抗南方根結(jié)線蟲西瓜砧木資源的篩選

李 可，鄧 云，孫德璽，朱迎春，周芝君，劉君璞

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所 鄭州 450009）

西瓜是重要的經(jīng)濟(jì)作物，2013年我國西瓜的播種面積為182.82萬hm2，占世界總面積的60%以上，產(chǎn)量高達(dá)7 294.4萬t，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70%以上[1-2]。隨著保護(hù)地栽培面積的不斷擴(kuò)大以及連年重茬，根結(jié)線蟲給西瓜生產(chǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)損失不斷增加，Davis等[3]研究表明根結(jié)線蟲侵染會(huì)造成西瓜減產(chǎn)30%左右。目前生產(chǎn)上防治根結(jié)線蟲的方法主要采用化學(xué)防治、生物防治、輪作等，篩選抗線蟲種質(zhì)資源和砧木已經(jīng)成為環(huán)保且可行的抗線蟲途徑之一。

葫蘆科蔬菜是受根結(jié)線蟲危害較重的作物，近年來對(duì)葫蘆科作物，特別是對(duì)西瓜甜瓜抗根結(jié)線蟲的研究取得了較大進(jìn)展。2003年Judy等[4]對(duì)265份西瓜屬種質(zhì)材料（包括21份藥用西瓜、156份毛西瓜和88份飼用西瓜）進(jìn)行抗花生根結(jié)線蟲1號(hào)生理小種的鑒定，其中1份毛西瓜表現(xiàn)低抗、20份飼用西瓜表現(xiàn)中抗。2007年Judy等[5]又對(duì)上述抗性材料進(jìn)行了抗南方根結(jié)線蟲3號(hào)生理小種和花生根結(jié)線蟲2號(hào)生理小種的接種鑒定，飼用西瓜（C.lanatus var.citroides）整體表現(xiàn)為中抗，其中‘PI 482303’抗性最強(qiáng)。王志偉等[6]對(duì)35份西瓜資源進(jìn)行抗南方根結(jié)線蟲鑒定，結(jié)果只得到一些低抗材料，其中抗性最強(qiáng)的是紅籽瓜。沈鏑等[7]對(duì)分屬葫蘆科7個(gè)屬的13個(gè)種或變種的444份主要瓜類作物地方品種進(jìn)行鑒定，共獲得27份抗根結(jié)線蟲種質(zhì)（病級(jí)指數(shù)1～2），包括12份冬瓜、3份苦瓜、7份絲瓜和5份西瓜。目前的研究表明，西瓜甜瓜栽培種中均未發(fā)現(xiàn)抗南方根結(jié)線蟲材料，而部分野生資源中存在抗性材料。甜瓜屬野生種中發(fā)現(xiàn)少數(shù)抗性資源，但由于其幼苗下胚軸較細(xì)，因此不利于作為嫁接砧木使用[8-11]。目前生產(chǎn)上應(yīng)用的主要西瓜砧木有南瓜、葫蘆、野生西瓜等。Levi等[12]對(duì)56份葫蘆資源進(jìn)行鑒定，所有資源不抗南方根結(jié)線蟲，僅得到6份表現(xiàn)中感的材料。Montalvo等[13]鑒定的 4個(gè)葫蘆砧木和1個(gè)南瓜雜交種（中國南瓜×印度南瓜）砧木均高感南方根結(jié)線蟲。Judy等[14]進(jìn)行的嫁接砧木篩選試驗(yàn)表明飼用西瓜可作為抗線蟲砧木。筆者以32份南瓜、23份西瓜、20份筍瓜為試材，采用人工接種的方法對(duì)他們進(jìn)行抗性評(píng)價(jià)，以期為選育抗根結(jié)線蟲砧木品種和抗病砧木奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所國家蔬菜種質(zhì)資源中期庫提供的南瓜32份、筍瓜20份；中國農(nóng)科院鄭州果樹研究所國家西瓜甜瓜中期庫提供的西瓜資源22份。南方根結(jié)線蟲為鄭州果樹研究所二倍體西瓜課題組保存。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10株。

1.2 方法

1.2.1 線蟲收集 南方根結(jié)線蟲在番茄上進(jìn)行擴(kuò)繁，取發(fā)病的番茄根系粉碎依次過組篩，收集500目篩子上的線蟲卵，離心后棄上清液，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%的蔗糖溶液浮選除雜，將收集到的蟲卵置于鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，30℃溫箱中孵化，3 d后收集2齡幼蟲（J2），將收集液濃度調(diào)整為1 000 條·mL-1備用[15]。

1.2.2 育苗及接種 采用進(jìn)口滅菌草炭和砂按1∶2（V∶V）配成栽培基質(zhì)，采用32孔穴盤育苗，待幼苗2葉1心時(shí)定植于18 cm×20 cm花盆中，在中國農(nóng)科院鄭州果樹研究所大棚中種植。幼苗長(zhǎng)至3葉1心時(shí)開始接種。用玻璃棒在幼苗根系周圍打孔，每株打3個(gè)孔，深2～3 cm，將J2懸浮液接種到孔內(nèi)，每株接種3 mL（約3 000條）。正常肥水管理，8周后取材料根系用流水沖洗干凈，調(diào)查發(fā)病情況。

