云南省馬鈴薯主要品種晚疫病抗性評價

盧麗麗，曹繼芬，潘哲超，劉凌云，趙志堅，楊瓊芬*

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南昆明650205；2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，云南昆明650205）

病蟲防治

云南省馬鈴薯主要品種晚疫病抗性評價

盧麗麗1，曹繼芬2，潘哲超1，劉凌云2，趙志堅2，楊瓊芬1*

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南昆明650205；2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，云南昆明650205）

為了解云南省馬鈴薯主要品種的晚疫病抗性，利用云南省馬鈴薯晚疫病菌優(yōu)勢生理小種（1.2.3.4.6.7.9.10.11）和超級生理小種（1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11）對云南省馬鈴薯主要品種進(jìn)行抗性評價。結(jié)果表明，在供試的20個品種中，沒有對2個供試生理小種表現(xiàn)高抗的品種；對優(yōu)勢生理小種，‘云薯304’、‘云薯401’、‘鎮(zhèn)薯1號’和‘紫云1號’4個品種表現(xiàn)抗病，‘合作88’和‘云薯505’表現(xiàn)中抗；對超級生理小種，僅‘云薯304’和‘云薯401’分別表現(xiàn)抗病和中抗。云南省種植的馬鈴薯主要品種中‘會-2’、‘麗薯6號’、‘宣薯2號’和‘青薯9號’對優(yōu)勢小種均已喪失抗性，‘合作88’僅表現(xiàn)中抗。生產(chǎn)上迫切需要晚疫病抗性強(qiáng)且抗性持久的馬鈴薯新品種，以減少晚疫病造成的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)損失。

馬鈴薯；晚疫?。豢剐?；鑒定

馬鈴薯晚疫病是由致病疫霉（Phytophthora infestans）侵染引起的馬鈴薯生產(chǎn)上最重要的流行病害，一般年份造成產(chǎn)量損失10%～30%，流行年份損失達(dá)50%以上。馬鈴薯是云南省僅次于玉米和水稻的第3大農(nóng)作物，分布在16個州市的128個縣市區(qū)，總種植面積48.58萬hm2，總產(chǎn)量950.8萬t[1]。由于云南獨特的氣候條件，一年四季均有馬鈴薯種植，為馬鈴薯晚疫病的發(fā)生傳播提供了有利條件[2]。云南省的馬鈴薯晚疫病主要在大春生產(chǎn)季節(jié)發(fā)生和流行，這個季節(jié)種植的馬鈴薯占全省馬鈴薯種植面積的70%以上，晚疫病常年發(fā)生危害，造成當(dāng)?shù)伛R鈴薯生產(chǎn)30%～80%的產(chǎn)量損失，制約了山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[3]。馬鈴薯晚疫病菌具有明顯的生理分化現(xiàn)象，根據(jù)對不同抗病基因的致病性可以劃分出許多生理小種[4,5]。云南省馬鈴薯晚疫病菌群體變異較快，致病性強(qiáng)，可以克服已知的大部分抗性基因，部分地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超級生理小種[6]，所以近年來種植的馬鈴薯主要品種對當(dāng)前生產(chǎn)中晚疫病菌優(yōu)勢生理小種的抗性和未來的抗病潛力備受關(guān)注。本研究對云南省馬鈴薯主要品種進(jìn)行了晚疫病的抗性評價和抗病潛力分析，研究結(jié)果可為馬鈴薯品種的合理利用及區(qū)域性布局提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試馬鈴薯品種

供試品種：‘合作88’、‘會-2’、‘麗薯6號’、‘宣薯2號’、‘青薯9號’、‘云薯401’、‘云薯304’、‘麗薯7號’、‘云薯301’、‘云薯101’、‘云薯201’、‘云薯103’、‘云薯506’、‘紫云1號’、‘鎮(zhèn)薯1號’、‘云薯603’、‘麗薯10號’、‘云薯902’、‘云薯505’和‘鄂馬鈴薯5號’，供試品種脫毒試管苗由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所保存和擴(kuò)繁。

對照品種：馬鈴薯晚疫病菌鑒別寄主‘P11’（含R5基因）和‘P13’（含R8基因）由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所引自英國蘇格蘭作物研究所（Scottish Crop Research Institute,SCRI）；‘Katahdin’（不含已知抗病基因）引自國家種質(zhì)克山馬鈴薯試管苗庫。

1.1.2 供試菌株

供試菌株為云南馬鈴薯晚疫病菌優(yōu)勢生理小種1.2.3.4.6.7.9.10.11（編號201407301）和云南馬鈴薯晚疫病菌超級生理小種1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11（編號201418301），為云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所作物疫病實驗室鑒定和保存。

