加工型辣椒品種對細菌性葉斑病的抗性鑒定

盛 強, 羅 明*, 張祥林

(1. 新疆農業(yè)大學農學院,烏魯木齊 830052; 2. 新疆維吾爾自治區(qū)高校農林有害生物監(jiān)測與安全防控重點實驗室,烏魯木齊 830052; 3. 新疆出入境檢驗檢疫局,烏魯木齊 830063)

加工型辣椒品種對細菌性葉斑病的抗性鑒定

盛 強1,2, 羅 明1,2*, 張祥林3

(1. 新疆農業(yè)大學農學院,烏魯木齊 830052; 2. 新疆維吾爾自治區(qū)高校農林有害生物監(jiān)測與安全防控重點實驗室,
烏魯木齊 830052; 3. 新疆出入境檢驗檢疫局,烏魯木齊 830063)

由黃褐假單胞Pseudomonasfulva侵染引起的辣椒細菌性葉斑病是近期在新疆北疆加工辣椒生產區(qū)發(fā)現的一種新病害。為評估辣椒品種對細菌性葉斑病的抗性水平,采用苗期人工接種結合田間調查,鑒定了生產中13個主栽辣椒品種對細菌性葉斑病的抗性。結果表明,供試材料對細菌性葉斑病均無免疫性,但不同辣椒品種對辣椒葉斑病抗性差異較大,‘改良佳線1號’和‘豐力紅冠’為抗病品種;‘佳線4號’、‘新豐6號’、‘秦椒王’、‘陜早紅’、‘寶豐2號’為耐病品種;‘紅安6號’、‘朝天椒’為感病品種,高感品種為‘金塔’、‘鐵皮椒’、‘紅龍13’和‘超級韓國甜椒’。研究結果為辣椒的抗病育種和病害防治提供了基礎。

辣椒細菌性葉斑病; 加工辣椒； 抗病性鑒定； 種質資源

近年來以生產加工專用品種的加工型辣椒在新疆迅速發(fā)展,現栽培面積已達6.67萬hm2,成為全國最大的加工辣椒原料產區(qū)[1]。依托光熱充足、無霜期長等自然資源和地域優(yōu)勢,新疆種植的辣椒具有產量高、色紅味辣、口感好、固溶性和色價高等突出優(yōu)勢,享譽國內外市場[2],在帶動農業(yè)產業(yè)結構調整、農業(yè)增效和農民增收中作用顯著。隨著加工型辣椒生產規(guī)模的擴大、生產模式的改變和栽培年限的增加,辣椒細菌性病害發(fā)生普遍,成為生產中的重要問題。由黃褐假單胞Pseudomonasfulva侵染引起的葉斑病是近期發(fā)現的一種新病害,在北疆加工型辣椒主要產區(qū)沙灣縣、石河子等地大面積發(fā)生。感病辣椒葉片上產生黃綠色、水漬狀小斑點,嚴重時葉片發(fā)黃、干枯、大量脫落,光合作用受阻。病斑還能擴展到莖部、果梗和椒果,重病田發(fā)病率可達100%,至少造成20%～30%的產量損失。

當前生產中辣椒病害的防治主要依賴化學藥劑,特別是一些新出現的病害,在未確診病原的情況下常發(fā)生將多種藥劑濫混濫用,加大施藥劑量及施藥頻率的情況,盲目打“保險藥”的情況也十分普遍。這不僅會增加病原菌產生抗藥性的風險,導致防效降低,加大防治成本,由此引發(fā)的環(huán)境污染及農藥殘留超標、產品安全問題也更為突出。因此推廣種植抗病的辣椒品種是防治細菌性病害經濟有效的措施,而抗病性鑒定是篩選抗病品種和抗病育種的重要基礎。本試驗對當前新疆主栽的加工型辣椒品種對細菌性葉斑病的抗性進行鑒定,以期篩選出抗病性能良好的種質資源,為抗病育種和病害的有效防控提供科學基礎。

