不同染色體倍性西瓜對(duì)枯萎病的抗性研究

劉文革 閻志紅 趙勝杰 古勤生 李麗

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所，河南鄭州，450009）

不同染色體倍性西瓜對(duì)枯萎病的抗性研究

劉文革 閻志紅 趙勝杰 古勤生 李麗

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所，河南鄭州，450009）

通過(guò)對(duì)18個(gè)同基因型不同染色體倍性西瓜品種的苗期枯萎病抗性進(jìn)行接種鑒定，結(jié)果表明，同基因型的二倍體植株最先進(jìn)入發(fā)病期，同源四倍體和同源三倍體對(duì)枯萎病的抗性優(yōu)于同源二倍體，這些結(jié)果將為誘導(dǎo)西瓜四倍體和三倍體無(wú)籽西瓜抗病育種提供一定的理論依據(jù)。

西瓜 枯萎病 二倍體 三倍體 四倍體

由尖孢鐮刀菌引起的西瓜枯萎病是世界性的土傳病害，給世界各國(guó)西瓜生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重?fù)p失，特別是近些年由于西瓜栽培面積日益擴(kuò)大，地膜覆蓋和大棚溫室栽培面積的擴(kuò)大，經(jīng)常出現(xiàn)連作障礙，導(dǎo)致了西瓜枯萎病的蔓延，選用抗病品種是防止這一病害經(jīng)濟(jì)而又有效的重要途徑，我國(guó)無(wú)籽西瓜面積現(xiàn)約為22萬(wàn)hm2[1～2]，開(kāi)展抗枯萎病無(wú)籽西瓜育種將是一項(xiàng)很迫切的任務(wù)。Soltis等[3]認(rèn)為當(dāng)染色體組成倍增加之后,多倍體植物可以提供一些它們二倍體祖先所沒(méi)有的新的特征特性或超出所屬物種范圍的特征特性,諸如抗逆、生物學(xué)產(chǎn)量提高、次生物質(zhì)增加等。Ortiz等[4]認(rèn)為香蕉的抗病基因有很高的基因劑量效應(yīng)，其四倍體比二倍體有高水平的抗病性。Garrett等[5]，Rhodes等[6]研究得出，三倍體西瓜比二倍體更抗細(xì)菌果腐病，三倍體屬于次生感染。徐錦華[7]研究表明，在三倍體無(wú)籽西瓜育種中，三倍體西瓜枯萎病抗性受其雙親的加性和非加性遺傳共同控制，且以加性遺傳為主，源于四倍體母本的加性遺傳相對(duì)重要于二倍體父本的加性遺傳；親本的一般配合力效應(yīng)與其枯萎病抗性呈顯著正相關(guān)。但對(duì)同基因型不同倍性之間抗枯萎病沒(méi)有研究。

二倍體西瓜被誘導(dǎo)成同源四倍體后，其對(duì)枯萎病的抗性是否有一定程度的提高，至今尚無(wú)報(bào)道。本研究擬利用枯萎病菌侵染同源的二倍體、三倍體和四倍體西瓜材料，對(duì)同基因型不同倍性西瓜的枯萎病抗性進(jìn)行鑒定，以探討西瓜染色體加倍對(duì)枯萎病抗性的影響規(guī)律，以期為西瓜多倍體育種奠定一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2008年在中國(guó)農(nóng)科院鄭州果樹(shù)研究所進(jìn)行?？菸¤b定采用病麥粒拌土法[8]，供試菌株為河南開(kāi)封，接種量為0.5%病麥粒/滅菌沙土（/）。每種材料播40缽，每缽5粒種子，在玻璃溫室中種植，每隔5 d灌1次淺水，播種后12 d和22 d統(tǒng)計(jì)病死株率，按Martyn（1983）的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗性分級(jí)。高抗（HR）：枯萎病死株率為0～20%，中抗（MR）：枯萎病死株率21%～50%，低抗（SR）：枯萎病死株率51%～80%，高感（S）：枯萎病死株率81%～100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 病菌侵染早期不同倍性西瓜材料的抗性反應(yīng)

圖1 不同倍性西瓜抗枯萎病鑒定

播種后12 d的抗性鑒定結(jié)果見(jiàn)表1，在6組同基因型不同染色體倍數(shù)的材料中有5組的同源四倍體發(fā)病率為0，只有664發(fā)病，而同源三倍體中有4組進(jìn)入發(fā)病期，二倍體有5組進(jìn)入發(fā)病期，可以看出侵染初期四倍體對(duì)病菌的拮抗性要強(qiáng)于同基因型的三倍體和二倍體，這可能與四倍體苗期根系相對(duì)發(fā)達(dá)有關(guān)。比較特殊的材料是66，播種后12 d其同源四倍體和三倍體已進(jìn)入發(fā)病期，發(fā)病率分別達(dá)到1.03%和2.02%，而同源二倍體尚未開(kāi)始發(fā)病。

