木薯疫霉根腐病在我國的發(fā)生調(diào)查及59份種質(zhì)的抗性評價

李超萍等

摘 要 在對我國木薯主栽區(qū)的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，疫霉根腐病在云南、海南、廣西、廣東等地普遍發(fā)生，已經(jīng)成為木薯產(chǎn)業(yè)中一個值得關(guān)注的新問題。采用室內(nèi)離體接種法進(jìn)行了59份木薯種質(zhì)的抗性評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅有6份種質(zhì)為高抗，占10.20%，11份種質(zhì)為高感，占18.64%，大部分種質(zhì)均表現(xiàn)出一定程度的感病性。田間活體接種進(jìn)一步證明SC11為高抗，而GR4為高感。

關(guān)鍵詞 木薯 ；疫霉根腐病 ；分布 ；抗性評價

分類號 S533

Survey on Cassava Root Rot of Pytophthora palmivora and

Resistance Evaluation on 59 Cassava Germplasms

LI Chaoping1） SHI Tao1） DUAN Chunfang2） CAI Jimiao1） HUANG Guixiu1）

（1 Environment and Plant Protection Institute/

Key Laboratory of Integrated Pest Management on Tropical Crops/

Ministry of Agriculture，Hainan Key Laboratory for Monitoring and Control of

Tropical Agricultural Pests， CATAS， Haikou， Hainan， 571101；

2 Institute of Tropical and Subtropical Economical Crops，

Yunnan Academy of Agricultural Sciences， Baoshan， Yunnan， 678000）

Abstract The survey for cassava root rot of Pytophthora palmivora was finished in our research， and this disease widely happened in Yunnan， Hainan， Guangxi and Guangdong provinces， which had became a new important obstacle of cassava industry. Using in vitro inoculation method in lab， the resistant evaluation of fifty-nine cassava germplasms was finished. The results showed only six kinds of germplasms were high resistant and the proportion was 10.20 %， eleven kinds of germplasms were high susceptible and the proportion was 18.64 %. Most of the germplasms showed certain degree of susceptibility. The vivo inoculation result confirmed cassava germplasms SC11 was high resistant and GR4 was high susceptible， and this test was studied on living plants in field.

Keywords cassava ； root rot ； distribution ； resistance evaluation

木薯（Manihot esculenta Crantz）為大戟科（Euphorbiaceae）木薯屬灌木狀多年生作物，起源于熱帶美洲，是和馬鈴薯、甘薯并稱的世界上三大薯類作物之一。木薯廣泛栽培于熱帶和部分亞熱帶地區(qū)，世界上約有6億人口以木薯為主食[1]。19世紀(jì)20年代前后，木薯首次傳入我國廣東省高州地區(qū)，隨后傳入海南，之后傳入廣西等地區(qū)。木薯具有耐旱、耐貧瘠、抗逆性好、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，因此種植范圍很快擴(kuò)大到整個華南地區(qū)，目前是我國熱區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。據(jù)國家木薯產(chǎn)業(yè)體系的統(tǒng)計，2013年種植面積47.33萬hm2，鮮薯總產(chǎn)量1 054.7萬t。木薯塊根富含淀粉，是主要的收獲物，在我國主要用于生產(chǎn)淀粉和酒精，目前是國內(nèi)最大的生物能源產(chǎn)業(yè)。我國的木薯產(chǎn)量不能滿足市場需求，近年來一直是世界上最大的進(jìn)口國[2]，據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，2013年我國共進(jìn)口木薯約738.9萬t，價值約18.3億美元[3]。我國國內(nèi)木薯種植業(yè)對于保障國內(nèi)市場供給和掌握國際木薯定價權(quán)具有重要意義。

由疫霉菌（Phytophthora spp）侵染引起的根腐病是木薯生產(chǎn)中的常見病害，廣泛發(fā)生于世界各個木薯種植區(qū)，拉丁美洲、亞洲和非洲的部分地區(qū)，為害尤為嚴(yán)重。GUO等[4]于2010年首次在我國海南發(fā)現(xiàn)由棕櫚疫霉（Pytophthora palmivora）侵染引起的木薯根腐病，但該病在我國尚缺少研究。筆者們開展了疫霉根腐病在我國木薯種植區(qū)的發(fā)生危害調(diào)查，并在收集國內(nèi)木薯主栽種質(zhì)的基礎(chǔ)上，開展了種質(zhì)的抗性評價工作，為生產(chǎn)上種質(zhì)選擇以及抗性育種等研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