1 材料與方法

1.1 供試辣椒品種

‘佳線4號’、‘改良佳線1號’、‘新豐6號’、‘秦椒王’、‘陜早紅’、‘寶豐2號’、‘豐力紅冠’、‘紅安6號’、‘朝天椒’、‘金塔’、‘鐵皮椒’、‘紅龍13’和‘超級韓國甜椒’等13個品種,由沙灣縣安集海鎮(zhèn)農業(yè)綜合站提供。

1.2 供試病原菌及接種液的制備

黃褐假單胞Pseudomonasfulva菌株BSW8為筆者從沙灣縣安集海鎮(zhèn)的辣椒細菌性葉斑病典型病株上分離、鑒定并保存,具有強致病力。

將供試菌株轉接至NA培養(yǎng)基上,28℃培養(yǎng)24 h后,用無菌水配成濃度為1×108cfu/mL菌懸液作為致病性鑒定用接種液。

1.3 供試辣椒苗的培育

供試辣椒種子用75%乙醇浸泡60 s,再用1%次氯酸鈉消毒45 s,滅菌水沖洗3次,隨后放入墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中,置于28℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽,待胚根長出,播種于營養(yǎng)缽內。種植基質為滅菌的田園土和營養(yǎng)土混合 (2∶1)。出苗后每缽保留5株,待辣椒苗長至5～6片真葉時用于接種鑒定。

1.4 苗期接種鑒定

接種方法采用噴霧法和針刺法[3]。噴霧法是將菌懸液用小型噴霧器噴布于辣椒苗葉面,以葉片正反面噴濕為準,對照噴無菌水。針刺法是用無菌牙簽從NA平板上挑取少量細菌,直接穿刺辣椒葉片。每個辣椒品種接種5缽,共25株。接種后即套保鮮袋,25～28℃保濕2 d后置于溫室中進行正常管理。分別于接種后5、10、15 d觀察發(fā)病情況,調查病情分級,病情基本穩(wěn)定后依據病情指數劃分反應型。

病情分級標準參照番茄細菌性葉斑病的分級標準[4]。0級:植株無病斑;1級:0<植株葉片發(fā)病數≤25%;2級:25%<植株葉片發(fā)病數≤50%;3級:50%<植株葉片發(fā)病數≤75%;4級:植株葉片發(fā)病數>75%。

病情指數

反應型劃分標準[5]:免疫(I),病情指數為0;抗病(R),病情指數為0.1～20.0;耐病(T),病情指數為20.1～40.0;感病(S),病情指數為40.1～60.0;高感(HS),病情指數為60.0以上。

1.5 辣椒品種抗病性的田間調查

在沙灣縣安集海鎮(zhèn)(安集海村、百種椒園、營盤村)對4個北疆地區(qū)加工辣椒主栽品種(‘豐力紅冠’、‘新豐6號’、‘朝天椒’、‘金塔’)細菌性葉斑病害的發(fā)病情況進行田間調查。采用對角線5點取樣法選取100株[6],統(tǒng)計葉斑病發(fā)病率和病情指數。

2 結果與分析

2.1 辣椒苗期抗病性室內鑒定結果

分別采用針刺法和噴霧法將病原菌接種于辣椒苗葉片上,定期觀察發(fā)病癥狀、統(tǒng)計發(fā)病情況 (圖1,表1)。針刺法接種后第3天傷口邊緣呈水漬狀,逐漸擴展為深褐色至黑色形狀不規(guī)則的斑點,周圍有黃色暈圈。噴霧法接種發(fā)病較針刺法慢,接種后4 d開始在辣椒苗葉片上產生不規(guī)則的水漬狀透明小斑,5～6 d開始出現褪綠、黃褐色病斑,7～8 d擴展為深褐色至黑色形狀不規(guī)則斑點,周圍有黃色暈圈,后斑點面積不斷擴大,彼此融合形成不規(guī)則的大型枯斑,有的葉片脫落,其癥狀和田間葉片上的癥狀一致。結果可見,不同品種發(fā)病程度有明顯的差異。‘豐力紅冠’等抗病材料在接種后第4天時水浸狀病斑很少,6 d后開始出現針尖大小的褐色病斑,有的葉片只出現褪綠;‘金塔’、‘鐵皮椒’等感病材料發(fā)病速度快,可見明顯的病斑。15 d后接種辣椒苗病情趨向穩(wěn)定,根據病情指數劃分反應型,將抗病性鑒定結果列于表2。