1.2 試驗方法

1.2.1 供試品種的培育

脫毒試管苗準(zhǔn)備：將每個馬鈴薯品種的脫毒無菌試管苗于MS培養(yǎng)基中分別擴(kuò)繁20株，置于23～25℃，光照時間15 h/d，光照強(qiáng)度2 000～3 000 lx條件下培養(yǎng)20 d，使植株高度達(dá)到10～15 cm備用。

溫網(wǎng)室移栽和管理：2015年4月10日，在保護(hù)環(huán)境下將試管苗移栽到基質(zhì)深10 cm以上，單株平均占地100 cm2以上的營養(yǎng)缽中，每個品種移栽10株，常規(guī)水肥管理60 d備用。

1.2.2 馬鈴薯晚疫病菌的培養(yǎng)

黑麥培養(yǎng)基制備：黑麥60 g/L，蔗糖20 g/L，瓊脂15 g/L，將黑麥常溫浸泡48 h，打制成漿，去除皮渣，加入糖和瓊脂，用蒸餾水定容，三角瓶分裝后滅菌待用。

試驗菌株培養(yǎng)：將試驗用菌株接種于黑麥培養(yǎng)基中，18℃黑暗培養(yǎng)2～3周，備用。

1.2.3 馬鈴薯晚疫病菌孢子懸浮液制備

用少量無菌水洗脫下黑麥培養(yǎng)基上的晚疫病菌孢子囊，用雙層滅菌紗布過濾后置于4℃冰箱中4 h以促使游動孢子釋放，然后用血球計數(shù)板鏡檢，將孢子濃度調(diào)整至1×104個/mL，備用。

1.2.4 接種方法

采用離體葉片接種法[7]：2015年6月12日，隨機(jī)摘取供試品種和對照品種植株上最幼嫩充分展開葉片向下的第3至5片復(fù)葉，背面向上平鋪于保濕盤內(nèi)，每個葉片主葉脈的左右兩側(cè)各接種10 μL孢子懸浮液，每個品種設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)3個葉片，將保濕盤用保鮮膜密封后置于18～20℃的光照培養(yǎng)箱中保濕暗培養(yǎng)8 h，次日將光周期調(diào)至12 h/12 h（光照/黑暗），光照強(qiáng)度2 000～3 000 lx。

1.2.5 病害調(diào)查方法

接種后第5 d調(diào)查，先觀察馬鈴薯葉片接種部位癥狀出現(xiàn)情況，調(diào)查具有典型晚疫病癥狀的大小適中的各個葉片，測量病斑面積和葉片總面積，計算病斑占葉片總面積的百分比，根據(jù)姚裕琪等[4]和婁樹寶等[8]的分級標(biāo)準(zhǔn)（表1），對鑒定的材料進(jìn)行分級和統(tǒng)計分析。

表1 馬鈴薯離體葉片晚疫病抗性鑒定標(biāo)準(zhǔn)Table1 Evaluation criteria for potato resistance toP.infestans

2 結(jié)果與分析

不同馬鈴薯品種晚疫病抗性鑒定結(jié)果如圖1和表2所示。在供試的20個馬鈴薯品種中，沒有發(fā)現(xiàn)對2個供試生理小種表現(xiàn)為高抗的品種。對優(yōu)勢生理小種，4個品種抗病，即：‘云薯304’、‘云薯401’、‘鎮(zhèn)薯1號’和‘紫云1號’，占供試品種的20%；2個品種中抗，即：‘合作88’和‘云薯505’，占供試品種的10%；其余14個品種均為感病，即：‘會-2’、‘青薯9號’、‘麗薯6號’、‘宣薯2號’、‘鄂薯5號’、‘云薯101’、‘云薯103’、‘云薯201’、‘云薯301’、‘云薯506’、‘云薯603’、‘云薯902’、‘麗薯7號’和‘麗薯10號’，占供試品種的70%。對超級生理小種表現(xiàn)抗病和中抗的品種各1個，分別為‘云薯304’和‘云薯401’，各占供試品種的10%；14個品種感病，即：‘合作88’、‘會-2’、‘青薯9號’、‘麗薯6號’、‘云薯101’、‘云薯103’、‘云薯301’、‘云薯505’、‘云薯506’、‘云薯603’、‘鎮(zhèn)薯1號’、‘紫云1號’、‘麗薯7號’和‘麗薯10號’，占供試品種的70%；4個品種高感，即：‘宣薯2號’、‘鄂馬鈴薯5號’、‘云薯201’和‘云薯902’，占供試品種的20%。對2個生理小種均存在一定抗性的品種為‘云薯304’和‘云薯401’。對照‘P11’和‘P13’接種優(yōu)勢生理小種表現(xiàn)為抗病，接種超級生理小種表現(xiàn)為感病，‘Katahdin’對2個供試小種均表現(xiàn)為高感，試驗結(jié)果可靠。

