紅花銹病與氣候條件的關(guān)系及不同品種抗銹性鑒定

許新江，陳遂中

（1.兵團(tuán)第四師六十二團(tuán)6連，新疆伊犁835000；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院科技信息研究所）

紅花銹病與氣候條件的關(guān)系及不同品種抗銹性鑒定

許新江1，陳遂中2*

（1.兵團(tuán)第四師六十二團(tuán)6連，新疆伊犁835000；2.新疆農(nóng)墾科學(xué)院科技信息研究所）

紅花銹病是紅花上最主要的病害之一。通過對紅花銹菌冬孢子萌發(fā)的觀察，發(fā)現(xiàn)紅花銹病冬孢子在18℃時萌發(fā)率最高；通過對紅花銹菌夏孢子萌發(fā)的觀察，結(jié)果顯示紅花銹病的夏孢子在22℃時萌發(fā)率最高，5℃和35℃時不萌發(fā)。紅花銹病遠(yuǎn)距離傳播主要由種子帶菌引起，其主要初侵染源是種子上的冬孢子。經(jīng)室內(nèi)外抗銹性鑒定表明，供試的6個紅花品種中，新紅花4號和裕民無刺感銹性較強(qiáng)；而新紅花2號和塔原1號抗銹性較強(qiáng)，在紅花銹病重發(fā)區(qū)，應(yīng)注意因地制宜的種植抗性較強(qiáng)品種。

紅花銹??；抗病性鑒定；氣候條件

紅花（Carthamus tinctorius）屬于菊科紅花屬（Carthamus L.），1～2年生草本植物，是一種古老的作物，在古埃及已有4 000年的歷史。現(xiàn)在公認(rèn)的紅花屬有20～25個種。紅花是紅花屬中唯一的栽培種，原產(chǎn)地為大西洋東部、非洲西北的加那利群島及地中海沿岸。紅花集藥用、食用、染料、油料和飼料于一身，是著名的藥用植物和新開發(fā)的優(yōu)良油料作物，有重要的經(jīng)濟(jì)價值。紅花種子油在國際上被作為“綠色食品”，其亞油酸含量是所有已知植物中最高的，號稱“亞油酸之王”。紅花花冠不但可作為藥用，還可提取天然食用的黃、紅色素。紅花種殼在化工方面也有多種用途。紅花具有耐寒耐旱、抗鹽堿、抗蟲害、不落粒、不怕雜草等特點，同時紅花種子還具有含油多、油質(zhì)好、用途廣等特點，現(xiàn)備受人們的關(guān)注。所以在我國紅花有很大的發(fā)展前景[1]。

紅花銹病的病原是銹菌[2]（Puccinia carthami），它屬于擔(dān)子菌亞門、冬孢菌綱、銹菌目、柄銹菌屬。主要為害植物莖葉，大都引起局部侵染，在病斑表面往往形成稱作銹狀物的病征。已知銹菌目的銹菌約6 000多種，通常認(rèn)為是專性寄生。寄生在寄主細(xì)胞間的菌絲體一般都形成吸器伸入寄主細(xì)胞內(nèi)。有的銹菌是單主寄生的，有的是轉(zhuǎn)主寄生的，紅花柄銹菌是單主寄生的，其寄主主要是紅花。

紅花柄銹菌[3]（P.carthami（Hutz.）Corda）主要為害紅花葉片、莖和根。性子器和銹子器生于葉片、下胚軸細(xì)胞和根上。紅花銹病在新疆常年流行發(fā)生，危害極其嚴(yán)重。它不僅可在夏初首次灌溉以后引起下胚軸感染銹病，導(dǎo)致紅花幼苗大量青枯死亡，且是紅花含油量下降的主要原因。目前紅花銹病的嚴(yán)重發(fā)生，已成為新疆紅花生產(chǎn)中的一項迫切需要解決的突出問題。研究證實，紅花銹病的病害循環(huán)是依賴冬孢子的作用而實現(xiàn)的[4]，其初侵染源，一是遺散在田間的離體冬孢子和寄主病殘體，二是附著在紅花種子表面上的冬孢子，但后者的作用遠(yuǎn)大于前者。紅花在初次灌溉后的死亡和生長期間的發(fā)病程度，主要取決于初侵染階段冬孢子在種子上的負(fù)荷量[5-6]，因此探知在干燥越冬的生境條件下冬孢子生存規(guī)律就顯得很有必要。隨著人們對紅花認(rèn)識的深入，紅花也越來越被人們所重視。但在紅花種植面積增大的同時，由于紅花主要產(chǎn)區(qū)的連年種植，紅花病害也越來越重。因此，對紅花病害的發(fā)生規(guī)律及防治開展研究，是紅花增產(chǎn)增效的重要途徑，也是當(dāng)前紅花生產(chǎn)中急需解決的問題。

