不同級別脫毒種薯對旱地馬鈴薯病毒和產(chǎn)量的影響

謝奎忠，陸立銀，胡新元，羅愛花

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所，甘肅蘭州730070）

栽培生理

不同級別脫毒種薯對旱地馬鈴薯病毒和產(chǎn)量的影響

謝奎忠，陸立銀，胡新元*，羅愛花

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所，甘肅蘭州730070）

為了研究旱地馬鈴薯脫毒種薯退化原因，對不同脫毒級別的種薯進行病毒檢測，播種后統(tǒng)計田間發(fā)病情況。結(jié)果表明，隨著脫毒種薯脫毒級別的升高，種薯侵染的病毒種類明顯增加，‘隴薯3號’原原種僅被2種病毒（PLRV和PVX）侵染，原種、一級種和二級種都被4種病毒（PLRV、PVX、PVS和PVM）侵染；‘隴薯6號’原原種未被病毒侵染，原種和一級種各被1種病毒（PLRV或PVX）侵染，二級種被2種病毒（PLRV和PVS）侵染，‘隴薯3號’抗病毒弱，較‘隴薯6號’易被病毒侵染。種薯播種出苗后，卷葉病和花葉病的發(fā)病率和病情指數(shù)隨著種薯脫毒級別的升高而顯著升高。隨著馬鈴薯種薯脫毒級別的升高，收獲后馬鈴薯腐爛率顯著增大，商品薯率有降低趨勢。除原原種外，馬鈴薯的產(chǎn)量隨種薯脫毒級別的升高而顯著降低，‘隴薯3號’和‘隴薯6號’的產(chǎn)量由高到低的順序依次為原種＞一級種＞二級種＞原原種。

馬鈴薯；病毒；病毒性病害；脫毒；退化

馬鈴薯病毒性病害是多年來影響馬鈴薯生產(chǎn)的關(guān)鍵性問題，通常把由病毒病害引起的馬鈴薯植株和塊莖的變態(tài)導(dǎo)致的減產(chǎn)現(xiàn)象稱之為“馬鈴薯病毒性退化”[1]。種薯退化一直限制著馬鈴薯栽培面積的擴大和產(chǎn)量的提高，因此解決退化問題是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵[2]。許多學(xué)者提出病毒侵染學(xué)說，認(rèn)為馬鈴薯退化是由病毒引起的傳染性病害，這些病害在田間靠蚜蟲和葉片接觸傳播，并且通過塊莖傳給后代。中國從20世紀(jì)50年代開始就認(rèn)識到了馬鈴薯退化問題，并且于20世紀(jì)70～80年代提出病毒和高溫是引起馬鈴薯退化的假說[3]，因當(dāng)時的技術(shù)條件和各地馬鈴薯脫毒和病害統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)不同，病毒檢測技術(shù)的各異很難提出量化的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[4]。馬鈴薯退化的研究一直停留在生產(chǎn)經(jīng)驗、病毒推斷和產(chǎn)量水平上[5,6]，很難將馬鈴薯脫毒級別、病毒侵染狀況、侵染病毒引起的病害以及病害引起的減產(chǎn)量化指標(biāo)統(tǒng)一起來[7-10]。隨著馬鈴薯病毒檢測技術(shù)的發(fā)展，國家馬鈴薯脫毒種薯標(biāo)準(zhǔn)（GB 18133-2012）的頒布，以及有成熟病毒性病害調(diào)查統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)揮專業(yè)馬鈴薯研究所脫毒種薯研究的優(yōu)勢，將目前市場上不同級別的脫毒種薯進行病毒檢測，明確侵染病毒的種類，按照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計侵染病毒引起的病毒性病害以及馬鈴薯減產(chǎn)的具體量化指標(biāo)，為模擬馬鈴薯退化提供可靠的量化數(shù)據(jù)支持，旨在為解決馬鈴薯退化提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗設(shè)在甘肅省定西市安定區(qū)寧遠(yuǎn)鎮(zhèn)紅土村中川社，位于N 35°26.714'，E 104°50.886'，海拔1 991 m，試驗地為平坦川地，該區(qū)屬中溫帶偏旱區(qū)，平均海拔2 000 m，日照時數(shù)2 476.6 h，年均氣溫6.4℃，≥10℃積溫2 239.1℃，無霜期140 d。多年平均降水量390.9 mm，年蒸發(fā)量1 531 mm，干燥度2.53，為典型的黃土高原半干旱雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，屬于一年一熟區(qū)。土壤為典型的黃綿土，0～20 cm耕層土壤有機質(zhì)12.90 g/kg，全氮0.85 g/kg，全磷0.91 g/kg，全鉀21.61 g/kg，速效氮63.00 mg/kg，速效磷30.01 mg/ kg，速效鉀376.00 mg/kg，土壤pH 8.47。試驗地前茬為玉米。