圖1 部分馬鈴薯品種離體葉片接種晚疫病菌的癥狀Figure1 Disease expansion symptoms of some potato varieties inoculated withP.infestans

表2 馬鈴薯品種離體葉片晚疫病抗性評價Table2 Resistance of potato varieties to late blight

3 討論

3.1 試驗用菌株的毒力類型和供試抗病品種基因型推測

2012年，Kim等[9]報道了馬鈴薯晚疫病菌生理小種的鑒別寄主‘MaR8’和‘MaR9’為復(fù)合抗病基因品系而非以往認(rèn)為的單基因抗性品系。‘MaR8’和‘MaR9’至少分別存在R3a，R3b，R4，R8四個基因和R1，Rpi-abpt1，R3a，R3b，R4，R8，R9七個基因，此結(jié)論要求必須對部分生理小種的毒力類型進(jìn)行重新界定。因本試驗采用的生理小種1.2.3.4.6.7.9.10.11能克服鑒別寄主‘MaR9’，所以推測此優(yōu)勢生理小種中Avr8實際上是不存在的，但根據(jù)晚疫病菌生理小種的傳統(tǒng)命名方法依然命名為1.2.3.4.6.7.9.10.11，而實際該小種的毒力類型至少應(yīng)為1.2.3.4.6.7.8.9.10.11。根據(jù)基因?qū)驅(qū)W說，可以推測試驗中對優(yōu)勢生理小種表現(xiàn)抗病，而對超級生理小種表現(xiàn)感病的‘紫云1號’和‘鎮(zhèn)薯1號’可能含有晚疫病抗病基因R5，需要進(jìn)一步研究驗證。

3.2 云南馬鈴薯主栽品種晚疫病抗病潛力分析

關(guān)于云南省馬鈴薯晚疫病菌生理小種組成和毒性基因變異情況，許多研究者對2001～2008年云南省部分地區(qū)收集的馬鈴薯晚疫病菌的生理小種組成及毒性基因進(jìn)行了研究[2,6,10-14]，云南省馬鈴薯晚疫病菌的生理小種最多測得了55個毒力類型[13]，而且優(yōu)勢生理小種的毒性基因結(jié)構(gòu)從簡單向復(fù)雜轉(zhuǎn)變，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)了超級生理小種（毒力類型為：1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11）[6,13,14]。云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所作物疫病研究室連續(xù)多年對全省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)晚疫病發(fā)生情況進(jìn)行普查和晚疫病菌生理小種種群變化進(jìn)行監(jiān)測，2013～2014年的監(jiān)測結(jié)果顯示毒力類型為1.2.3.4.6.7.9.10.11的生理小種在各采集點普遍發(fā)生，為優(yōu)勢生理小種。綜合云南省馬鈴薯晚疫病菌多年的研究結(jié)果，生理小種多樣性和高度復(fù)合性是云南省馬鈴薯晚疫病菌呈現(xiàn)出的典型特點，尤其是晚疫病菌超級生理小種的出現(xiàn)，預(yù)示著僅含有R1～R11中單一或少數(shù)幾個馬鈴薯晚疫病垂直抗病基因的品種在生產(chǎn)中將逐漸喪失抗病性。

云南省馬鈴薯的種植呈周年分布狀態(tài)，可分為大春、小春、秋作和冬作4個季作。大春占全省馬鈴薯種植面積的70%以上，種植地域多分布在高寒山區(qū)，農(nóng)民的防病意識較差，是馬鈴薯晚疫病危害最嚴(yán)重的季節(jié)。大春馬鈴薯主要種植品種有‘會-2’、‘合作88’、‘威芋3號’、‘米拉’、‘宣薯2號’、‘伽瑪2號’、‘麗薯6號’、‘青薯9號’、‘滇薯6號’、‘麗薯7號’、‘云薯401’和‘中甸紅’等[15,16]，其中‘會-2’和‘合作88’占種植總面積的45%左右，并且有下降的趨勢，‘威芋3號’、‘米拉’、‘宣薯2號’、‘滇薯6號’和‘中甸紅’種植面積相對穩(wěn)定，‘麗薯6號’、‘青薯9號’、‘麗薯7號’和‘云薯401’作為新品種推廣面積在逐年擴(kuò)大。