表1 不同染色體倍性西瓜的抗枯萎病性鑒定結(jié)果

2.2 不同倍性西瓜材料對(duì)枯萎病菌的抗性差異分析

播種后22 d發(fā)病率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1和圖1，6組材料同源四倍體和同源三倍體的發(fā)病率均低于同源二倍體，其中664和663發(fā)病率分別為65.5%和79.3%，對(duì)枯萎病為低抗水平，而662發(fā)病率達(dá)到98.0%，植株幾乎全部病死，對(duì)枯萎病為高感水平。91E74和91E73中抗枯萎病，91E72x為低抗。M 4和M 3對(duì)枯萎病為低抗水平，而其同源二倍體則高感枯萎病。JM 4和JM 3對(duì)枯萎病為中抗水平，而M 2對(duì)枯萎病菌為高感。SBD 4，SBD 3和同源的二倍體發(fā)病率相近，對(duì)枯萎病同為低抗水平。

3 討論

本試驗(yàn)通過(guò)接種枯萎病菌發(fā)現(xiàn)，6組同基因型不同染色體倍數(shù)的西瓜材料中同源四倍體和同源三倍體的發(fā)病率都低于同源的二倍體，即多倍體西瓜對(duì)枯

萎病的抗性都優(yōu)于同源的二倍體祖先，這與Ortiz等[3]的研究結(jié)果相一致。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)枯萎病菌對(duì)二倍體西瓜最先侵染，即二倍體西瓜一般最先發(fā)病。二倍體西瓜染色體加倍后植株的組織器官增大，表現(xiàn)為苗期植株肥大、壯實(shí)，這可能是同源的四倍體和三倍體能夠延緩枯萎病菌侵染的直接原因。但王浩波等[9]認(rèn)為西瓜生長(zhǎng)勢(shì)與枯萎病抗性沒(méi)有必然的聯(lián)系，筆者分析認(rèn)為，多倍體抗病性的提高，可能是當(dāng)染色體組成倍增加之后，抗病基因的劑量效應(yīng)和基因的互作效應(yīng)等都發(fā)生了不同程度的改變，從而使得植株對(duì)病菌侵染的抵抗能力得到提高。

[1]劉文革.我國(guó)無(wú)籽西瓜科研和生產(chǎn)的現(xiàn)狀與展望[J].中國(guó)瓜菜，2007（6）：57-59.

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[4]Ortiz R,Vuylsteke D R.Inheritance of Albinism in Banana and Plantain and its Significance in Breeding [J].HortScience,1994,29:903-905.

[5]Garrett J T,Rhodes B B,Zhang X P.Triploid watermelons resist fruit blotch organism [J].Cucurbit Genetics Cooperative Rept,1995,18:56-58.

[6]Rhodes B B,Zhang X P,Garrett J T,et al.Watermelon fruit blotch infection rates in diploid and triploids[J].Cucurbit Genetics Cooperative Rept,1996,19:70-72.

[7]徐錦華，羊杏平，高長(zhǎng)洲，等.四倍體西瓜種質(zhì)資源的抗枯萎病鑒定及遺傳規(guī)律[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，22（2）：141-144.

[8]吉加兵，徐潤(rùn)芳.西瓜種質(zhì)資源抗枯萎病性的苗期鑒定[J].中國(guó)西瓜甜瓜，1990（2）：19-20.

[9]王浩波，林茂，戴祖云，等.三倍體無(wú)籽西瓜苗期抗枯萎病人工接種鑒定[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998，26（4）：367-368.

Study on Resistance to Fusarium Wilt in Different Polyploidy of Watermelons

LIU Wenge,YAN Zhihong,ZHAO Shengjie,GU Qinsheng,LI Li

Fusarium wilt(f.sp.Niveum)resistance in 18 different ploid watermelon germplasm was identified in the seedlings.The results indicated that diploid watermelon was the earliest,and the resistance of autotetraploid and autotriploid was higher than diploid.This research would be basis of watermelon breeding for disease resistance.

Watermelon;Fusarium wilt;Diploid;Triploid;Tetraploid

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.18.007

國(guó)家863計(jì)劃子課題項(xiàng)目（2004AA241170），國(guó)家科技支撐計(jì)劃（2006BAD01A7-6-03）

劉文革（1966-），男，博士，研究員，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事西瓜多倍體育種與生物技術(shù)研究工作

2009-08-19