哈爾濱市馬鈴薯晚疫病菌生理小種的類型

高云飛，郭梅，王曉丹，閔凡祥，楊帥，呂典秋，張必弦，陳磊

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院脫毒苗木研究所，黑龍江哈爾濱150086）

哈爾濱市馬鈴薯晚疫病菌生理小種的類型

高云飛，郭梅*，王曉丹，閔凡祥，楊帥，呂典秋，張必弦，陳磊

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院脫毒苗木研究所，黑龍江哈爾濱150086）

馬鈴薯晚疫病是由致病疫霉菌[Phytophtora infestans(Mont.)de Bary]引起的毀滅性病害，近年來，該病害在哈爾濱市連年發(fā)生，危害日趨嚴重。本研究對2010年從哈爾濱市采集62個馬鈴薯晚疫病菌分離物進行了生理小種鑒定。結(jié)果表明，在62個分離物中，共有14個小種類型，以1.3.4.7.8.10.11小種為主，出現(xiàn)頻率為33.87%，其次是小種1.3.4.7.8.和1.3.4.7，出現(xiàn)頻率分別為14.52%和12.90%，沒有鑒定出單基因小種。這充分說明，哈爾濱市致病疫霉菌毒力結(jié)構(gòu)呈多樣性，具有高度的復合性。

馬鈴薯；晚疫??；致病疫霉菌；生理小種

馬鈴薯晚疫病是由致病疫霉菌[Phytophtora infestans(Mont.)deBary]引起的毀滅性病害[1]。馬鈴薯晚疫病菌是寄生性很強的卵菌，具有明顯的生理分化現(xiàn)象。目前，世界各國對晚疫病菌的生理分化，也就是生理小種的劃分方法，是采用一套鑒別寄主R1-R11以及一個無毒基因r，進行活體鑒定，根據(jù)不同菌株在鑒別寄主上的反應確定小種類型。世界各地的研究結(jié)果證明，馬鈴薯晚疫病菌的生理小種類型在不斷地復雜化。

哈爾濱市馬鈴薯種植區(qū)每年都不同程度的發(fā)生，一般是減產(chǎn)20%，嚴重時50%左右，甚至絕產(chǎn)[2]。目前，在防治晚疫病方面主要是采用抗病育種、化學防治并結(jié)合相應的栽培技術(shù)。監(jiān)測馬鈴薯晚疫病菌的群體結(jié)構(gòu)變化，確定優(yōu)勢小種和強毒力小種的類型，有針對性的進行品種選育以及抗病品種的合理布局具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 鑒別寄主

本試驗所用鑒別寄主共12份。由國際馬鈴薯中心（CIP）引進一整套含有主效抗病單基因和不含抗病基因的感病材料，分別是R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R10，R11，r，均為試管苗。

表1 2010年哈爾濱馬鈴薯晚疫病菌生理小種的鑒定Table 1 Identification of physiological races of P.infestans isolates collected from Harbin City in 2010

1.1.2 供試菌株

供試菌株62個，采自哈爾濱市呼蘭區(qū)。

1.2 試驗方法

1.2.1 分離純化方法

采用夾心法，將發(fā)病葉片放入滅菌的培養(yǎng)皿內(nèi)，用無病薯片（約5 mm厚）覆蓋，保濕培養(yǎng)3~4 d后，待薯片上部長出菌絲體，挑取菌絲體，轉(zhuǎn)接到黑麥培養(yǎng)基上進行分離純化并保存，待用。

1.2.2 孢子懸浮液制備方法

在長滿菌絲的黑麥培養(yǎng)基上加3 mL冷的無菌水，用滅菌的毛筆刷取菌落表面，在4℃冰箱中培養(yǎng)2～3 h，低溫刺激游動孢子的釋放。用玻璃棒把菌絲搗碎，并用紗網(wǎng)濾去菌絲碎片，用血球計數(shù)板計數(shù)，稀釋成5×104的孢子囊懸浮液。

