◇胡璇子 彭翠楠
油菜根腫病解決新方案:選育抗性新品種
◇胡璇子 彭翠楠
在我國(guó),對(duì)于重要的油料作物、十字花科蕓薹屬作物——油菜來(lái)說(shuō),根腫病近年來(lái)有加速蔓延的態(tài)勢(shì)。
“中國(guó)雜交油菜之父”、中國(guó)工程院院士傅廷棟領(lǐng)銜的華中農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜研究團(tuán)隊(duì)為這一難題的解決拿出了新的方案——以抗根腫病新品種作為防治的“利器”。
近日,油菜抗根腫病新品種選育與應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)觀摩會(huì)與綜合防控交流會(huì)在湖北省枝江市舉行。在示范點(diǎn),與會(huì)專(zhuān)家們觀察了該研究團(tuán)隊(duì)培育的抗病新品系在疫區(qū)的長(zhǎng)勢(shì),并隨機(jī)取樣進(jìn)行了鑒定。結(jié)果表明,抗病新品系z(mì)he-226抗病率達(dá)100%,其在根腫病抗性方面處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。
“選育抗性品種才是最有效、最經(jīng)濟(jì)的根腫病解決方案”,全國(guó)農(nóng)機(jī)推廣中心油料處處長(zhǎng)王積軍評(píng)價(jià)道。
根腫病,是專(zhuān)性寄生于蕓薹屬作物的一種具有很強(qiáng)傳染性的世界性土傳病害。一直以來(lái),傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)防治很難奏效,換言之,根腫病“可防不可治”。
自1873年俄羅斯首次發(fā)現(xiàn)根腫病以來(lái),根腫病已擴(kuò)散至全世界各蕓薹屬作物產(chǎn)區(qū),包括歐洲大部分國(guó)家、澳大利亞、加拿大、日本、韓國(guó)和中國(guó)等。蕓薹屬作物感染后,通常會(huì)出現(xiàn)小苗枯死,或者成株期植株生長(zhǎng)遲緩、矮小的癥狀,外葉常在中午萎蔫,后期外葉發(fā)黃枯萎,有時(shí)全株枯死。
據(jù)統(tǒng)計(jì),在澳大利亞維多利亞地區(qū),甘藍(lán)栽培面積的70%受該病的危害。2011年統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,韓國(guó)大白菜各大主產(chǎn)區(qū)均受到根腫病的危害,年危害面積達(dá)總種植面積的38%,經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1 255億韓幣。
為什么根腫病成為蕓薹屬作物的痼疾?
“病原菌存活時(shí)間長(zhǎng),在土壤中存活壽命長(zhǎng)達(dá)10年以上”,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授張椿雨解釋道,“病菌主要以流水、帶病種苗運(yùn)輸和農(nóng)事操作等方式進(jìn)行傳播,因此傳播速度快。”這就意味著,根腫菌可通過(guò)附著在農(nóng)機(jī)具和運(yùn)輸工具的表面進(jìn)行近距離或遠(yuǎn)距離傳播。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的提高,根腫菌的傳播更為快速。
近年來(lái),根腫病已開(kāi)始嚴(yán)重威脅到我國(guó)蕓薹屬作物主產(chǎn)區(qū)的正常生產(chǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)發(fā)病面積至少在233萬(wàn)hm2(其中油菜面積200萬(wàn)hm2)以上,平均產(chǎn)量損失達(dá)20%~30%,嚴(yán)重田塊達(dá)60%以上。
四川省是我國(guó)油菜根腫病第一大病區(qū),發(fā)病面積超過(guò)20萬(wàn)hm2。隨著機(jī)械化程度的不斷提高,該病害正在不斷向四周迅速輻射,導(dǎo)致湖北(宜昌、荊門(mén)、荊州)、云南、貴州、陜西、湖南、安徽等地均有不同程度分布。
如何遏制根腫病的蔓延?如何根治這種蕓薹屬植物的傳染性疾病?傅廷棟提出,應(yīng)該從源頭杜絕病害。
據(jù)了解,油菜經(jīng)無(wú)病苗工廠化培育后機(jī)械化移栽,對(duì)根腫病的抑制率可達(dá)95%,但需要增加近70元/667 m2成本;移栽、直播時(shí)配合施用氰氧化鈣,可以使土壤pH值明顯提高,pH值達(dá)到7.2后,就基本可以抑制病菌為害,但周期較長(zhǎng),平均每年要增加近60元/667 m2成本。如使用化學(xué)藥劑防控,一是花費(fèi)較高,大約在200元/667 m2以上;二是效果有限,且對(duì)水源和土壤有污染,易造成環(huán)境惡化。
