小豆種質(zhì)資源對大豆花葉病毒病抗性的初步研究

陳新+崔曉艷+袁星星+萬建民+翟虎渠

摘要：大豆花葉病毒（SMV）病是危害大豆的最主要病毒病之一，在我國不同地區(qū)普遍發(fā)生且各地生理小種都有不同。小豆病毒病近年來在各地發(fā)生具有加重的趨勢，但小豆病毒侵染來源等相關(guān)研究不甚清楚。利用大豆花葉病毒流行生理小種對來自國內(nèi)不同地區(qū)的小豆品種進(jìn)行接種侵染研究，接種SMV于137份小豆品種，調(diào)查發(fā)病情況發(fā)現(xiàn)50個(gè)品種發(fā)病，癥狀包括花葉、矮縮、壞死，說明大豆花葉病毒也可侵染小豆，且大多數(shù)癥狀為花葉，破壞寄主的葉綠體功能。2個(gè)SMV株系的發(fā)病品種數(shù)量無明顯差異，說明病毒的侵染范圍與病毒的致病力強(qiáng)弱無必然聯(lián)系，只與寄主的“基因-基因”識別有關(guān)。該發(fā)現(xiàn)為國內(nèi)首次相關(guān)報(bào)道，為小豆病毒病的研究打下了相關(guān)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：小豆;大豆花葉病毒;接種;侵染;抗病性

中圖分類號： S435.651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）04-0156-02

收稿日期：2014-01-07

基金項(xiàng)目：食用豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（編號：CARS-09）;江蘇省科技支撐計(jì)劃（編號：BE2013379）;江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號：CX（12）2024]。

作者簡介：陳 新（1970—），男，江蘇射陽人，研究員，主要從事豆類作物的遺傳育種及病蟲害防控研究。E-mail：cx@jaas.ac.cn。

我國小豆栽培面積約33.3萬hm2，年總產(chǎn)量在50萬t左右。病蟲害是危害小豆產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年因田間病蟲害而使小豆產(chǎn)量損失在30%以上，還不算由于倉貯豆象引起的產(chǎn)量損失，已經(jīng)嚴(yán)重影響了我國小豆的生產(chǎn)與貿(mào)易。小豆病毒病是危害小豆的最主要病害之一，近年來隨著各地復(fù)種指數(shù)的提高、自然災(zāi)害的多發(fā)，呈現(xiàn)日趨嚴(yán)重的趨勢。

國內(nèi)外學(xué)者對小豆病毒病種類、分離方法等進(jìn)行了初步研究。在病毒種類及鑒定方面，趙國防應(yīng)用ELISA異種動物雙抗體夾心法檢測了天津市紅小豆病毒類型，結(jié)果表明天津市郊縣紅小豆存在CMV（黃瓜花葉病毒）、CAbMV（豇豆蚜傳花葉病毒）、AMV（苜?；ㄈ~病毒）、BBwV（小豆萎蔫病毒）4種病毒類型，其中以CAbMV、CMV 2種病毒為主要類型，分別占檢測樣品總數(shù)的46.83%、40.80%，而AMV和BBWV 2種類型的病毒數(shù)量很少[1]。天津市郊縣紅小豆在田間自然感染情況下存在CMV和CAbMV 2種病毒的復(fù)合侵染現(xiàn)象，復(fù)合侵染率達(dá)16.95%。Lizuka從小豆中分離出小豆花葉病毒（AzMV）、豇豆黑眼病毒（BlCMV）、菜豆普通花葉病毒（BCMV）、豆類黃化花葉病毒（BYMV）、黃瓜花葉病毒（CMV）和木薯葉病毒（AMV），田間試驗(yàn)中各種病毒均對小豆產(chǎn)量構(gòu)成一定影響，其中小豆花葉病毒導(dǎo)致小豆減產(chǎn)3.5%～93%，黃瓜花葉病毒導(dǎo)致小豆減產(chǎn)18%～25%，豇豆黑眼病毒導(dǎo)致小豆減產(chǎn)33%，木薯花葉病毒導(dǎo)致小豆減產(chǎn)70%，在251種豆類品種中鑒定出23份高抗病毒病資源[2]。郭京澤等從河北省赤豆實(shí)生苗上獲得1個(gè)分離物，種傳引起赤豆產(chǎn)生疤狀花葉，經(jīng)汁液摩擦接種，桃蚜、豆蚜以非持久性方式傳播，SDS-免疫雙擴(kuò)散試驗(yàn)表明它與黑眼豇豆花葉病毒（BICMV）血清學(xué)關(guān)系十分密切[3]。研究認(rèn)為，赤豆花葉病毒河北省分離物為BICMV，河北省赤豆種子攜帶該病毒百分比為3%～5%。韓國的Nam等從小豆品種中分離出AMV、CMV、AzMV等3種病毒并進(jìn)行了抗血清鑒定，同時(shí)對這3種病毒所引起小豆的葉片黃化、花葉、矮縮等不同癥狀進(jìn)行了系統(tǒng)觀察和研究[4]。