1.2.3 病菌生理小種鑒別方法

每個鑒別寄主中至少長有3枚0.5 cm大小的葉片時，進行接種，用微量移液器吸取游動抱子懸浮液10 μL滴于葉背，每處理3次重復，用無菌水作對照，將培養(yǎng)皿放于18℃光照培養(yǎng)箱中進行保濕培養(yǎng)（8 h黑暗，16 h光照），于第7~8d檢查結(jié)果。

1.2.4 生理小種的鑒定方法

根據(jù)馬鈴薯與致病疫霉的互作關(guān)系符合基因?qū)驅(qū)W說，確定供試菌株對鑒別寄主的抗（感）病性后，根據(jù)致病疫霉對11個抗性基因的毒性，按Black等[3]規(guī)定的國際命名系統(tǒng)確定致病疫霉的毒力結(jié)構(gòu)。

2 結(jié)果與分析

被測的62個馬鈴薯晚疫病菌菌株中，共鑒定出14個生理小種，其組成與出現(xiàn)頻率見表1和表2。

表2 哈爾濱馬鈴薯晚疫病生理小種的出現(xiàn)頻率Table 2 Frequency of different physiological races detected from Harbin City

通過對哈爾濱市的馬鈴薯晚疫病菌生理小種的鑒定發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)14個生理小種，分別為3.4.7，1.3.4.7，3.4.7.10，1.3.4.7.8，1.3.4.7.11，3.4.7.10.11，1.3.4.7.8.10，1.3.4.7.8.11，1.3.4.7.10.11，1.3.4.7.8.10.11，1.3.4.6.7.10.11，1.2.3.4.7.8.10.11，1.3.4.6.7.8.10.11和1.2.3.4.6.7.8.10.11。其中分布最為普遍的是小種1.3.4.7.8.10.11，出現(xiàn)頻率為33.87%,其次是小種1.3.4.7.8、小種1.3.4.7，出現(xiàn)頻率分別為14.52%和12.9%。從生理小種的種類看，哈爾濱呼蘭慶平村馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的生理小種類型較多，且組成復雜。

從鑒定結(jié)果可以得出，該地區(qū)致病疫霉群體中毒性基因出現(xiàn)的頻率有明顯的差異（圖1）。其中vir3，vir4和vir7的頻率最高均為100%，其次是vir1，vir11，vir8，vir10，vir2，vir6發(fā)生頻率分別為95.16%，66.13%，64.52%，58.07%，6.45%，4.84%，沒有發(fā)現(xiàn)vir5和vir9?？梢姡诳共∮N方面，抗性基因R1，R3，R4，R7，R8，R10和R11在該地區(qū)已失去了可利用的價值，而抗性基因R5和R9均有一定的利用性。從哈爾濱市生理小種毒力基因的組成和出現(xiàn)頻率來看，哈爾濱市的生理小種組成變得復雜，從含3個毒力基因到9個毒力基因的復合性小種均有出現(xiàn)。

圖1 毒性基因頻率Figure 1 Frequency of virulent genes

3 討論

黃河等[2]報道，黑龍江省1962~1967年的20個馬鈴薯晚疫病菌株，鑒定出4個生理小種，在一定程度上，也代表哈爾濱市生理小種發(fā)生情況。金光輝等[4]報道，黑龍江省2000年鑒定了17個菌株，共鑒定出14個生理小種，其中哈爾濱市呼蘭區(qū)的生理小種由4種組成，多為單基因生理小種，即小種0，4，9和1.2，其中優(yōu)勢種是4號小種。金光輝等[5]報道，黑龍江省2004年51個菌株，鑒定出21個生理小種類型，其中哈爾濱出現(xiàn)3.4.6.7.8.11生理小種，可以看出生理小種的組成有著復雜化的趨勢。金光輝等[6]報道，黑龍江省2008年83個菌株，鑒定出18個生理小種類型，其中哈爾濱市10個菌株，鑒定出5個生理小種，為0，3.4.7，3.7.11，3.4.7.11和3.4.6.7.11，最多僅含有5個毒力基因，其優(yōu)勢小種是3.4.7.11。

