不同品種甜菜褐斑病抗性分析及早期鑒定方法

高衛(wèi)時，張立明，劉華君，董心久，李翠芳，王燕飛

（新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊 830091）

新疆是我國重要的甜菜生產(chǎn)基地，制糖占到全國甜菜制糖的57%，具有很強的甜菜糖生產(chǎn)優(yōu)勢。但隨著新疆種植環(huán)境的改變、甜菜病害的加劇，又由于栽培技術不到位、國外感病品種的引進，導致新疆甜菜含糖率嚴重下降，特別是甜菜褐斑病發(fā)病率已占全疆種植面積的90%以上，重病田減產(chǎn)30%～50%，含糖率下降2～4度，近5年來全疆平均含糖率14.33%，單產(chǎn)47.25t/hm2，給甜菜制糖業(yè)造成巨大損失。因此，選育抗耐褐斑病、高糖兼豐產(chǎn)甜菜新品種十分必要。

甜菜的病害多達10余種，其中危害嚴重的葉部病害是甜菜褐斑病（Cercospora beticola.Sacc），該病是世界性的病害，主要影響甜菜的光合作用和養(yǎng)分的輸送，導致植株生長勢衰弱［1－2]。甜菜褐斑病發(fā)生嚴重的年份可使塊根減產(chǎn)30%～50%，含糖下降2～3度，同時塊根的灰分和有害氮增加，導致原料產(chǎn)質量下降，如意大利等國家，在沒有應用抗褐斑病品種之前，當該病害流行前，只好將甜菜葉子早早割下喂牛，大大降低了甜菜的產(chǎn)質量。目前世界甜菜主產(chǎn)國家如美國、法國、瑞典、波蘭、荷蘭等國家，均積極開展對甜菜抗褐斑病品種的鑒定和選育工作，并且已鑒定選育出一批抗（耐）病優(yōu)良品種（系），如CLR、GW674等。德國KWS甜菜公司、瑞典希林肖格甜菜育種公司等均積極進行室內及溫室人工接種抗病性鑒定，加快鑒定速度，提高鑒定的準確性，促進了抗褐斑病育種進程與效果。我國正在開展該項研究，目前生產(chǎn)上均采用簡單易行、可靠的田間人工接種方法，對不同品種進行抗病鑒定與育種親本的選擇提供依據(jù)，將毒素鑒定作為一種有效的輔助抗性鑒定的手段［3-7]。但是甜菜品種抗褐斑病性極易受環(huán)境條件影響發(fā)生變異，為盡早選育出適宜于新疆干旱灌溉區(qū)栽培的抗（耐）褐斑病性優(yōu)良品種，加速甜菜品種抗病選育進程，提高選育質量，該研究具有重要的實踐意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試的9份材料均為新疆農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所自育品系或品種，分別為：F104、7208、334、新寧13、新甜 15 號、JZSL-7、N9、N13、FD0413。 對照甜菜品種兩份：JT-6（CK1）為感褐斑病對照，甜研 7 號（CK2）為抗褐斑病對照，由中國農(nóng)業(yè)科學院甜菜研究所提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌液配制 采用伊犁州霍城縣欄桿鄉(xiāng)生產(chǎn)田甜菜褐斑病病葉標樣。實驗室中，在馬鈴薯葡萄糖瓊膠培養(yǎng)基（簡稱PDA）人工分離和純化甜菜褐斑病病菌，擴繁復壯后于接種前配置成平均含菌絲段或分生孢子4～5×103/mL 的病菌懸浮液。

1.2.2 田間設計 不同生育期試驗在瑪納斯試驗站人工病圃進行，病圃土質壤土，肥力中等，試驗分3期播種，分別于5月8日、30日和6月19日播種（即每隔20d播一期種），觀察不同生育期對褐斑病的致病性。人工病圃試驗在瑪納斯試驗站人工病圃進行，試驗隨機區(qū)組排列，3次重復。自然病圃試驗在伊犁霍城縣種植，試驗隨機區(qū)組排列，重復3次，全生育期管理與生產(chǎn)田一致。