以上研究目前僅集中于對病毒病種類的劃分、傳播媒介的研究等，而對小豆病毒病的來源、與不同近緣作物的交叉?zhèn)鞑サ确矫嫜芯可跎伲瑢Υ蠖够ㄈ~病毒病不同生理小種對小豆侵染的可能性的研究目前在國內(nèi)外仍是空白。為研究大豆花葉病毒病不同株系對小豆不同品種的侵染情況，特進(jìn)行本試驗(yàn)。

1 材料與方法

試驗(yàn)所需大豆花葉病毒（soybean mosaic virus，SMV）的2個(gè)株系SC3和SC15均由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆改良中心提供，137份小豆品種為筆者所在研究室收集保存的小豆資源（編號為XD006至XD154，不連續(xù)），其中100份為湖北省保存的來自中國北方和南方的不同地區(qū)的小豆資源（為最新篩選的國家小豆核心種質(zhì)，在其他農(nóng)藝性狀各方面均有顯著特點(diǎn)），包括來自國內(nèi)的不同粒色的小豆品種（圖1），其余為目前國內(nèi)最新育成的來自不同生態(tài)區(qū)的小豆品種（編號為SXD001至SXD037）。將收集和保存的來自全國各地的137份小豆品種每品種取30粒，分3次重復(fù)，每重復(fù)10粒，于2011年5月23日分別均勻播種于加有營養(yǎng)土的盆缽中，在玻璃溫室內(nèi)盆栽種植，待出苗后每盆缽定苗3株。

待全部小豆品種處于2～4張復(fù)葉時(shí)，于2011年6月24日分別接種目前南方地區(qū)SMV侵染力不同的2個(gè)株系SC3和SC15，每株系接種1盆，每盆3株。SC3、SC15分別代表弱毒株系、強(qiáng)毒株系，接種后1周至1個(gè)月分別調(diào)查各小豆植株對病毒病的癥狀反應(yīng)（圖2）。于2011年7月3日、11日、19日、25日分4次調(diào)查各品種小豆植株的發(fā)病情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆病毒病不同株系對不同小豆品種的侵染情況

經(jīng)接種SMV于137份小豆品種，調(diào)查發(fā)病情況發(fā)現(xiàn)50個(gè)品種發(fā)病，其中40個(gè)品種接種SC3后發(fā)病，26個(gè)品種接種SC15后發(fā)病，16個(gè)品種接種SC3、SC15 2個(gè)株系均表現(xiàn)發(fā)病，發(fā)病癥狀包括花葉、矮縮、壞死（圖3、表1）。在50個(gè)發(fā)病品種中全部有花葉癥狀出現(xiàn)，只有7個(gè)品種發(fā)病癥狀不唯一為花葉，其中6個(gè)品種為花葉與矮縮或壞死，1個(gè)品種在強(qiáng)致毒株系接種時(shí)直接表現(xiàn)為壞死。

通過以上分析可初步推斷，大豆花葉病毒也可侵染小豆，且大多數(shù)癥狀為花葉，通過花葉來破壞寄主的葉綠體功能。2個(gè)SMV株系的發(fā)病品種數(shù)量無明顯差異，說明病毒的侵染范圍與病毒的致病力強(qiáng)弱無直接相關(guān)性，只與寄主的“基因-基因”識別有關(guān)。endprint

2.2 不同地理來源的小豆品種感染大豆病毒病的情況分析

有5個(gè)品種在SC3接種后有壞死情況出現(xiàn)，分別為SXD034、XD040、XD123、XD103、XD049，另外有2個(gè)品種在接種SC3后表現(xiàn)矮縮，分別為XD087、XD063（表1）。從地理來源看，小豆病毒病在接種后發(fā)病情況并沒有特殊的與地理來源的相關(guān)性。

從育成品種抗病情況來說，來自江蘇的品種SXD034對病毒病的抵抗力最差，出現(xiàn)壞死癥狀，而SXD004（保876-16）、SXD012（09-TY003黃粒小豆）2個(gè)品種在強(qiáng)和弱致毒株系接種情況下均表現(xiàn)發(fā)病，SXD026（黑色大粒小豆）、SXD032（5124） 2個(gè)品種在強(qiáng)致毒株系SC3侵染時(shí)表現(xiàn)發(fā)病，SXD007（品紅2000-47）、SXD021（09TY012綠色小豆）在弱致毒株系SC15侵染時(shí)表現(xiàn)發(fā)病，而在強(qiáng)致毒株系侵染時(shí)卻不發(fā)病，這進(jìn)一步說明不同品種和不同病毒株系之間存在專一性的“基因?qū)颉标P(guān)系。