相比之下,種植抗根腫病品種,是防治根腫病最根本、最經(jīng)濟(jì)的途徑之一。
但是,我國(guó)在抗根腫病資源的創(chuàng)新和利用,尤其抗病新品種選育方面還比較滯后。幾年前,傅廷棟防患于未然地指出,生產(chǎn)上缺乏有效防控措施,特別是缺乏油菜抗病品種,根腫病在我國(guó)油菜主產(chǎn)區(qū)有大爆發(fā)的趨勢(shì),如不盡早采取有效措施,必將會(huì)給我國(guó)油菜產(chǎn)業(yè)造成重大危害。也是從那時(shí)起,傅廷棟開(kāi)始指導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行油菜抗性新品種的選育。
“國(guó)際上的一些研究機(jī)構(gòu)通過(guò)對(duì)白菜、甘藍(lán)、油菜等資源進(jìn)行大量篩選后獲得了一些寶貴的抗病資源,其中蕪菁中含有的抗病位點(diǎn)最多,在抗病育種中應(yīng)用也最為廣泛”,張椿雨說(shuō)。
張椿雨與沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授樸鐘云展開(kāi)合作,在蕪菁上找到了抗根腫病的材料,經(jīng)過(guò)與華雙5號(hào)的多次雜交、回交及自交,培育出含油量達(dá)40.27%、硫甙含量為20.78μmol/g、芥酸含量為1.39%的正??共⌒缕废祕(mì)he-226。
實(shí)驗(yàn)表明,油菜抗根腫病新品系z(mì)he-226對(duì)安徽黃山,湖北枝江、恩施巴東等根腫病區(qū)的生理小種均表現(xiàn)為由單基因控制的顯性抗性。
在枝江市示范點(diǎn),專(zhuān)家組對(duì)抗病新品種隨機(jī)抽樣并進(jìn)行了鑒定:抗病新品系z(mì)he-226共311株,抗病株311株,抗病率達(dá)100%;對(duì)照品種華航901共407株,病株406株,發(fā)病率99.75%。專(zhuān)家組認(rèn)為,該新品系對(duì)根腫病表現(xiàn)為免疫抗性,在根腫病抗性方面處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位,其創(chuàng)新與選育為我國(guó)油菜根腫病抗病育種提供了有效資源,在根腫病發(fā)病區(qū)域具有示范推廣價(jià)值,并對(duì)抵抗根腫病的發(fā)展蔓延具有重要意義。
蕓薹屬作物是我國(guó)農(nóng)作物中最為重要的作物種類(lèi)之一,年種植面積達(dá)2 500萬(wàn)hm2——其中蕓薹屬蔬菜(包括大白菜、甘藍(lán)等)1 820萬(wàn)hm2,占蔬菜總面積的40%;油菜面積680萬(wàn)hm2,為我國(guó)提供自給食用油部分的40%。
張椿雨表示,雖然目前根腫病已經(jīng)威脅到我國(guó)油菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,但是只要在不斷加強(qiáng)根腫病抗病遺傳及抗病分子機(jī)制等研究的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地開(kāi)展油菜抗根腫病品種的培育工作,就能從根本上消除根腫病給油菜產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展帶來(lái)的威脅。
油菜新品種zhe-226的成功選育只是開(kāi)始,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜團(tuán)隊(duì)已經(jīng)瞄準(zhǔn)了下一步的目標(biāo)。
“由于根腫病菌生理小種具有多樣性,而單基因抗病材料又具有很強(qiáng)的小種特異性,因此長(zhǎng)期種植單基因抗病品種將導(dǎo)致其抗性喪失。”張椿雨說(shuō),只有進(jìn)行多抗病位點(diǎn)聚合育種,培育對(duì)根腫病多個(gè)生理小種同時(shí)具有抗性的優(yōu)良油菜品種,才能從根本上解決根腫病對(duì)油菜生產(chǎn)的持續(xù)危害。
“由于蕪菁(ecd04)含有多個(gè)不同的抗病位點(diǎn),根據(jù)我們的接種結(jié)果來(lái)看,其對(duì)根腫菌多個(gè)不同的生理小種均表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗病能力”,張椿雨說(shuō),“在前期研究中我們還同時(shí)獲得了含其他不同抗病位點(diǎn)的油菜近等基因系,這將為今后的抗病位點(diǎn)聚合育種打下扎實(shí)的基礎(chǔ)?!?/p>
王積軍表示,希望未來(lái)各部門(mén)通力合作,盡快形成一套以育種為主,與栽培、植保、土肥、機(jī)械相結(jié)合的油菜根腫病綜合防治策略。