新疆主要棉區(qū)棉花黃萎病發(fā)生概況

劉海洋, 王 偉, 張仁福, 武 剛, 姚 舉*

(1.農(nóng)業(yè)部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,烏魯木齊 830091; 2. 新疆阿拉爾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所, 阿拉爾 843300)

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新疆主要棉區(qū)棉花黃萎病發(fā)生概況

劉海洋1, 王 偉1, 張仁福1, 武 剛2, 姚 舉1*

(1.農(nóng)業(yè)部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,烏魯木齊 830091; 2. 新疆阿拉爾農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所, 阿拉爾 843300)

為了解目前新疆棉花黃萎病的發(fā)生現(xiàn)狀,對新疆主要植棉地區(qū)棉花黃萎病發(fā)生程度、落葉型菌系分布以及代表棉區(qū)主栽品種黃萎病抗性類型、棉花黃萎病發(fā)生規(guī)律進(jìn)行了調(diào)查研究。結(jié)果表明：在調(diào)查的新疆棉田中棉花黃萎病發(fā)病田占58.2%,其中病情指數(shù)達(dá)5.0以上的棉田占28.1%;新疆棉花黃萎病菌系中37.3%為落葉型菌系;阿克蘇棉區(qū)主栽的棉花品種(系)‘中棉49號’、‘中棉414號’、‘2905’棉花黃萎病抗性表現(xiàn)為耐病,生產(chǎn)上缺乏抗病品種。阿克蘇棉區(qū)棉花黃萎病發(fā)生始期較往年趨早,發(fā)病程度趨于嚴(yán)重,6月下旬至7月下旬為棉黃萎病快速發(fā)展期,后期由于高溫抑制作用,發(fā)病趨緩。

棉花黃萎病; 落葉型菌系; 主栽品種; 發(fā)生規(guī)律

2010-2012年新疆全區(qū)棉花種植面積分別為146萬、160萬和172萬 hm2,逐年增加,全疆2012年棉花產(chǎn)量為353.95萬 t[1],占全國比例50%以上。在全國棉花種植面積逐年減少的大背景下[2-3],新疆棉花的戰(zhàn)略地位更加凸顯。但是,生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn),新疆棉區(qū)尤其是建設(shè)兵團(tuán)植棉地區(qū)面臨棉花黃萎病危害的威脅日益加重。種植結(jié)構(gòu)單一(棉花占全疆農(nóng)作物種植面積的33.5%,兵團(tuán)占比高達(dá)49.2%[1])、輪作倒茬實(shí)施困難、棉稈還田加之長年連作以及種植品種抗病性差[4-9]等是目前新疆棉花黃萎病發(fā)生日趨嚴(yán)重的重要因素。鑒于此,本文對新疆主要植棉地區(qū)棉田黃萎病發(fā)生程度、強(qiáng)致病力落葉型菌株分布以及代表棉區(qū)主栽品種大田黃萎病抗性表現(xiàn)、棉花黃萎病發(fā)生規(guī)律進(jìn)行了調(diào)查研究,以期為棉花工作者了解新疆棉區(qū)棉花黃萎病的發(fā)生現(xiàn)狀提供幫助。

1 材料與方法

1.1 病情調(diào)查

2013年7月29日開始到8月17日止,以縣(市)為單位隨機(jī)取樣調(diào)查當(dāng)?shù)鼐哂写硇悦尢锩撄S萎病發(fā)生情況,每縣(市)調(diào)查10個點(diǎn),各調(diào)查點(diǎn)間隔約5 km。每塊調(diào)查棉田面積15 hm2左右,采用5點(diǎn)調(diào)查法,每點(diǎn)調(diào)查100株。

利用棉花黃萎病自然病圃對棉花品種(系)黃萎病抗性進(jìn)行鑒定,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,3重復(fù),病圃發(fā)病均勻。8月20日左右調(diào)查病情指數(shù),對主栽棉花品種黃萎病抗性進(jìn)行劃分。

在阿克蘇棉區(qū)定點(diǎn)、持續(xù)調(diào)查棉花黃萎病發(fā)生規(guī)律。每年自6月10日起每隔5 d調(diào)查一次棉花黃萎病發(fā)生情況。供試棉花品種為‘中棉35號’,2013年棉花播期為4月20日,較2012年早,與往年持平。

文中涉及的棉花黃萎病病情調(diào)查均按全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級。

1.2 供試菌系及DNA提取

59株新疆棉花黃萎病菌系;對照菌系：落葉型菌系V991。

利用Fungal DNA Kit D3195-01真菌試劑盒提取基因組DNA。落葉型引物D1/D2 (D1:CATGTTGCTCTGTTGACTGG, D2: GACACGGTATCTTTGCTGAA)。本研究所用引物、Marker及反應(yīng)體系均購自北京鼎國昌盛生物公司。