1　材料和方法

1.1紅花銹病與氣候條件關(guān)系的研究

1.1.1溫度對紅花銹菌冬孢子萌發(fā)的影響

用刀片從儲存于4℃冰箱中的紅花病葉冬孢子堆上刮取冬孢子，置于含1 mL蒸餾水的試管中搖勻，配成孢子懸浮液。取孢子懸浮液少許，在10倍低倍鏡下調(diào)節(jié)孢子濃度為40～60個/視野。用干凈吸管吸取l滴孢子懸浮液于潔凈的凹玻片凹槽中，然后把凹玻片置于墊有潮濕吸水紙的培養(yǎng)皿中。分別于溫度為5℃、10℃、15℃、18℃、20℃、25℃、30℃的恒溫箱中培養(yǎng)24 h、48 h和72 h后取出，在顯微鏡下觀察記錄孢子數(shù)，每個溫度重復(fù)3次，每個重復(fù)觀察100個以上的冬孢子，計算各自的萌發(fā)率。最后用DPS軟件進(jìn)行分析[7]。

1.1.2紅花銹菌夏孢子萌發(fā)實驗

用刀片從紅花病葉上刮取夏孢子于含有1mL蒸餾水的試管中，玻片培養(yǎng)的制作方法同1.1.1。溫度梯度為5℃、10℃、15℃、18℃、20℃、22℃、24℃、26℃、30℃和35℃，培養(yǎng)48 h后取出，在顯微鏡下觀察記錄孢子數(shù)，每個溫度重復(fù)3次，每次觀察100個以上的冬孢子，計算萌發(fā)率。最后用DPS軟件進(jìn)行分析。

1.1.2.2濕度對紅花銹菌夏孢子萌發(fā)的影響

用刀片從紅花葉片刮取成熟的夏孢子，用接種針蘸取夏孢子，分別接種于有水和無水玻片上，將有水的和一部分無水的玻片放在濕度飽和的培養(yǎng)皿中，置于24℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)[7]，分別觀察其萌發(fā)情況。最后用DPS軟件進(jìn)行分析。

1.2紅花不同品種抗銹性鑒定

1.2.1不同紅花品種種子上銹菌冬孢子負(fù)荷量的觀察

隨機(jī)選取6個供試紅花品種（吉紅1號、新紅花2號、新紅花3號、新紅花4號、裕民無刺、塔原1號種）的種子各100粒，放于50 mL的三角瓶中，加入20 mL的無菌水，充分震蕩20 min后，將溶液倒入離心管中5000r/min離心15min，棄上清后加入100μL的無菌水懸浮，按常規(guī)方法鏡檢[8]，并在血球計數(shù)板上計數(shù)，按通用方法計算冬孢子負(fù)荷量。每個品種重復(fù)3次，最后求出每粒種子上所帶病菌的數(shù)量。

1.2.2不同紅花品種室內(nèi)抗銹性測定

(2)2000年運營指南內(nèi)容體系分別對計算機(jī)的軟件和硬件學(xué)習(xí)進(jìn)行了表述，而2005年改革后的運營指南將兩者統(tǒng)一歸納為“信息設(shè)備的理解”領(lǐng)域。這是為了減少將作為教學(xué)工具的計算機(jī)本身當(dāng)作教學(xué)內(nèi)容，也是為了適應(yīng)信息化時代的發(fā)展趨勢。2015年則用“資料和信息”表述，要求學(xué)生學(xué)習(xí)資料類型及數(shù)字化表達(dá)、資料收集和信息的結(jié)構(gòu)化處理等。新型詞匯的濃縮體現(xiàn)了信息化時代的發(fā)展進(jìn)程，折射出學(xué)校教育與社會生活聯(lián)系更加密切，也符合從基礎(chǔ)教育階段開始重視學(xué)生社會性能的發(fā)展趨勢[4]。