木薯種質(zhì)共59份，由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種與資源研究所和廣西木薯研究所提供。棕櫚疫霉菌株CRHNO1由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所提供，分離自海南省儋州市的發(fā)病木薯塊根。病原菌培養(yǎng)采用PDA培養(yǎng)基（配方參照《植病研究方法》[5]）。

各木薯種質(zhì)栽種于海南省儋州市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所基地，按照常規(guī)方法進(jìn)行田間管理。CRHNO1在PDA培養(yǎng)基平板中28℃培養(yǎng)7 d，用滅菌的打孔器在菌落邊緣打取直徑約0.4 cm菌餅，備用。

1.2 方法

1.2.1 木薯根腐病調(diào)查

2010～2014年，于每年的12月至次年的3月木薯收獲季節(jié)，在廣西、廣東、海南、云南等省區(qū)的木薯種植園開展木薯根腐病的調(diào)查。參照《植病研究方法》[4]，采用五點(diǎn)取樣法進(jìn)行，按照以下的標(biāo)準(zhǔn)對危害程度進(jìn)行分級。-：無病害；+輕度受害，株發(fā)病率0～30%；++：中度受害，株發(fā)病率30%～60%；+++：嚴(yán)重受害，株發(fā)病率60%以上。

1.2.2 室內(nèi)離體接種

木薯種植8個月后，挖取健康、薯形一致、直徑約4.5 cm的塊根。將各個塊根先用自來水沖洗3遍，然后在4 %次氯酸鈉溶液中消毒3 min，再用無菌水沖洗3次，晾干備用。在木薯塊根上用打孔器打取一個直徑約0.6 cm、長約0.5 cm的薯釘。拔出薯釘，接種1個菌餅（菌絲面朝下）并蓋回薯釘，在接種處表面放一小團(tuán)用無菌水濕潤的滅菌脫脂棉進(jìn)行保濕處理，28 ℃培養(yǎng)7 d，以同樣大小的無菌PDA培養(yǎng)基塊做對照。每個塊根接種3個菌餅，每個種質(zhì)3根塊根，重復(fù)3次。

7 d后去掉脫脂棉，從接種部位將塊根橫切，觀察發(fā)病情況，按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級。0級：發(fā)病面積占橫切面的1/16以下；1級：發(fā)病面積占薯塊橫切面的1/16～1/8；2級：發(fā)病面積占薯塊橫切面的1/8～1/4；3級：發(fā)病面積占薯塊橫切面的1/4～1/2；4級：發(fā)病面積占薯塊橫切面的1/2-3/4；5級：發(fā)病面積占薯塊橫切面的3/4以上。按照以下公式計算各種質(zhì)的病情指數(shù)（DI）。DI=（∑各病級數(shù)×病級值）/（調(diào)查總數(shù)×最高級別值）×100。計算各種質(zhì)的平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差。按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗性評價。高抗（HR）：DI≤20；抗?。≧）：20.1≤DI≤40.0；中感（MS）：40.1≤DI≤60.0；感?。⊿）：60.1≤DI≤80.0；高感（HS）：DI≥80.1。

1.2.3 田間活體接種

木薯種植8個 月后，扒開塊根表面的土壤，參照前述的方法進(jìn)行接種，每個種質(zhì)接種5株，每株接種3根塊根，重復(fù)3次。接種后重新覆蓋土壤，7 d后調(diào)查并按前述方法進(jìn)行抗性分級。

2 結(jié)果與分析

2.1 木薯根腐病調(diào)查

調(diào)查結(jié)果表明，根腐病在我國云南、海南、廣東和廣西等木薯主產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生，其中云南保山、德宏，海南儋州等地部分田塊危害嚴(yán)重。主栽品種中，華南205受害尤為嚴(yán)重，2010年11月在海南省儋州市的株發(fā)病率約35%，而2011年5月該品種在云南省德宏州畹町鎮(zhèn)新開墾山坡地的株發(fā)病率超過80%（表1）。