1.3 反應(yīng)體系

PCR反應(yīng)體系組成見表1。

表1 提取基因組DNA采用的PCR反應(yīng)體系

1.4 擴(kuò)增程序

94 ℃預(yù)變性5 min;進(jìn)入循環(huán),94 ℃變性1 min,56 ℃退火1 ℃,72 ℃延伸3 min,30個循環(huán);74 ℃延伸10 min。

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均利用EXCEL軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要植棉地區(qū)棉花黃萎病發(fā)生情況

于2013年7月29日開始對北疆棉區(qū)精河縣、奎屯市、石河子市、五家渠市等共計9個主要種植棉花的市(縣)選取有代表性條田對其棉花黃萎病進(jìn)行調(diào)查;自8月7日開始對南疆莎車縣、麥蓋提縣、巴楚縣、圖木舒克市、阿瓦提縣、尉犁縣等11個傳統(tǒng)植棉市(縣)進(jìn)行棉花黃萎病發(fā)生情況調(diào)查。結(jié)果見表2。

表2 新疆主要棉區(qū)棉花黃萎病病情指數(shù)抽樣調(diào)查結(jié)果1)

1) 共計213個調(diào)查點(diǎn)(北疆93個，南疆120個)，部分調(diào)查點(diǎn)未發(fā)病未在表中列出。

A total of 213 locations were investigated (93 locations in North of Xinjiang, 120 locations in South of Xinjiang),some places without the disease were not listed in the table.

如表2所示,北疆棉田以無病田和病情指數(shù)低于5.0的棉田為主,此類型棉田占74.4%,其中病情指數(shù)為0.1～5.0的棉田比例最高。病情指數(shù)在10.0以上的棉花黃萎病嚴(yán)重發(fā)生棉田占調(diào)查點(diǎn)比例為20%;南疆棉田中無病田所占比例遠(yuǎn)高于其他類型棉田。棉花黃萎病嚴(yán)重發(fā)生,病情指數(shù)在10.0以上的棉田占比為15.0%。

在全疆共計213個調(diào)查點(diǎn)中,有棉花黃萎病發(fā)生的調(diào)查點(diǎn)為124個,占58.2%。其中病情指數(shù)0.1～5.0的調(diào)查點(diǎn)為64個,占30.0%；病情指數(shù)5.1～10.0的調(diào)查點(diǎn)25個,占11.7%；病情指數(shù)10.1～20.0的調(diào)查點(diǎn)20個,占9.4%；病情指數(shù)在20.0以上的調(diào)查點(diǎn)15個,占7.0%。按照調(diào)查點(diǎn)病情指數(shù)由低到高劃分的類型比例,隨著棉花黃萎病病情指數(shù)的升高而呈現(xiàn)降低的趨勢,其中無病田所占比例最高。值得注意的是病情指數(shù)10.0以上的調(diào)查棉田所占比例達(dá)到16.4%,需要引起足夠的重視。

圖1 新疆主要棉區(qū)各種類型病田占比圖Fig.1 Disease index in the cotton fields in main cotton planted regions of Xinjiang

2.2 新疆代表棉區(qū)棉花黃萎病普查結(jié)果

南疆塔河流域棉區(qū)是新疆的傳統(tǒng)植棉大區(qū),其

棉花黃萎病的發(fā)生情況在新疆具有一定的代表性,根據(jù)近幾年的棉花黃萎病普查數(shù)據(jù),分析棉花黃萎病的發(fā)生趨勢。

塔河流域棉區(qū)3年棉花黃萎病普查結(jié)果顯示,發(fā)病田比例均在55%以上,重病田比例均在20%以上,棉花黃萎病發(fā)生十分嚴(yán)重。此普查數(shù)據(jù)與2013年全疆20個主要棉區(qū)棉花黃萎病調(diào)查數(shù)據(jù)58.2%相符合,說明目前在新疆,棉花黃萎病的發(fā)生已經(jīng)普遍維持在一個較高的水平,且從普查結(jié)果可以看出,不同年份重病田所占比例呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。

表3 2008、2010、2013年塔河流域棉區(qū)棉花黃萎病發(fā)生情況普查結(jié)果

2.3 新疆棉花黃萎病落葉型菌系分布

棉花黃萎病發(fā)生情況調(diào)查表明,目前新疆棉花黃萎病以普通型為主。棉花黃萎病根據(jù)病征不同主要分為落葉型和普通型,其中落葉型菌系為強(qiáng)致病力菌系,摸清其在新疆主要棉區(qū)的分布情況有助于棉花品種的合理布局,減少棉花黃萎病造成的損失。利用棉花黃萎病菌落葉型菌系特異性引物D1/D2對新疆主要棉區(qū)采集的59株菌系進(jìn)行PCR擴(kuò)增,其中22株菌系擴(kuò)增出大小為550 bp左右的特異性片段,片段大小與落葉型標(biāo)準(zhǔn)菌系V991一致(圖2),占供試菌系的37.3%。