用刀片輕輕刮取紅花葉片表面的冬孢子，稱取供試6個品種的種子各1g，按種子重量0.2%拌入刮取的冬孢子，然后將拌好的紅花種子分別種入溫室內(nèi)。

1.2.3不同紅花品種田間抗銹性鑒定

試驗地設(shè)在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院田間試驗地中，其前茬連續(xù)10年種植棉花，近20年從未種過紅花。將6個供試品種隨機(jī)排列，3次重復(fù)，株距為0.08 m，行距0.5 m，四周設(shè)保護(hù)行。對種子未作任何處理，于2008年4月16號播種。發(fā)病后每個小區(qū)隨機(jī)調(diào)查10株，每株選取主干上的15個葉片，參照小麥條銹病嚴(yán)重度分級標(biāo)準(zhǔn)[9]（即當(dāng)嚴(yán)重度為100%時，夏孢子在葉片上的覆蓋率為35%），將紅花銹病的的嚴(yán)重度分為8級（即1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%和100%），調(diào)查其發(fā)病的普遍率和平均嚴(yán)重度，并依據(jù)普遍率和嚴(yán)重度算出其病情指數(shù)。最后用DPS軟件進(jìn)行分析。具體公式如下：

2　結(jié)果與分析

2.1紅花銹病與氣候條件關(guān)系的研究

2.1.1溫度對銹菌冬孢子萌發(fā)的影響

溫度不同，冬孢子的萌發(fā)能力也不同。紅花銹菌冬孢子的最適萌發(fā)溫度為18～20℃，30℃和5℃時的冬孢子萌發(fā)率最低。由表1可以看出：紅花銹病冬孢子在18℃時萌發(fā)率最高，且與20℃在0.05水平上沒有顯著差異，而在20℃時萌發(fā)率高于15℃，兩者在0.05水平上有顯著差異；30℃和5℃時的冬孢子萌發(fā)率最低。通過試驗可以發(fā)現(xiàn)，24 h后冬孢子開始萌發(fā)，72 h時萌發(fā)率達(dá)高峰。

表1　不同溫度不同時間紅花銹病夏孢子萌發(fā)率

2.1.2紅花銹菌夏孢子萌發(fā)實驗

2.1.2.1溫度對紅花銹病夏孢子萌發(fā)的影響

表2　不同溫度紅花銹病夏孢子萌發(fā)情況

經(jīng)試驗可知，紅花銹病的夏孢子在22℃萌發(fā)率最高，達(dá)87.3%。而24℃時的萌發(fā)率次之，與其他各處理在0.05水平上有顯著差異。15℃、18℃、20℃的萌發(fā)率在0.05水平上沒有顯著差異，與其他各處理在0.05水平上有顯著差異。在5℃和35℃時的萌發(fā)率很低，幾乎不萌發(fā)，詳見表2。由此試驗可推知，紅花銹菌夏孢子萌發(fā)的最適溫度為22～24℃，低溫和高溫均不利于其萌發(fā)。

2.1.2.2濕度對紅花銹病夏孢子萌發(fā)的影響

濕度是病害流行的關(guān)鍵因素。試驗結(jié)果表明，濕度對夏孢子的萌發(fā)有很大的影響。由表3可以看出，夏孢子在水滴和飽和濕度環(huán)境中孢子萌發(fā)率很高，在水滴中可達(dá)到86.0%，在飽和濕度環(huán)境中可達(dá)到78.7%，兩者在5%水平上不存在顯著差異，而在干燥環(huán)境中不萌發(fā)。由此可知：濕度是夏孢子萌發(fā)的重要環(huán)境因素，高濕的氣候條件有利于銹病的發(fā)生。

