、病斑面积及产孢能力,最终得出寄生适合度。侵染率(%)=(发病的叶片数/接种叶片数)×100;病斑面积(mm2)=1/4×π×长×宽;产孢量:用10mL无菌水将发病叶片上孢子囊洗脱至无菌培养皿内,用血球计数板在显微镜下测量并计算产孢量。产孢能力=产孢量/病斑面积;寄生适合度采用复合适合度指数法(compositefitnessindex,简称CFI)寄生适合度=侵染率×病斑面积×产孢能力。2试验结果2.1接种lq、gl7对马铃薯晚疫病菌的抗性利用离体叶片法,将5株马铃薯晚疫病菌菌株孢子悬浮液接种在4个品种叶片上,经培养3d后症状观察如表2。由表2症状描述可知,‘克新18号’接种XL、LQ和JZ3个菌株均产生坏死斑,而接种GL2和GL7均无症状出现,表明该品种对供试的马铃薯晚疫病菌具有较高的抗病性;而‘费乌瑞它’接种供试5个菌株后,发病迅速,叶片上均有典型白色霉层产生,说明该品种对供试的晚疫病菌的抗病性较差。‘中薯3号’接种JZ和GL2无症状出现,接种LQ发病缓慢,叶片上有稀疏霉层产生,接种XL和GL7发病迅速,叶片上密生霉层;‘克新1号’仅接种XL产生坏死斑,接种其他菌株均有明显症状产生,表明这两个品种仅对部分的晚疫病菌产生抗性。2.2寄生虫适应度测定结果见表3。由于供试菌株对‘克新18号’未侵染成功,故表3为5个供试菌株对3个马铃薯品种的测定结果。由表3可知,5株供试马铃薯晚疫病菌菌株对不同品种的侵染率、病斑面积和产孢能力均不相同。其对‘克新18号’、‘克新1号’、‘中薯3号’和‘费乌瑞它’的平均侵染率分别为0、40%、40%和100%;平均病斑面积分别0、604.35、901.13mm2/叶和1605.21mm2/叶;平均产孢能力分别为0、83.53、65.16孢子囊/mm2和91.87孢子囊/mm2。根据侵染率、病斑面积及产孢能力计算寄生适合度,供试马铃薯晚疫病菌对供试马铃薯品种平均寄生适合度分别为‘克新18号’0,‘克新1号’53250,‘中薯3号’56875,‘费乌瑞它’146760.6。由此可知,5株供试马铃薯晚疫病菌菌株在‘费乌瑞它’上的寄生适合度均高于其他品种,‘中薯3号’和‘克新1号’次之,‘克新18号’最低。由图1可看出,菌株XL、LQ、JZ、GL2和GL7对3个供试马铃薯品种的平均寄生适合度分别为:89584、74167、54167、105017、105208。由此可知,菌株GL2和GL7在供试的马铃薯品种上的寄生适合度较其他菌株高,菌株XL和LQ次之,而菌株JZ的寄生适合度最低。3不同地区的马铃薯晚疫病菌株在不同品种上的寄生虫适应度存在差异通过研究得出结论,来源于固原原州区的菌株致病性最强,寄生适合度较高,来源于泾源县的菌株致病性最弱,寄生适合度最低。可以推断,晚疫病菌的寄生适合度与其地域来源有一定关系,这与侯淑英等的研究结果一致。同时,本研究还发现品种‘费乌瑞它’易感马铃薯晚疫病,‘中薯3号’和‘克新1号’次之,而‘克新18号’不易感染马铃薯晚疫病。由此可知,采自宁夏不同地区的晚疫病菌株对同一马铃薯品种的寄生适合度有较大差异,同一晚疫病菌株在不同马铃薯品种上的寄生适合度也有一定的差异。采自固原原州区的菌株之所以有较高的致病性和寄生适合度,是因为当地有一个马铃薯种植资源圃,品种繁杂,各地调运品种较多,为马铃薯晚疫病菌创造了一个小种分化快,变异迅速的条件。经调查,该地区马铃薯晚疫病发病率在60%以上。而采自泾源县的菌株致病性较弱,寄生适合度较低,但是实地调查发现该地区马铃薯晚