圖1 辣椒葉片接菌后的發(fā)病癥狀Fig.1 Symptoms on pepper leaves inoculated with Pseudomonas fulva in different days

品種Cultivar發(fā)病率/% Incidence5d噴霧Spraying針刺Needling10d噴霧Spraying針刺Needling15d噴霧Spraying針刺Needling病情指數 Diseaseindex5d噴霧Spraying針刺Needling10d噴霧Spraying針刺Needling15d噴霧Spraying針刺Needling佳線4號Jiaxian432.0044.0072.0088.0092.0096.008.0014.0021.0025.0027.2729.55改良佳線1號Gailiangjiaxian130.4339.1369.5782.6186.6991.307.6111.9617.3918.2719.3119.57金塔Jinta56.0068.0096.00100.0096.00100.0014.0022.0044.0050.0060.5864.42新豐6號Xinfeng636.0048.0076.0092.0088.00100.009.0016.3521.0026.1427.0833.33秦椒王Qinjiaowang40.0052.0072.0088.0088.0092.0010.0014.5820.0028.0031.0032.00陜早紅Shaanzaohong50.0054.1775.0087.5091.6795.8312.5015.6321.8821.8833.3335.42寶豐2號Baofeng236.0048.0072.0092.0092.0096.009.0015.0019.0025.0032.0034.00豐力紅冠Fenglihongguan33.3341.6770.8387.5083.3391.678.3312.5018.7518.7519.0519.79紅安6號Hongan652.0060.0092.0096.0096.00100.0013.0018.0027.0032.6945.0046.43朝天椒Chaotianjiao48.0056.0092.0096.00100.0096.0012.0017.7133.0037.0048.9651.04鐵皮椒Tiepijiao54.1762.50100.00100.00100.00100.0013.5419.7949.0453.8563.0465.63超級韓國甜椒Chaojihanguotianjiao56.0072.00100.00100.00100.00100.0014.0025.0051.0056.0064.5866.30紅龍13Honglong1352.0064.0092.00100.00100.00100.0013.0023.0047.1252.0861.0064.00

表2 辣椒品種對細菌性葉斑病抗性鑒定結果

Table 2 Identification of processing pepper resistance to bacterial leaf spot

抗感類型Resistancetype品種Cultivar免疫(I)Immune無抗病(R)Resistant改良佳線1號、豐力紅冠耐病(T)Tolerant佳線4號、新豐6號、秦椒王、寶豐2號、陜早紅感病(S)Susceptible紅安6號、朝天椒高感(HS)Highlysusceptible金塔、鐵皮椒、超級韓國甜椒、紅龍13

根據苗期的鑒定結果,13個辣椒品種對細菌性葉斑病均無免疫性,但品種間抗病性有顯著差異?？共〉钠贩N有‘改良佳線1號’、‘豐力紅冠’,接種后15 d病情指數分別為19.31～19.57和19.05～19.79。耐病品種有‘佳線4號’、‘新豐6號’、‘秦椒王’、‘陜早紅’、‘寶豐2號’,病情指數為27.08～35.42。感病品種為‘紅安6號’、‘朝天椒’,病情指數分別為45.00～46.43和48.96～51.04。高感品種為‘超級韓國甜椒’、‘紅龍13’、‘金塔’和‘鐵皮椒’,病情指數為60.58～66.30。其中抗病品種占鑒定材料總數的15.38%,為中晚熟品種;耐病品種占38.46%;感病品種占15.38%;高感品種占30.77%,均為早熟品種。