云南省馬鈴薯生產(chǎn)上廣泛栽培的品種大多是垂直抗性的品種，且親緣關(guān)系較近。本試驗結(jié)果顯示，‘會-2’和‘宣薯2號’對優(yōu)勢生理小種已經(jīng)喪失了抗性，‘合作88’僅維持在中抗的水平，2個品種對超級生理小種均無抗性；目前推廣面積逐漸擴(kuò)大的‘麗薯6號’、‘青薯9號’和‘麗薯7號’對供試2個生理小種均無抗性，僅‘云薯401’對2個生理小種均存在一定的抗性；另外，試驗表明‘云薯304’的晚疫病抗性較強(qiáng)，是所有供試品種中抗性最好的一個。針對各品種在不同地區(qū)的晚疫病抗性表現(xiàn)也有研究報道，‘合作88’在貴州畢節(jié)和威寧地區(qū)田間評價結(jié)果為感病[17,18]，魯紹鳳等[15]利用接種多個已知基因型的馬鈴薯晚疫病菌推導(dǎo)出‘合作88’中含有抗性基因R8，在本研究中‘合作88’對云南晚疫病優(yōu)勢生理小種僅表現(xiàn)為中抗，說明R8在云南馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)已經(jīng)喪失了抗性，此結(jié)果和生產(chǎn)上大面積‘合作88’抗性喪失現(xiàn)象一致。另外，‘青薯9號’在黑龍江室內(nèi)接種同樣表現(xiàn)為感病[8]，‘宣薯2號’在貴州威寧田間評價亦表現(xiàn)為感病，而‘會-2’在貴州畢節(jié)和威寧地區(qū)田間評價均表現(xiàn)為中抗[17,18]，各品種因各地馬鈴薯晚疫病菌生理小種毒力類型不同導(dǎo)致抗性評價結(jié)果差異較大，但總體表現(xiàn)為晚疫病抗性喪失。綜合云南馬鈴薯品種種植現(xiàn)狀、晚疫病菌生理小種毒力類型和品種晚疫病抗性分析結(jié)果，現(xiàn)階段加強(qiáng)推廣晚疫病綜合防治技術(shù)和抗病新品種是保障薯農(nóng)利益的關(guān)鍵措施，選育具有晚疫病廣譜抗性或水平抗性的馬鈴薯新品種是解決問題的有效途徑。

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書訊

現(xiàn)有《中國馬鈴薯》雜志2010，2011，2012，2013，2014和2015年精裝合訂本，中國馬鈴薯大會論文集2011年《馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與科技扶貧》，2012年《馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與水資源高效利用》，2013年《馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與農(nóng)村區(qū)域發(fā)展》，2014年《馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與小康社會建設(shè)》，2015年《馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代可持續(xù)農(nóng)業(yè)》和2016年《馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與中國式主食》，每本定價100元。有需要的讀者，可通過郵局將書款匯至哈爾濱市東北農(nóng)業(yè)大學(xué)《中國馬鈴薯》編輯部，款到寄書。

聯(lián)系電話：0451-55190003

Resistance Evaluation of Main Potato Varieties to Late Blight in Yunnan Province

LU Lili1,CAO Jifen2,PAN Zhechao1,LIU Lingyun2,ZHAO Zhijian2,YANG Qiongfen1*
(1.Industrial Crop Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kunming,Yunnan 650205,China; 2.Agricultural Environment and Resource Research Institute,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kunming,Yunnan 650205,China)

Detached leaves from 20 potato varieties were inoculated with the dominant physiological race（1.2.3.4.6.7.9.10.11）and the super physiological race（1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11）ofPhytophthora infestansin order to determine resistance of different potato varieties toP.infestansin Yunnan Province.No variety was found with high resistance to the two races in the 20 varieties tested.For the dominant race,four varieties('Yunshu 304','Yunshu 401', 'Zhenshu 1'and'Ziyun 1')showed resistance,and two varieties('Hezuo 88'and'Yunshu 505')had middle resistance. For the super physiological race,only'Yunshu 304'and'Yunshu 401'showed resistance and middle resistance, respectively.In Yunnan Province,most of the main potato varieties cultivated in recent years,such as'Hui-2','Lishu 6', 'Xuanshu 2'and'Qingshu 9',had lost resistance to the dominant race ofP.infestans,and'Hezuo 88'showed only middle resistance.In order to reduce losses from the late blight,it is an urgent need to breed and extend potato varieties with strong and durable resistance toP.infestans.

potato;late blight;resistance;determination

S532

A

1672－3635（2016）06-0356-06

2016-02-17

云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所青年基金項目（201401）；國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-10-P07）；公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201303018）；云南省技術(shù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)對象（2014HB060）；云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃面上項目（2013FZ152，2013FB091）。

盧麗麗（1982-），女，助理研究員，碩士，主要從事馬鈴薯組培和病害研究。

楊瓊芬，研究員，主要從事馬鈴薯種薯和栽培技術(shù)研究，E-mail:524402193@qq.com。