1.2.3 根結(jié)線蟲抗性評(píng)價(jià) 采用沈鏑等的五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[7]，1 級(jí)：根系無根瘤；2 級(jí)：1～10 個(gè)根瘤；3 級(jí):11～30個(gè)根瘤；4級(jí)31～100個(gè)根瘤；5級(jí)：大于100個(gè)根瘤，病級(jí)指數(shù)計(jì)算公式：

其中，si代表發(fā)病級(jí)別；ni代表相應(yīng)病級(jí)的病株數(shù)；i代表病情分級(jí)的各個(gè)級(jí)別；N代表調(diào)查總株數(shù)，根據(jù)材料的病級(jí)指數(shù)將抗性分為五級(jí)：高抗（HR）：0＜DG≤1；抗（R）：1＜DG≤2；中抗（MR）：2＜DG≤3；感（S）：3＜DG≤4；高感（HS）：4＜DG≤5。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同砧木資源對(duì)南方根結(jié)線蟲的抗性

通過對(duì)收集到的南瓜、筍瓜、西瓜3種砧木資源材料共75份進(jìn)行接種鑒定，未發(fā)現(xiàn)高抗種質(zhì)資源。從表1～3可以看出，鑒定的32份南瓜種質(zhì)中，‘油壺形南瓜’‘紅皮吊瓜’‘獨(dú)山長(zhǎng)藤瓜’‘十八渠’‘圓南瓜’‘鐵皮南瓜’6份表現(xiàn)為高感，剩下26份表現(xiàn)為感病，未發(fā)現(xiàn)抗病南瓜種質(zhì)；20份筍瓜資源中‘白皮筍瓜’‘甘栗’‘綠皮玉瓜’3份種質(zhì)表現(xiàn)感病，剩下17份種質(zhì)表現(xiàn)為高感；23份西瓜種質(zhì)中‘PI 606135’‘PI 482298’‘PI 189225’‘PI 482324’4份表現(xiàn)為中抗，剩余18份表現(xiàn)為感病。不同作物種類及同一作物不同種質(zhì)對(duì)根結(jié)線蟲的抗性均表現(xiàn)出一定的差異。

表1 不同南瓜品種對(duì)南方根結(jié)線蟲的抗性

表2 不同筍瓜品種對(duì)南方根結(jié)線蟲的抗性

2.2 不同作物種質(zhì)資源對(duì)南方根結(jié)線蟲的抗性

通過對(duì)不同作物種質(zhì)材料的鑒定（表4），筍瓜的平均病級(jí)指數(shù)最高，西瓜的最低。鑒定的20份筍瓜種質(zhì)資源中，85%表現(xiàn)為高感，15%表現(xiàn)為感?。?3份西瓜種質(zhì)資源中，82%表現(xiàn)為感病，18%表現(xiàn)為中抗；32份南瓜種質(zhì)資源中81%表現(xiàn)為感病，19%表現(xiàn)為高感。因此，忽略各作物不同基因型的差異，3種作物種質(zhì)資源的平均病級(jí)指數(shù)從小到大依次為西瓜、南瓜、筍瓜。

表3 不同西瓜品種對(duì)南方根結(jié)線蟲的抗性

表4 不同作物種質(zhì)材料對(duì)南方根結(jié)線蟲的抗性

3 討論

在鑒定的75份砧木資源中，筍瓜（即印度南瓜）發(fā)病最嚴(yán)重，85%表現(xiàn)為高感，剩余25%的種質(zhì)表現(xiàn)為感病；南瓜資源中，主要表現(xiàn)為感病，少部分資源表現(xiàn)為高感；西瓜資源相對(duì)發(fā)病最輕，大部分資源表現(xiàn)為感病，其中共得到4份中抗材料。南瓜種質(zhì)中未發(fā)現(xiàn)抗南方根結(jié)線蟲的材料，而西瓜中發(fā)現(xiàn)4份中抗材料且均為野生材料，屬于飼用西瓜。其中‘PI 189225’‘PI 482324’與前人研究結(jié)果一致[5]，‘PI 606135’‘PI 482298’為新發(fā)現(xiàn)的抗性種質(zhì)材料。研究結(jié)果表明，不同作物材料間抗性差異較大，同種作物的不同材料間也存在顯著性差異。因此，在西瓜甜瓜抗南方根結(jié)線蟲砧木資源的篩選工作中，可以重點(diǎn)篩選西瓜野生資源，特別是野生西瓜中的飼用西瓜變種。本試驗(yàn)只得到了中抗種質(zhì)資源，未發(fā)現(xiàn)高抗材料，因此后續(xù)試驗(yàn)應(yīng)搜集更多的種質(zhì)資源進(jìn)行鑒定篩選，以得到更優(yōu)的種質(zhì)資源。由于采用苗期接種方法進(jìn)行抗性鑒定，因此獲得的抗性種質(zhì)資源還需進(jìn)一步在田間鑒定，以明確其對(duì)南方根結(jié)線蟲的抗性。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)鑒定了75份砧木資源，不同作物間抗性差異明顯，得到了4份中抗南方根結(jié)線蟲的野生西瓜種質(zhì)，其中‘PI 606135’‘PI 482298’之前未見報(bào)道，屬首次發(fā)現(xiàn)。得到的中抗種質(zhì)可為抗南方根結(jié)線蟲深入研究提供更豐富的資源。