圖2 辣椒品種不同生育期對細菌性葉斑病抗性的田間調查結果Fig.2 Field survey results of processing pepper resistance to bacterial leaf spot at different growth period

2.2 辣椒品種抗病性的田間調查結果

對北疆地區(qū)加工型辣椒的4個主栽品種不同生長期細菌性葉斑病田間發(fā)病情況調查,結果如圖2所示。該病害從苗期至結果期的整個生育期均可發(fā)病,苗期發(fā)病較輕,結果期發(fā)病最重,不同品種、不同生育期對該病害的抗性有顯著差異。幼苗期該病害發(fā)生較少,僅在‘金塔’上發(fā)現。苗期各品種均有發(fā)病,發(fā)病率為31.7%～36.59%,病情指數為8.34～9.55,抗病性依次為‘朝天椒’>‘豐力紅冠’>‘新豐6號’>‘金塔’,但品種間并無顯著性差異。開花坐果期,各品種的發(fā)病率為33.18%～45.34%,病情指數為10.94～14.38,抗病性依次為‘豐力紅冠’>‘新豐6號’(‘朝天椒’)>‘金塔’。結果期各品種的發(fā)病率為49.21%～75.21%,病情指數為16.29～36.27,抗病性依次為‘豐力紅冠’>‘新豐6號’>‘朝天椒’>‘金塔’。綜合辣椒全生長期田間調查結果,‘豐力紅冠’在各生長期均表現為抗病,‘新豐6號’、‘朝天椒’、‘金塔’在幼苗期、苗期、開花坐果期表現為抗病,但在結果期表現為耐病,總體抗病性依次為‘豐力紅冠’>‘新豐6號’>‘朝天椒’>‘金塔’。

3 結論與討論

對辣椒葉部細菌性病害的病原有不同的報道,不同地區(qū)的結果各不一致[7-8]。丁香假單胞甜菜致病變種Pseudomonassyringaepv.aptata[9]、丁香假單胞番茄致病變種Pseudomonassyringaepv.tomato[10]、丁香假單胞丁香致病變種Pseudomonassyringaepv.syringae[11]、菊苣假單胞Pseudomonascichorii[12]都可以引起該病害的發(fā)生。本研究在前期工作中對北疆加工型辣椒主要產地沙灣縣、石河子等地發(fā)生的辣椒細菌性葉斑病病原進行鑒定,將病原菌鑒定為黃褐假單胞Pseudomonasfulva。P.fulva作為植物病原是首次報道,也是引起辣椒病害的首次報道。本試驗以新疆主要栽培的13個加工辣椒品種為供試材料,采用苗期人工接種,結合田間抗病性的調查結果,鑒定不同品種對P.fulva引起的葉斑病的抗性水平。結果在所鑒定的材料中未發(fā)現免疫品種,表現抗病的材料有2份,耐病的有5份,其他為感病或高感材料。加工型辣椒作為新疆特色經濟的新興產業(yè),隨著種植面積的擴大,從外地引進品種數量增加,現有的栽培品種較為混雜,抗病性差異明顯,尚缺乏對該病害免疫和高抗的品種。在6-8月高溫、多雨的條件下細菌性葉斑病嚴重發(fā)生,成為生產中的重要問題。因此,當前加工型辣椒生產中迫切需要盡快選育、培育出一批抗性較好的品種在生產中推廣,以保障辣椒產業(yè)的健康發(fā)展。

本研究發(fā)現,不同品種、不同類型的辣椒抗病性具有一定差異。線椒對細菌性葉斑病的抗病性最強,板椒次之,甜椒最差。調查還發(fā)現早熟品種的抗性低于晚熟品種?！牧技丫€1號’、‘豐力紅冠’均為晚熟品種,對病害具有明顯的抗性,而早熟品種‘紅安6號’表現為感病。P.fulva作為辣椒病害的一種新病原,本研究開展的抗性鑒定僅僅是初步研究,所篩選出的抗病品種資源為抗病基因分離克隆、抗病育種提供了科學基礎。今后還需要更廣泛地發(fā)掘抗源,對已獲得的抗性材料應確定其抗病性是由單基因還是多基因決定的,并對抗性基因定位等。