1.2 試驗材料

‘隴薯3號’和‘隴薯6號’由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所選育而成。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，種薯脫毒級別為主處理（A1：原原種；A2：原種；A3：一級種；A4：二級種）；品種為副處理（B1：‘隴薯3號’；B2：‘隴薯6號’）。

每個小區(qū)3次重復(fù)，共24個小區(qū)，小區(qū)寬5 m，長6 m，小區(qū)面積30 m2。

3月28日，1次性施入基肥N 150 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2，農(nóng)家肥37 500 kg/hm2后，用旋耕機翻耕，然后覆蓋黑色地膜，覆蓋方式為雙壟溝，大壟寬67.00 cm，小壟寬33.00 cm，大小壟寬共計1.00 m。4月26日用點播器在大壟壟側(cè)點播馬鈴薯，株距38.00 cm。

1.4 測定指標(biāo)

1.4.1 病毒檢測

播種前將不同脫毒級別的馬鈴薯種薯送到甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所病毒檢測實驗室，用酶聯(lián)免疫吸附劑測定（Enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）各級別脫毒種薯侵染病毒。

1.4.2 病毒性病害調(diào)查

（1）花葉病毒病

0級：無任何癥狀；

1級：植株大小與健株相似，葉片平展但嫩葉或多或少有大小不等的黃綠斑駁；

2級：植株大小與健株相似或稍矮，上部葉片有明顯的花葉或輕微皺縮，有時有壞死斑；

3級：植株矮化，全株分枝減少，多數(shù)葉片重花葉、皺縮或畸形，有時有壞死斑；

4級：植株明顯矮化，分枝少，全株葉片嚴(yán)重花葉、皺縮或畸形，有的葉片壞死、下部葉片脫落，甚至植株早死。

（2）卷葉病毒病

0級：無任何癥狀；

1級：植株大小與健株相似，頂部葉片微束、退綠或僅下部復(fù)葉由頂小葉開始，沿邊緣向上翻卷成匙狀，質(zhì)脆易折；

2級：病株較健株稍低，半數(shù)葉片成匙狀，下部葉片嚴(yán)重卷成筒狀，質(zhì)脆易折；

3級：病株矮小，絕大多數(shù)葉片卷成筒狀，中下部葉片嚴(yán)重卷成筒狀，有時有少數(shù)葉片干枯；

4級：病株極矮小，全株葉片嚴(yán)重卷成筒狀，部分或大部分葉片干枯脫落。

（3）發(fā)病率和病情指數(shù)的計算

發(fā)病率（%）=（發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總數(shù)）×100。

病情指數(shù)=∑（病級株數(shù)×代表值）/（調(diào)查總株數(shù)×最高級代表值）×100。

1.4.3 考種項目

收獲前分小區(qū)選擇生長正常的植株20～30株，挖出薯塊稱重，求其平均值，并且記錄腐爛薯塊的數(shù)量和重量，記錄≥75 g薯塊的重量和數(shù)量，＜75 g薯塊的重量和數(shù)量。

個數(shù)腐爛率（%）=（腐爛薯個數(shù)/總個數(shù)）×100重量腐爛率（%）=（腐爛薯重量/總重量）×100個數(shù)商品薯率（%）=（≥75 g薯塊個數(shù)/總個數(shù)）×100

重量商品薯率（%）=（≥75 g薯塊重量/總重量）×100

1.4.4 產(chǎn)量測定

按小區(qū)實收薯塊的重量，折算成公頃產(chǎn)量，求出增產(chǎn)百分率。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用DPS 7.05進行統(tǒng)計分析，采用新復(fù)極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同級別脫毒種薯病毒檢測分析