圖2 落葉型特異性引物D1/D2對部分供試菌系的PCR擴(kuò)增結(jié)果Fig.2 Results of PCR amplification of tested strains with primers D1/D2

2.4 代表棉區(qū)主栽品種棉花黃萎病抗性鑒定

現(xiàn)階段公認(rèn)的防治棉花黃萎病最為經(jīng)濟(jì)有效的措施為種植抗病品種,但是棉花抗黃萎病的育種非常困難,全國范圍內(nèi)好的抗病品種也很有限,且往往不能適應(yīng)不同的環(huán)境。

對2012、2013年阿克蘇棉區(qū)種植面積較大的棉花品種(系)黃萎病抗性情況采用絕對病情指數(shù)劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了鑒定。作為阿克蘇棉區(qū)種植面積較大的品種‘中棉49號’,棉花黃萎病抗性表現(xiàn)為耐病,穩(wěn)產(chǎn)性好,但其生育期略長,第一果枝節(jié)位較低影響機(jī)采?！玛懼?7號’、‘新陸中28號’作為在塔里木盆地南、北片棉區(qū)推廣的品種,表現(xiàn)出豐產(chǎn)性好、抗蟲性好、株型緊湊較適于機(jī)采的特點(diǎn),但由于其黃萎病抗性較差建議在輕病田種植。‘2905’品系田間耐黃萎病性較強(qiáng),結(jié)鈴性較好,機(jī)采效率高。‘德農(nóng)0908號’早熟、豐產(chǎn),但是耐黃萎病性較差,可在輕病田局部種植。鑒定結(jié)果表明,阿克蘇棉區(qū)主栽的棉花品種(系)‘中棉49號’、‘中棉414號’和‘2905’棉花黃萎病抗性表現(xiàn)為耐病,耐病品種(系)僅占21.4%,其余主栽棉花品種表現(xiàn)感病,生產(chǎn)上缺乏抗病品種。

表4 阿克蘇棉區(qū)主栽棉花品種黃萎病抗性鑒定結(jié)果1)

1) 黃萎病抗性劃分標(biāo)準(zhǔn)：免疫，病情指數(shù)0.0;高抗，病情指數(shù)0.1～20.0;抗病，病情指數(shù)20.1～30.0;耐病，病情指數(shù)30.1～50.0;感病，病情指數(shù)50.0以上。

Resistance standard ofVerticilliumwilt according to disease index： Immune: 0.0; High resistance: 0.1-20.0; Resistance: 20.1-30.0;Tolerance: 30.1-50.0; Sensitive: >50.0.

2.5 棉花黃萎病發(fā)生規(guī)律調(diào)查

在阿克蘇棉區(qū)定點(diǎn)、持續(xù)調(diào)查棉花黃萎病全年發(fā)生情況。從調(diào)查結(jié)果(圖3)來看, 6月10日棉花黃萎病平均病情指數(shù),2008年、2009年、2010年和2012年分別為0、0、0.8和1.3,2013年呈現(xiàn)發(fā)病趨早、重的趨勢,6月10日平均病情指數(shù)已達(dá)3.1。6月下旬病情指數(shù)為15.6,與2010年和2012年的病情指數(shù)16.9和19.0趨近,顯著高于2008年和2009年的病情指數(shù)3.6和2.0;6月下旬至7月下旬為棉花黃萎病的快速發(fā)展期,與2008年、2009年和2010年3年相比,2013年棉花黃萎病發(fā)生速度快,發(fā)生程度重,但是較2012年相比發(fā)生速度慢,發(fā)病程度輕;8月份為棉花黃萎病的發(fā)生末期,發(fā)病呈現(xiàn)逐步增高的趨勢,至8月下旬發(fā)病程度與2012年基本持平,高于2008年、2009年和2010年同期。

整體來看,2013年棉花黃萎病發(fā)生早且嚴(yán)重,6月下旬至7月下旬快速發(fā)展,至8月上旬由于高溫作用,發(fā)病趨緩。雖然全年發(fā)病程度低于2012年,但相比往年已呈上升趨勢。

3 結(jié)論與討論

棉花作為新疆的支柱產(chǎn)業(yè),在我國的棉花產(chǎn)業(yè)中占有重要的戰(zhàn)略地位。因此,確保新疆的棉花生產(chǎn)安全具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。棉花黃萎病作為目前棉花最重要的病害,近年來,在新疆發(fā)生和危害呈現(xiàn)加重趨勢。全疆主要植棉地區(qū)病情抽樣調(diào)查和代表棉區(qū)病情普查結(jié)果表明,新疆目前超過一半的棉田發(fā)生棉花黃萎病,且病情指數(shù)5.0以上的棉田占比高達(dá)28.1%,已造成了較大損失,需要引起足夠的重視。