2.2 木薯種質(zhì)抗性評價

采用室內(nèi)離體接種法評價了59份木薯種質(zhì)對根腐病的抗性。結(jié)果表明：越南KM98-1、305、華南11號、羅勇9號、241等6份種質(zhì)為高抗，占10.20%；抗病種質(zhì)有16份，占27.12%；中感種質(zhì)有10份，占16.95%；感病種質(zhì)有16份，占27.12%；桂熱4號、H72、346、華南5號、華南9號、204、304、Col2011、163、H680和BRA12等11份種質(zhì)為高感，占18.64%（表2）。

根據(jù)離體接種結(jié)果，選擇華南11號和桂熱4號進(jìn)行田間活體接種，結(jié)果華南11號的病情指數(shù)為（18.1±0.2），屬于高抗，而桂熱4號的病情指數(shù)為（83.5±0.3），屬于高感（圖1）。

3 結(jié)論與討論

疫霉菌根腐病是我國木薯生產(chǎn)中的新發(fā)病害，筆者們的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該病已在我國木薯主栽區(qū)普遍發(fā)生，云南和海南地區(qū)部分田塊危害嚴(yán)重，已經(jīng)成為相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中值得重視的一個新問題。采用抗病品種是作物生產(chǎn)中病害防治的有效方法之一。根腐病嚴(yán)重危害木薯，國外研究者開展了種質(zhì)選育等方面的大量工作。1990年巴西農(nóng)業(yè)研究中心培育出兩個抗根腐病種質(zhì)IM-175和IM-158，輔以合理的栽培管理措施，使用這兩個種質(zhì)能夠挽回約80%的產(chǎn)量損失[6]。Lozano等[7]也從126個木薯種質(zhì)中篩選到6個對P. palmivora、P.melonis和P. tropicalis高抗的品種。本研究進(jìn)行了59份木薯種質(zhì)對棕櫚疫霉根腐病菌的人工抗性評價，發(fā)現(xiàn)僅有10.20%的種質(zhì)（6份）表現(xiàn)為高抗，而絕大多數(shù)種質(zhì)均表現(xiàn)出不同程度的感病性。這些抗性種質(zhì)均可供生產(chǎn)上選擇種植或用作進(jìn)一步種質(zhì)培育的材料。

根腐病菌雖然在木薯整個生長周期均可為害，但收獲時塊根的發(fā)病情況是木薯種植戶最為關(guān)注的。常規(guī)的田間菌液灌根接種時，由于塊根形成周期長、接種體在田間分布不均勻，以及受天氣、人為因素等影響，因此評價結(jié)果很難準(zhǔn)確反映種質(zhì)之間的抗性差異情況。研究者多采用離體接種來評價種質(zhì)的抗性，Elizabeth A等[8]采用離體接種進(jìn)行了木薯根腐病的病原鑒定。CIAT的研究者采用水培法種植木薯，在營養(yǎng)液中接種病原菌，通過檢測塊根表皮上病菌的定殖情況來評價種質(zhì)抗性[9]。Lima等[10]選用種植40 d的木薯，通過莖桿接種法進(jìn)行了其對疫霉菌的抗性評價，從96份種質(zhì)中篩選到3份具有較好抗性的種質(zhì)。項目組前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)華南205種植在土質(zhì)粘重、排水不良的田塊時，受根腐病為害尤為嚴(yán)重，但室內(nèi)抗性評價結(jié)果表明其為中感，造成這種差異的原因可能是環(huán)境因素的影響或者病原菌菌株有所不同所造成的。田間條件下，根腐病菌的危害機(jī)理和種質(zhì)發(fā)病情況，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)

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[8] Elizabeth A. Characterizing the Phytophthora spp， fungus， causal agent of root rot disease in Cassava[J]. Plant Disease， 2011（4）： 423-428

[9] CIAT. About Cassava Research. [EB/OL]http：//ciat.cgiar.org/cassava-research/.

[10] Lima M F， Takatsu A，Reifschneider F J B. Reaction of cassava genotypes to Phytophthora dreschleri[J]. Fitopatologia Brasileira， 1995（20）： 406-415.