從表1可以看出，隨著脫毒種薯脫毒級別的升高，種薯侵染的病毒種類明顯增加。卷葉病毒侵染了不同脫毒級別的‘隴薯3號’和‘隴薯6號’原種和二級種。馬鈴薯普通花葉病及輕花葉病毒（PVX）都侵染了各脫毒級別的‘隴薯3號’，而‘隴薯6號’僅有一級種被該病毒侵染。PVX病毒侵染馬鈴薯后，一般發(fā)病癥狀輕微或潛隱，減產(chǎn)10%左右。潛隱花葉病毒（PVS）一般病癥較輕微或潛隱，病株常產(chǎn)生小塊莖，致使減產(chǎn)10%～20%?！]薯3號’除原原種以外，原種、一級和二級種都被該病毒侵染，‘隴薯6號’僅有二級種被該病毒侵染。馬鈴薯副皺縮花葉病、卷花葉和脈間花葉病毒（PVM）侵染馬鈴薯后，依據(jù)PVM株系和品種的不同，感病癥狀有一定的差異，一般減產(chǎn)9%～49%?！]薯3號’除原原種以外，原種、一級種和二級種都被該病毒侵染，‘隴薯6號’各級別脫毒種薯都未侵染該病毒。馬鈴薯輕花葉病毒（PVA）和重花葉病毒（PVY）均未侵染‘隴薯3號’和‘隴薯6號’各級別的脫毒種薯。

表1 不同級別脫毒種薯病毒檢測Table1 Virus detection for different grades of virus-free seed potato

卷葉（PLRV）和X病毒（PVX）混合侵染‘隴薯3號’脫毒原原種，而原種、一級種和二級種都被卷葉病毒（PLRV）、X病毒（PVX）、S病毒（PVS）和M病毒（PVM）混合侵染；而‘隴薯6號’原原種未被病毒侵染，原種僅被卷葉病毒（PLRV）侵染，一級種僅被X病毒（PVX）侵染，只有二級種被卷葉病毒（PLRV）和S病毒（PVS）混合侵染。就2個品種之間比較，‘隴薯3號’較‘隴薯6號’易侵染病毒，因此‘隴薯3號’種薯攜帶病毒種類多，易侵染、易退化。

2.2 不同級別脫毒種薯田間卷葉病發(fā)病情況分析

2.2.1 不同級別脫毒種薯田間卷葉病發(fā)病率的分析

由表2可以看出，馬鈴薯卷葉病發(fā)病率隨著種薯脫毒級別的升高而增高，‘隴薯3號’與脫毒原原種相比，原種發(fā)病率增高4.16個百分點，一級種發(fā)病率顯著增高16.66個百分點，二級種發(fā)病率極顯著增高51.66個百分點；‘隴薯6號’與脫毒原原種相比，原種發(fā)病率增高3.33個百分點，一級種發(fā)病率增高10.83個百分點，二級種發(fā)病率極顯著增高20.83個百分點。2個品種間相比較，隨著脫毒種薯級別的升高，‘隴薯3號’發(fā)病率較‘隴薯6號’增高幅度大。

2.2.2 不同級別脫毒種薯田間卷葉病病情指數(shù)的分析

由表2可以看出，馬鈴薯卷葉病病情指數(shù)隨著種薯脫毒級別的升高而增高，‘隴薯3號’與脫毒原原種相比，原種病情指數(shù)是原原種的1.33倍，一級種病情指數(shù)是原原種的2.72倍，二級種病情指數(shù)是原原種的6.28倍；‘隴薯6號’與脫毒原原種相比，原種病情指數(shù)是原原種的1.60倍，一級種病情指數(shù)是原原種的2.33倍，二級種病情指數(shù)是原原種的3.73倍。

表2 不同級別脫毒種薯田間病毒性病害統(tǒng)計Table2 Disease investigation for different grades of virus-free seed potato in field

2.3 不同級別脫毒種薯田間花葉病發(fā)病情況分析

2.3.1 不同級別脫毒種薯田間花葉病發(fā)病率的分析

由表2可以看出，馬鈴薯花葉病發(fā)病率隨著種薯脫毒級別的升高而增高，‘隴薯3號’與脫毒原原種相比，原種發(fā)病率增高51.66個百分點，差異極顯著，一級種發(fā)病率增高70.00個百分點，差異極顯著，二級種發(fā)病率增高85.83個百分點，差異極顯著；‘隴薯6號’與脫毒原原種相比，原種發(fā)病率增高36.67個百分點，差異極顯著，一級種發(fā)病率增高47.50個百分點，差異極顯著，二級種發(fā)病率增高47.50個百分點，差異極顯著。2個品種間相比較，隨著脫毒種薯級別的升高，‘隴薯3號’發(fā)病率較‘隴薯6號’增高幅度大。