一套簡便、準確、實用、可靠的抗性鑒定方法可以提高抗病種質資源的篩選效率,從而加速育種進程。細菌性病害對寄主植物致病性鑒定方法有注射接種法、剪葉法、噴霧法、針刺法等[3],而采用不同的接種方法可能導致寄主不同的反應。針刺法和噴霧法均能反映出不同品種間的抗病性差異,針刺法接種后植株發(fā)病較快,但癥狀與田間差異較大。噴霧法接種簡便、快捷,發(fā)病癥狀與田間相似;而且噴霧接種后病原菌在水孔處繁殖,通過水孔侵入,它不僅能鑒定寄主的抗擴展能力,還能反映抗侵入的特性,更能全面地反映寄主所具有的抗病性[13],更適于辣椒苗期抗病性鑒定。植物的抗病反應是寄主和病原物相互識別、相互作用的過程,受環(huán)境條件影響較大,造成有些植物的室內抗病性鑒定結果和田間實際的抗病性表現有較大出入。本試驗通過室內對辣椒苗期人工接種病原,嚴格控制接種物濃度、接種苗苗齡、接種后統(tǒng)一條件管理,減少環(huán)境因素對抗性鑒定的影響,同時結合田間病情調查以更準確地評價辣椒品種的抗病性。田間調查與人工接種后病情調查結果對比發(fā)現,人工接種鑒定結果要比田間自然發(fā)病程度嚴重,這可能是由于人工接種病原物濃度較大,環(huán)境條件更適合發(fā)病。苗期室內抗病性鑒定與田間品種抗病性表現結果基本一致,能反映出各品種間的抗病性差異,可以作為品種抗病性鑒定的一種有效手段。隨著分子生物學的快速發(fā)展,DNA 分子標記技術在抗病性鑒定研究中得到應用,具有操作簡便、用時短、可以進行高通量的抗病篩選等優(yōu)點,這也將是我們在后續(xù)研究將要開展的工作。

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(責任編輯：楊明麗)

Identification of processing pepper resistance to bacterial leaf spot

Sheng Qiang1,2, Luo Ming1,2, Zhang Xianglin3

(1.CollegeofAgronomy,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China; 2.KeyLaboratoryofPreventionandControlforPestsMonitoringandSecurityofXinjiangAutonomousRegionalUniversities,Urumqi830052,China; 3.XinjiangProvincialEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau,Urumqi830063,China)

Pepper bacterial leaf spot caused byPseudomonasfulvais a new disease on the cultivated processing pepper in North Xinjiang. In order to evaluate processing pepper resistance to bacterial leaf spot,seeds of 13 processing pepper materials were sown in flowerpot in the greenhouse, and suspension of inocula was sprayed or needled to the seedlings of 5-6 true leaves, and then the resistance of pepper materials was evaluated based on disease index, as well as the field investigation results. The results indicated that there were no immune materials.‘Gailiangjiaxian 1’ and‘Fenglihongguan’ were resistant materials.‘Jiaxian 4’, ‘Xinfeng 6’, ‘Qinjiaowang’, ‘Shaanzaohong’ and ‘Baofeng 2’ were tolerant to bacterial leaf spot; ‘Hongan 6’, ‘Chaotianjiao’ were susceptible varieties, and ‘Jinta’, ‘Honglong 13’, ‘Tiepijiao’ and ‘Chaojihanguotianjiao’were high susceptible ones. The above results provide the theory basis for pepper disease resistance breeding and disease control.

pepper bacterial leaf spot; processing pepper; resistance evaluation; germplasm

2016-02-25

2016-04-25

新疆維吾爾自治區(qū)科技成果轉化專項資金 (201154106);新疆農業(yè)大學產學研聯合培養(yǎng)研究生項目(xjaucxy-yjs-20141031)

S436.418

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.01.031

* 通信作者 E-mail: luomingxjau@sina.com