本試驗對哈爾濱市2010年的62個菌株進行了生理小種測定，生理小種由14種組成，優(yōu)勢小種是1.3.4.7.8.10.11，次優(yōu)勢小種是1.3.4.7.8和1.3.4.7。從近年來觀察發(fā)現(xiàn)，哈爾濱市的晚疫病菌生理小種的組成越來越復雜，由單個毒力基因向多毒力基因發(fā)展。從組成生理小種的毒力基因類型來看，哈爾濱市沒有出現(xiàn)能夠克服R5和R9抗性基因的小種，因此，在馬鈴薯生產(chǎn)中，哈爾濱各馬鈴薯產(chǎn)區(qū)短期內(nèi)可以針對性的使用含有R2，R6，R5和R9抗性基因的馬鈴薯品種，合理布局來防止晚疫病的發(fā)生，減少經(jīng)濟損失。同時在抗晚疫病育種方面，可以考慮培育含R5和R9抗性基因馬鈴薯新品種，對延緩和減少晚疫病的發(fā)生，具有一定的實際意義。

[1]宋伯符,謝開云.CIP的全球晚疫病防治倡議與我國的參與[J].馬鈴薯雜志,1997,11(1):51-55.

[2]黃河,程漢清,徐天宇,等.我國北部馬鈴薯晚疫病菌生理小種的發(fā)生和變化[J].植物病理學報,1981,11(1):45-49.

[3]Black W,Mastenbrock C,Mills W R,et al.A proposal for an international nomenclature of races of Phytophthora infestans and of genes controlling immunity in Solanumdemissum derivaties[J].Euphytica, 1953,2(3):173-179.

[4]金光輝,文景芝,董傳民,等.黑龍江省馬鈴薯晚疫病生理小種的類型與分布狀況研究[J].中國馬鈴薯,2003,17(4):213-215.

[5]金光輝,袁善奎,呂文河,等.黑龍江省馬鈴薯晚疫病菌生理小種類型及交配型研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報,2006,37(5): 610-614.

[6]金光輝,呂文河,白雅梅,等.黑龍江省馬鈴薯晚疫病菌生理小種的鑒定[J].東北農(nóng)業(yè)大學學報,2009,40(10):13-17.

Physiological Race of Phytophthora infestans on Potato in Harbin

GAO Yunfei,GUO Mei＊,WANG Xiaodan,MIN Fanxiang,YANG Shuai,LU Dianqiu,ZHANG Bixian,CHEN Lei
(Virus-free Seedling Research Institute,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin,Heilongjiang 150086,China)

Potato late blight,caused by Phytophtora infestans(Mont.)de Bary,is a catastrophic disease.In recent years,it occurs year after year,and tends to be more and more serious.In this research,62 isolates,which were collected from Harbin City in 2010,were identified in vitro assay forphysiological race of Phytophtora infestans.The results showed that physiological races of Phytophthora infestans in Harbin City were composed of 14 types,with 1.3.4.7.8.10.11 being dominant(33.87%) followed by 1.3.4.7.8(14.52%)and 1.3.4.7(12.90%),and the race with one virulentgene was not detected.These data suggest thatthe characteristics of Phytophthora infestans populations on potato in Harbin City be diverseand complicated.

potato;late blight;Phytophthora infestans;physiological race

S532

B

1672－3635（2013）02-0168-02

2013-03-21

科技部國際科技合作計劃項目（2010DFA32810）；科技部“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃研究課題（2012BAD06B02）；哈爾濱市科技攻關(guān)計劃項目（2010AA6CN071）。

高云飛（1984-），男，學士，研究實習員，主要從事馬鈴薯真菌病害研究。

郭梅，研究員，主要從事馬鈴薯真菌病害研究，E-mail：guo_plum@yahoo.com。