試驗(yàn)選用了黃種皮、綠種皮、雙色種皮、黑種皮等不同種皮顏色的小豆品種（SXD011至SXD026）進(jìn)行了病毒病接種鑒定，試驗(yàn)結(jié)果初步表明種皮顏色與抗病毒病之間沒有明顯的相關(guān)性存在。

表1 不同小豆品種對大豆花葉病毒病不同株系接種后的表現(xiàn)情況

品種 SC3 SC15 品種 SC3 SC15

XD016 M XD103 M+N

XD020 M XD104 M M

XD024 M XD105 M M

XD027 M XD106 M

XD031 M XD109 M

XD032 M M XD110 M

XD040 M+N M XD111 M M

XD043 M XD112 M M

XD047 M XD115 M

XD049 M+N M XD116 M

XD050 M XD119 M M

XD053 M XD121 M M

XD063 M+S M XD122 M

XD067 M XD123 M+N

XD076 M XD124 M M

XD077 M XD127 M M

XD078 M XD148 M

XD080 M XD151 M

XD082 M SXD004 M M

XD086 M M SXD007 M

XD087 M+S SXD012 M M

XD088 M SXD021 M

XD090 M SXD026 M

XD092 M SXD032 M

XD096 M SXD034 N M

注：M代表花葉;S代表矮縮;N代表壞死;空白代表無癥狀。

試驗(yàn)中另外一些品種，如Su0021（SXD002）、保紅947（SXD003）、保8824-17（SXD006）、啟東大紅袍（SXD009）等現(xiàn)有主栽品種對SC3和SC15 2個(gè)致病株系均表現(xiàn)出不侵染，這有利于在今后育種中進(jìn)一步應(yīng)用。

3 討論

長期以來，豆類作物病毒病研究僅局限于單一豆科作物，而對豆科作物病毒病之間的交叉侵染缺少研究。由于大豆為國內(nèi)主要農(nóng)作物之一，在中國廣泛分布與種植，而大豆病毒病不僅株系復(fù)雜，而且株系之間或不同生理小種常因氣候條件或品種更換、輪作制度改變等發(fā)生不同變化，給大豆病毒病抗性品種篩選與防治方法帶來很大難度。

小豆是我國栽培面積較大的豆類作物之一，由于種植地區(qū)主要集中在東北黑龍江、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林，華北的河北、天津以及陜西、山西等?。ㄊ?、區(qū)），相對病害較少，近幾年隨著綠豆、小豆等食用豆單價(jià)的提高，不少豆農(nóng)開始大面積擴(kuò)種小豆，但隨著種植面積的快速擴(kuò)大和品種在不同地區(qū)的引進(jìn)等原因，小豆病害特別是病毒病呈現(xiàn)不斷蔓延的趨勢，目前已經(jīng)上升為小豆的最主要病害之一，給小豆生產(chǎn)帶來了巨大的危害。

在不少地區(qū)，由于對小豆病毒病研究不深，豆農(nóng)不知小豆病毒病的來源，在嘗試藥劑拌種等各種方法后仍然發(fā)現(xiàn)田間有小豆病毒病存在，廣大豆農(nóng)和農(nóng)技工作者對此一籌莫展。而通過大豆病毒病對小豆不同品種的侵染可知，該類病毒病可在不同豆種之間進(jìn)行交叉?zhèn)魅荆@就要求植物保護(hù)人員和豆農(nóng)在進(jìn)行田間小豆病毒病防治的同時(shí)，對鄰近大豆田塊病毒病也要進(jìn)行同時(shí)防治，以杜絕病毒病之間的交叉感染。對小豆不同品種進(jìn)行病毒病接種的篩選試驗(yàn)，篩選出一些對病毒病具有抗性的品種，這些品種可作為抵抗該類株系的抗性品種在生產(chǎn)和育種中加以利用。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙國防. 中國小雜糧[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[2]Lizuka N. Studies on virus diseases of adzuki bean （Vigna angularis） in Japan[J]. Bulletin of the Tohuko National Agricultural Experiment Station，1990，82：77-113.

[3]郭京澤，曹壽先. 河北省赤豆花葉病毒分離物的鑒定[J]. 植物病理學(xué)報(bào)，1992，22（4）：307-311.

[4]Nam K H，Moon S K，Keon S H，et al. Identification of virus from adzuki bean plant[J]. Korean J Crop Sci，1997，42（2）：160-165.endprint