2.3.2不同級別脫毒種薯田間花葉病病情指數(shù)的分析

由表2可以看出，馬鈴薯花葉病病情指數(shù)隨著種薯脫毒級別的升高而增高，‘隴薯3號’與脫毒原原種相比，原種病情指數(shù)是原原種的7.33倍，一級種病情指數(shù)是原原種的9.78倍，二級種病情指數(shù)是原原種的13.28倍；‘隴薯6號’與脫毒原原種相比，原種病情指數(shù)是原原種的2.86倍，一級種病情指數(shù)是原原種的3.21倍，二級種病情指數(shù)是原原種的3.95倍。2個品種間相比較，隨著脫毒種薯級別的升高，‘隴薯3號’病情指數(shù)較‘隴薯6號’增高幅度大。

2.4 不同級別脫毒種薯對產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

2.4.1 不同級別脫毒種薯對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表3可以看出，隨著馬鈴薯種薯脫毒級別的升高，馬鈴薯腐爛率增大，‘隴薯3號’的個數(shù)腐爛率由低到高的順序依次為：原原種（7.82%）＜原種（9.54%）＜一級種（12.59%）＜二級種（18.08%）；‘隴薯6號’的個數(shù)腐爛率由低到高的順序依次為：原原種（1.94%）＜原種（3.43%）＜一級種（7.80%）＜二級種（12.30%）?！]薯3號’的重量腐爛率由低到高的順序依次為：原原種（9.94%）＜原種（18.08%）＜一級種（24.58%）＜二級種（32.61%）；‘隴薯6號’的重量腐爛率由低到高的順序依次為：原原種（2.32%）＜原種（3.57%）＜一級種（6.49%）＜二級種（11.26%）。

隨著種薯脫毒級別的升高，商品薯率有降低的趨勢，除‘隴薯3號’原原種外，差異不顯著?！]薯3號’個數(shù)商品薯率由高到低的順序依次為：原原種（76.07%）＞二級種（49.23%）＞一級種（46.39%）＞原種（45.83%）；‘隴薯6號’個數(shù)商品薯率由高到低的順序依次為：一級種（51.07%）＞原種（49.78%）＞二級種（49.46%）＞原原種（48.22%）?！]薯3號’重量商品薯率由高到低的順序依次為：原原種（88.88%）＞一級種（78.49%）＞二級種（78.14%）＞原種（74.79%）；‘隴薯6號’重量商品薯率由高到低的順序依次為：二級種（79.74%）＞原種（75.01%）＞原原種（73.14%）＞一級種（67.91%）。

表3 不同級別脫毒種薯產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量Table3 Yield and yield components of different grades of virus-free seed potato

2.4.2 不同級別脫毒種薯對產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，在干旱地區(qū)，除馬鈴薯原原種產(chǎn)量最低外，隨著馬鈴薯種薯脫毒級別的升高，經(jīng)濟產(chǎn)量顯著降低?！]薯3號’產(chǎn)量由高到低的順序依次為原種（42 388 kg/hm2）＞一級種（38 098 kg/hm2）＞二級種（32 566 kg/hm2）＞原原種（31 689 kg/hm2）；‘隴薯6號’產(chǎn)量由高到低的順序依次為原種（38 968 kg/hm2）＞一級種（35 840 kg/hm2）＞二級種（32 011 kg/hm2）＞原原種（24 907 kg/hm2）。