1.2.3 胚根抑制率測定 將供試甜菜種子用清水浸泡24h后，常規(guī)表面消毒，放入25℃恒溫箱中催芽，發(fā)芽后選用剛萌發(fā)的甜菜種子（胚根長約2mm），將種子放入滅菌培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)皿中墊一層潔凈濾紙，每品種20粒，100±2粒/皿。取濃度為50%和100%的褐斑病尾孢毒素粗提液及對照無菌水各5mL，分別倒入培養(yǎng)皿中，24h、48h后及時觀察、記錄發(fā)芽率和適時進行測量參試種子的胚根生長速度。計算公式：

2 結果與分析

2.1 不同生育期褐斑病抗性鑒定

見表1，參試甜菜品系JZSL-7、334、新寧13與CK1經(jīng)過DPS方差分析結果顯示，差異不顯著，抗性結果顯示為感??；7208、N9和F104方差分析結果顯示，該3份品系材料位于CK1與CK2之間，處于一個水平，抗性結果顯示為中感或中抗；品系N13與CK2之間無顯著性差異，抗性結果顯示為抗。

該試驗當年8月中下旬氣溫偏低，致使褐斑病只有初次侵染，未達到再次侵染條件，未統(tǒng)計出病情指數(shù)，只有發(fā)病率，因而影響了試驗的準確性。3期播種和1期播種從對照發(fā)病情況看，有一定的一致性。

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2.2 人工病圃褐斑病抗性鑒定

本試驗鑒評5份不同品種（系）材料。見表2，褐斑病抗性結果顯示：7208和新甜15號表現(xiàn)抗；F104和新寧13表現(xiàn)中抗；334表現(xiàn)高感，結果與品種抗褐斑病性特性介紹相符。

通過產(chǎn)量數(shù)據(jù)DPS方差分析，品種（系）F104、新寧13和CK1之間呈極顯著性差異，品種（系）7208、334和CK1之間呈不顯著性差異，但與新甜15號和CK2呈極顯著性差異。產(chǎn)糖量數(shù)據(jù)DPS方差分析，品種（系）F104、新寧 13、7208 和CK1之間呈極顯著性差異，334和CK1之間呈不顯著性差異，但與新甜15號和CK2呈顯著性差異。

初步試驗結果顯示，甜菜品系（種）的產(chǎn)、質量和抗病性呈顯著性正相關，凡抗褐斑病品系材料，綜合性狀表現(xiàn)也較好。本試驗中，褐斑病表現(xiàn)抗或中抗的品種含糖率明顯高于感病品種，試驗表明含糖率與抗病性間有一定的正相關性。

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2.3 自然病田褐斑病抗性鑒定

從表3可以看出，品種（系）7208、新寧13、334、新甜15號和抗病品種CK2發(fā)病率在一個水平上，田間表現(xiàn)比較耐病。品種CK1發(fā)病率位居參試品種之首，也再度驗證了該品種極易受病菌的侵染，表現(xiàn)有強的感病性。品種（系）FD0413和F104發(fā)病率介于CK1和CK2之間，表現(xiàn)褐斑病抗性水平一般。

通過產(chǎn)量方差分析，甜菜品種FD0413和CK2之間呈極顯著性差異，與CK1之間呈顯著性差異，其他品種（系）和CK1、CK2之間均呈不顯著性差異。產(chǎn)糖量方差分析，甜菜品種FD0413和CK1之間呈極顯著性差異，與CK2之間呈顯著性差異，其他品種 （系）和CK1、CK2之間均呈不顯著性差異。

試驗結果顯示，發(fā)病率和甜菜品種（系）的抗病性呈顯著性正相關，發(fā)病率高的品種相對的表現(xiàn)更容易感病（如CK1和FD0413），相對應的含糖率較其他品種要降3個糖度以上，嚴重影響了糖的含量和品質。