2.3紅花不同品種抗銹性鑒定

2.3.1不同紅花品種種子上銹菌冬孢子的負(fù)荷量

測定結(jié)果表明，紅花品種不同，種子上所帶的冬孢子量也不同。供試6個品種中，新紅花4號種子冬孢子負(fù)荷量最高，為281.3個，其次是吉紅1號，187.5個，再次是裕民無刺和新紅花3號，分別為156.3個和125.0個；塔原1號種子上銹菌冬孢子的負(fù)荷量最少，為31.3個。據(jù)了解，前3個品種是新疆主栽品種，因其種子冬孢子負(fù)荷量較大是新疆紅花銹病發(fā)病較重的原因之一。

2.3.2不同紅花品種室內(nèi)抗銹性

用種子量0.2%的冬孢子拌種后，對6個紅花品種進(jìn)行室內(nèi)抗銹性鑒定結(jié)果表明，新紅花4號的病指最高，與其它5個品種的病情指數(shù)在0.05的水平上有顯著差異。裕民無刺和新紅花3號的病情指數(shù)也較高，但兩者之間無明顯的差異。塔原1號和新紅花2號的病情指數(shù)最低，發(fā)病最輕，與其它4個供試品種都有顯著差異，詳見表4。

表4　不同品種室內(nèi)抗病性鑒定結(jié)果

表5　紅花銹病田間發(fā)病情況

圖1　紅花不同品種病情指數(shù)隨時間變化情況

2.3.3不同紅花品種田間抗銹性

2008年7月13號、7月18號、7月23號、8月8號、8月13號對紅花品種的5次抗銹性調(diào)查表明（表5），品種間發(fā)病程度存在顯著差異。在6個供試品種中新紅花4號發(fā)病最重，其次為裕民無刺與新紅花3號。新紅花2號和塔原1號發(fā)病較其它品種輕，屬抗性相對較好的品種。

由圖1可以看出，2008年入夏以來由于高溫干燥，該病發(fā)生較晚也較輕，直到8月上中旬才開始進(jìn)入發(fā)病高峰期。由于本試驗田近20年沒種過紅花，因此該病發(fā)生主要由初次侵染引起?？梢娂幢惴N子帶菌也可引起中后期病害發(fā)生較重，特別在種子帶菌率較高、品種感病的情況下，若環(huán)境有利即可引起病害嚴(yán)重發(fā)生和流行。由于2008年6～8月新疆石河子地區(qū)氣候比較干旱少雨，紅花銹病發(fā)病較輕，不然，病情差異會更明顯。

3　結(jié)論和討論

（1）溫度不同，冬孢子的萌發(fā)能力也不同，紅花銹菌冬孢子的最適萌發(fā)溫度為18～20℃；紅花銹菌夏孢子萌發(fā)的最適溫度為22～24℃，低溫和高溫均不利于其萌發(fā)；濕度是夏孢子萌發(fā)的重要環(huán)境因素，高濕氣候可引起銹病的發(fā)生，而干旱則不利于紅花銹病的發(fā)生。（2）經(jīng)對不同紅花品種種子上銹菌冬孢子負(fù)荷量的測定表明，不同紅花品種種子上所帶的冬孢子量不同，新紅花4號種子冬孢子負(fù)荷量最高，其次是吉紅1號，再次是裕民無刺和新紅花3號，而塔原1號種子上銹菌冬孢子的負(fù)荷量最少。（3）經(jīng)接種方法試驗查明，用種子量0.2%的冬孢子干拌接種，可取得良好的發(fā)病效果。試驗證明室內(nèi)人工接種鑒定和田間抗銹性鑒定，其結(jié)果基本一致。因此初步認(rèn)為在抗銹品種選育過程中，可首先考慮采用室內(nèi)鑒定的方法，以便節(jié)省時間和減少環(huán)境條件的制約。（4）2008年經(jīng)對6個紅花品種進(jìn)行室內(nèi)外抗銹性鑒定，查明抗、感、耐病的紅花品種分別為塔原1號、新紅花4號和吉紅1號。感病品種新紅花4號在紅花生長中后期病情指數(shù)達(dá)到52.2，故若種子上冬孢子量較大，且品種又較感病時，即使在新的紅花產(chǎn)區(qū)，當(dāng)年也容易造成紅花銹病的流行。

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2016—07—20

陳遂中（1984-），男，助理研究員，植物保護(hù)專業(yè)，E-mail：81009469@QQ.com.