3 討論

本研究中，出現(xiàn)了馬鈴薯卷葉病毒（PLRV）和馬鈴薯X病毒（PVX）混合侵染‘隴薯3號’脫毒原原種的現(xiàn)象。馬鈴薯脫毒原原種生產(chǎn)首先要將脫毒苗進行病毒檢測，利用酶聯(lián)免疫吸附劑檢測脫毒苗時，大于2倍陰性對照值則判斷為陽性（即帶病毒），若脫毒苗檢測數(shù)值靠近臨界值，在繼代繁殖多次之后，病毒會積累，檢測值會大于2倍陰性對照顯示陽性（即帶病毒）；其二，原原種繁育時由于操作不當(dāng)，蚜蟲也可能進入繁育網(wǎng)棚，傳播病毒，從而使該網(wǎng)棚中原原種攜帶病毒。因此種薯企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強生產(chǎn)管理，防止繁育網(wǎng)棚中進入蚜蟲，使用檢測值比較低脫毒苗進行擴繁，生產(chǎn)出合格的種薯，防止原原種攜帶病毒。

閆耀廷等[8]研究表明，在高寒陰濕區(qū)，馬鈴薯原原種的產(chǎn)量一般要低于原種，高于一級種。由于原原種（微型薯）營養(yǎng)體只有10 g左右，而原種和一級種種薯切塊的營養(yǎng)體在30 g左右，由于原原種種子體積和質(zhì)量較原種和一級種種薯切塊小，自身的水分和養(yǎng)分含量低，是種薯切塊三分之一，因此干旱土壤中，由于受土壤水分的限制，原原種種子較原種和一級種出苗遲，產(chǎn)量低，盡管原原種病害較原種和一級種低。

馬鈴薯退化是一個復(fù)雜問題，許多因素相互作用，相伴發(fā)生，但是馬鈴薯是無性繁殖作物，由病毒病引起的退化是阻礙生產(chǎn)發(fā)展的主要因素[9,10]。隨著莖尖分生組織培養(yǎng)的脫毒技術(shù)的發(fā)展，利用脫毒種薯已成為生產(chǎn)上解決種薯退化的主要途徑。本試驗通過對不同脫毒級別種薯病毒檢測結(jié)果表明，隨著種薯脫毒級別的升高，種薯侵染病毒的種類明顯增加。種薯播種出苗后，植株（病毒性病害）卷葉病和花葉病的發(fā)病率、病情指數(shù)隨著種薯脫毒級別的升高翻倍增高。馬鈴薯收獲后隨著脫毒級別的升高爛薯率顯著增加，商品薯率有降低的趨勢，這與閆耀廷等[8]在高寒陰濕區(qū)研究結(jié)果相一致。除原原種外馬鈴薯產(chǎn)量隨種薯脫毒級別的升高而顯著降低。

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Effects of Different Grades of Virus-free Seed Potato on Dry Land Potato Viruses and Yield

XIE Kuizhong,LU Liyin,HU Xinyuan*,LUO Aihua
(Potato Research Institute,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou,Gansu 730070,China)

For the purpose of investigating the reasons of virus-free seed potato degradation,the viruses of virus-free seed potatoes in different grades were detected,and the occurrence of virus diseases on plants grown from different grades of seeds was recorded.The results showed that the amount of the virus species that infected seed potatoes significantly increased with the virus-free seed grade increasing.'Longshu 3'pre-elite was only infected by two viruses(PLRV and PVX).'Longshu 3'elite,certified I and II seeds were infected by four viruses(PLRV,PVX,PVS and PVM).'Longshu 6'pre-elite was not infected by viruses.'Longshu 6'elite and certified I seeds were both infected by one virus（PLRV or PVX）.'Longshu 6'certified II seeds were infected by two viruses(PLRV and PVS).'Longshu 3'was easier to be infected by virus than'Longshu 6'.When potato seeds germinated,the disease incidence and index of leaf roll and mosaic had significantly raised with the virus-free seed grade increasing.In addition,potato rotting rate had significantly increased,and marketable potato percentage had showed decreasing trend with the virus-free seed grade increasing.Except for pre-elite seeds,other potato yields decreased as the virus-free seed grade increasing.The order of 'Longshu 3'and'Longshu 6'yields from high to low was elite seeds,certified I,certified II and pre-elite.

potato;virus;virus disease;virus-free;degradation

S532

B

1672－3635（2016）06-0330-06

2015-09-13

科技部農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目（2014GB2G100146）；甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新專項（2012GAAS08）；農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201503001-7）。

謝奎忠（1979-），男，副研究員，碩士，主要從事馬鈴薯栽培生理生態(tài)研究。

胡新元，副研究員，碩士，主要從事植物營養(yǎng)及栽培研究，E-mail:gsmlshxy@126.com。