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2.4 尾孢毒素對不同甜菜品種的鑒定

24h結果顯示（見表4），不同濃度的褐斑病尾孢毒素粗提液對參試品種的胚根生長抑制率不同。隨著尾孢毒素粗提液的濃度增高，種子胚根生長抑制率也提高，當達100%濃度時，品種之間的差異變小，說明抗病品種只能忍耐一定濃度的毒素粗提液。

48h結果顯示100%粗毒素液中，胚根生長抑制率均比24h的有顯著降低，說明高濃度并不總是抑制生長，在生長后期種子可能快速調動自身免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生免疫性，當然不同品種之間除了甜研7號抗病對照下降比較明顯，胚根生長抑制率只有4.94%，其他品種之間差異不顯著。但是在50%粗毒素液中，48h和24h表現(xiàn)明顯不同，品種JZSL-7和7208表現(xiàn)降低，其他4個品種卻是隨時間的延長，種子胚根生長抑制率卻上升。

抗病對照甜研7號，48h后胚根生長抑制率為27.16%，與100%濃度時24h結果相近，而50%濃度時24h和100%濃度時48h胚根生長抑制率相近，說明抗褐斑病品種和感病品種一樣，不存在免疫。感病對照CK1，該品種在50%濃度時胚根生長抑制率由18.03%增加到24.66%，在100%濃度時24h和48h胚根生長抑制率分別為38.52%和17.81%，在參試材料中位居第一，說明該品種的確表現(xiàn)感病，從而驗證了田間表現(xiàn)。

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3 結論

3.1 通過甜菜褐斑病抗性試驗分析，參加試驗的品（系）種，品系7208和品種新甜15號表現(xiàn)抗，品系F104和新寧13表現(xiàn)中抗，品種FD0413表現(xiàn)高感，品系334表現(xiàn)感病。對照CK1表現(xiàn)高感；對照CK2表現(xiàn)抗。

3.2 初步試驗結果表明，甜菜不同品種含糖率隨著抗褐斑病性的增強而明顯提高，凡抗褐斑病的品系材料，綜合性狀表現(xiàn)也較好。

3.3 通過3期播種試驗驗證，在第三期播種（即甜菜生育期在2-4對真葉期）接種鑒定抗褐斑病性與田間成株（第一期播種）鑒定結果表現(xiàn)一致，可以作為田間鑒定育種新材料的一種簡便易行的方法。

3.4 利用甜菜褐斑病尾孢毒素粗提液不同濃度對甜菜種子胚根生長抑制作用，鑒定不同品種的抗病性，試驗結果顯示，各品種（系）抗性結果與人工接種及自然病田抗性鑒定結果有一致性。試驗表明采用早期鑒定方法，方法準確，可行性高，可以提高育種效率，有效縮短抗褐斑病育種進程。

4 討論

4.1 通過甜菜褐斑病病圃不同生育期人工接種，自然病田及利用甜菜尾孢毒素粗提液對種子胚根生長的抑制率，上述3種抗褐斑病性鑒定方法，各有優(yōu)缺點，可以互相補充，結合進行，不僅能夠提高對不同品種的抗褐斑病性鑒定結果，而且效果會更佳。

4.2 新疆瑪納斯地區(qū)為干旱、半干旱區(qū)，主要是灌溉農(nóng)業(yè)，在每年的7—8月為該地區(qū)抗病鑒定接種的田間最佳時期。但是由于該段時間本地區(qū)田間氣溫高，濕度過低，不適宜甜菜褐斑病的發(fā)病條件。本試驗在干旱、半干旱地區(qū)人工接種的成功，為加快抗褐斑病育種進程，減少到外地選擇抗病品系的成本，可以做為今后甜菜育種工作中的一種新的途徑。

4.3 利用甜菜褐斑病尾孢毒素對不同甜菜品種的抗性鑒定，方法快速簡單，但是尾孢毒素粗提液中的各種組成成分、不同培養(yǎng)基的成分對毒素的影響等，均需要做進一步的研究。如果能夠解決上述問題，對加快育種進程和解決新疆甜菜抗褐斑病的問題，將起到積極的推動作用。

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