研究表明,新疆棉花黃萎病菌系的致病性較強(qiáng)[10],但直至1996年新疆尚未發(fā)現(xiàn)強(qiáng)致病力的落葉型菌系[11-12],2004年研究表明,新疆已存在少量落葉型菌系[13],至2008年相關(guān)研究表明，新疆南、北部棉區(qū)落葉型菌系占比分別達(dá)到了33.3%和39.0%[14-15]。本研究發(fā)現(xiàn),新疆所采集分離的棉花黃萎病菌系中37.3%為落葉型菌系,其中,分離到棉花黃萎病菌系的區(qū)域中60%檢測到落葉型菌系,在新疆棉區(qū)呈現(xiàn)普遍發(fā)生的現(xiàn)狀。

圖3 2008-2013年自然病圃棉花黃萎病發(fā)生情況(2011年除外)Fig.3 The occurrence of cotton Verticillium wilt in the natural disease nursery in 2008-2013(except 2011)

現(xiàn)階段防治棉花黃萎病主要依靠種植抗病品種[16],但由于抗病品種缺乏，培育速度滯后，品種抗性退化等致使棉花黃萎病猖獗危害。目前,新疆棉花品種以耐黃萎病品種為主,缺乏抗性品種,亟需培育新的抗病品種[4]。本研究對阿克蘇棉區(qū)主栽的棉花品種的黃萎病抗性調(diào)查結(jié)果表明,‘中棉49號’、‘中棉414號’和‘2905’棉花黃萎病抗性表現(xiàn)為耐病,缺乏抗病品種。在此情況下,加強(qiáng)棉田病情普查尤為重要,確切劃分無病區(qū)和輕、重病區(qū),生產(chǎn)中要對輕病田和零星發(fā)病田以及稻茬棉田等枯黃萎病危害輕的棉田有計劃、合理地進(jìn)行品種布局,嚴(yán)控調(diào)種程序,做好農(nóng)機(jī)設(shè)備清潔,保護(hù)無病田,降低棉花黃萎病的發(fā)生。

作為傳統(tǒng)植棉大區(qū)的阿克蘇棉區(qū)棉花黃萎病發(fā)病復(fù)雜,同一品種在不同區(qū)域抗病性表現(xiàn)有差異,部分區(qū)域發(fā)病明顯提前,發(fā)生程度明顯加重。且近年來年度氣候條件的極端變化造成了棉花黃萎病發(fā)病程度年際之間起伏較大。2010年以來,阿克蘇地區(qū)降雨明顯增多,2010年阿克蘇地區(qū)大部分縣、市年降水量75.1～170.4 mm,較往年偏多20%～90%,主要降水時段在6-7月和9-10月;2013年自5月中旬以來,阿克蘇地區(qū)降水頻繁,累計降水量比常年同期偏多1倍以上,6-7月份多次發(fā)生降雨甚至暴雨。結(jié)合棉花黃萎病的調(diào)查結(jié)果來看,雨量的逐漸增多可能是棉花黃萎病發(fā)生趨于嚴(yán)重的助因。

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(責(zé)任編輯：王 音)

Occurrence overviews of cottonVerticilliumwilt in Xinjiang

Liu Haiyang1, Wang Wei1, Zhang Renfu1, Wu Gang2, Yao Ju1

(1. Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Northwestern Oasis of Ministry of Agriculture, P.R.China, Institute of Plant Protection,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091,China; 2. Alaer Institute of Agricultural Sciences, Xinjiang 843300, China)

The occurrence degree ofVerticilliumwilt and the distribution of defoliating strains ofVerticilliumdahliaewere investigated in main cotton planted regions of Xinjiang. In addition, the disease resistance type of main cotton varieties and the occurrence rule ofVerticilliumwilt were studied. The results showed that disease fields ofVerticilliumwilt accounted for 58.2% in Xinjiang, and the fields with the disease index above 5.0 accounted for 28.1%. Defoliating strains ofV.dahliaeaccounted for 37.3% in Xinjiang. TheVerticilliumwilt resistance of main cotton varieties ‘Zhongmian 49’, ‘Zhongmian 414’,‘2905’ is tolerant in Aksu, while there is a lack of anti-Verticilliumwilt varieties in practice. In Aksu, cottonVerticilliumwilt is happening earlier and much more seriously than last few years, it develops rapidly from late June to late July, and turns slowly at later stage due to the hyperthermia.

Verticilliumwilt; defoliating strains; major cultivars; occurrence rules

2014-04-04

2014-07-08

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃課題(2012BAD19B05-004);國家棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-18);國家科技支撐計劃課題(2009BADA4B02)

S 435.621

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.027

* 通信作者 E-mail:yaoju500@sohu.com