薔薇屬植物抗黑斑病等級模型的優(yōu)化及應(yīng)用

馮慧，卜燕華，王茂良，戴思蘭，叢日晨*

?

薔薇屬植物抗黑斑病等級模型的優(yōu)化及應(yīng)用

馮慧1,2，卜燕華2，王茂良2，戴思蘭1*，叢日晨2*

(1.北京林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，北京 100083；2.北京市園林科學(xué)研究所，綠化植物育種北京市重點實驗室，北京 100102)

采用田間鑒定與葉片離體檢測相結(jié)合的方法，對北京地區(qū)園林綠化中常用的薔薇屬36個品種(種)的抗黑斑病能力進行了評價。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：使用感病率為參數(shù)的原模型公式不能很好地區(qū)分薔薇屬不同品種(種)之間的抗病差異，用田間觀測的感病指數(shù)()替代發(fā)病率()，可以對薔薇屬植物抗黑斑病能力進行有效檢測。利用優(yōu)化的薔薇屬植物抗黑斑病等級模型，可將供試薔薇屬品種(種)分為4類：4個免疫品種(種)；9個高抗品種(種)；15個感病品種(種)；8個高感品種(種)。刺梨、無刺薔薇、三季玫瑰、玫瑰的抗黑斑病能力綜合值顯著高于月季。現(xiàn)代月季中，藤本月季的抗黑斑病能力綜合值最高，其次是大花月季，豐花月季的抗黑斑病能力綜合值最低。橙色月季的抗黑斑病能力綜合值最高，其次是紅色和粉色，白色月季的抗黑斑病能力綜合值最低。

薔薇屬植物；黑斑?。惶镩g鑒定；葉片離體檢測；抗病等級模型

黑斑病是月季露地栽培種最常見的病害之一，嚴(yán)重影響月季的觀賞價值[1–2]。月季黑斑病病原菌為薔薇放線孢菌((Lib) Fr.)，其有性態(tài)為薔薇屬雙殼菌 (Wolf.)，主要侵害月季及部分薔薇屬植物的葉片，在潮濕高溫的夏季，可造成多次侵染，引起多次落葉。有機農(nóng)藥能在一定程度上抑制月季黑斑病，但污染環(huán)境，不符合城市園林生態(tài)環(huán)保的基本要求。利用品種自身的抗病性控制植物病害發(fā)生，是最為經(jīng)濟、安全、有效的措施[1,3]?，F(xiàn)代月季有3萬多個品種，生產(chǎn)中主栽的月季品種也有近千種。為了能夠在大量的品種中準(zhǔn)確、客觀地篩選出抗病品種，急需建立高效的抗病等級評價模型。

運用田間鑒定方法對月季抗黑斑病能力進行評價[4–7]和運用葉片離體檢測法對月季葉片抗黑斑病能力進行評價[8–12]的研究已有較多報道，而田間鑒定與葉片離體檢測相結(jié)合的辦法僅運用于對少量月季育種親本和子代的抗性進行了評價[13–14]。迄今為止，有關(guān)月季抗病等級模型的研究僅馬燕等[14]做過一些探索。

筆者采用田間鑒定與葉片離體檢測相結(jié)合的方法，對北京地區(qū)園林綠化中常用的薔薇屬8個種(變種)，共36個品種(種)植物的抗黑斑病能力進行了評價，優(yōu)化抗黑斑病等級模型，旨在建立一種準(zhǔn)確、快速的薔薇屬植物抗黑斑病能力評價方法，準(zhǔn)確快速篩選出抗病種或品種。

1　材料與方法

1.1　材料

北京市園林科學(xué)研究院露地栽培的薔薇屬36個品種植物(表1)。豐花月季、大花月季和中國古老月季的種植密度為40 cm×60 cm，薔薇和藤本月季的種植密度為50 cm×100 cm。

表1　薔薇屬植物材料的基本特性

表1(續(xù))

Sp野生種；Ogr中國古老月季；S灌叢月季； Cl藤本月季；F聚花月季；Ht雜種香水月季；Gr壯花月季。

1.2　方法

1.2.1薔薇屬植物黑斑病抗性的田間鑒定

2012—2014年，在黑斑病高發(fā)的8、9、10月，每月調(diào)查2次，每品種(種)隨機觀測10株，觀測期間不噴灑任何藥物。統(tǒng)計發(fā)病率，感病指數(shù)。發(fā)病率是感病植株占總植株的百分率，對每一品種(種)取其最重級別為其感病率()。感病指數(shù)是記錄每個植株感病葉片占植株葉片總數(shù)的百分率，依據(jù)文獻[4]和[13]的分級方法，并稍作修改，每株感病葉片比例≤10%，感病指數(shù)為1；10% <每株感病葉片比例≤25%，感病指數(shù)為2；25% <每株感病葉片比例≤50%，感病指數(shù)為3；每株感病葉片比率＞50%，感病指數(shù)為4。對每一品種取其感病最重級別為該品種的感病指數(shù)()。

1.2.2薔薇屬植物黑斑病抗性的葉片離體檢測

依據(jù)文獻[7]和[14]的試驗方法，每個品種(種)接種10～15個葉盤，重復(fù)3次。接種薔薇盤二孢14 d后，記錄葉片感染黑斑病菌斑的面積占葉片總面積的百分比()。

1.2.3抗黑斑病綜合值的計算

利用2種方法計算薔薇屬植物抗黑斑病綜合值。利用馬燕等[14]建立的抗病等級模型(以下簡稱原模型)公式及抗病等級判定標(biāo)準(zhǔn)=×××100(≥100 cm)，或=0.8××××100%(＜100 cm)，其中：為抗病綜合值；為栽培地影響系數(shù)，栽培在排水良好圃地，=1；為葉片離體檢測法中，接種14 d葉片感病面積百分比；為植株感病率，為植株高度。根據(jù)抗病綜合值判定品種的抗病等級：≤1，=1；1＜≤2，=2；2＜≤3，=3；3＜≤4，=4；4＜≤5，=5；5＜≤6，=6；6＜，=7。

運用優(yōu)化的模型公式計算抗病綜合值W，W=×，式中：為葉片離體檢測法中，接種14 d葉片感病面積百分比；為感病指數(shù)，即該品種(種)田間觀測的最重病級。

分別采用2種方法計算36個薔薇屬植物的抗黑斑病能力綜合值。利用統(tǒng)計軟件SPSS17對薔薇屬不同品種(種)之間的抗病綜合值進行多重比較。

2　結(jié)果與分析

2.1　原模型中的薔薇屬植物抗黑斑病能力綜合值

利用原模型計算出36個薔薇屬品種(種)的抗黑斑病能力綜合值及抗病等級列于表2。刺梨、無刺薔薇、‘至高無上’‘西方大地’抗病等級為1，三季玫瑰和‘瓦爾特大叔’的抗病等級分別為4和5，其余30個月季品種的抗病等級為7，屬于高感品種。多重比較的結(jié)果表明，30個月季品種的抗病等級均為7，但品種間抗病能力差異顯著，使用感病率為參數(shù)的原模型公式并不能很好地區(qū)分月季品種之間的抗病差異。

表2　薔薇屬品種(種)抗黑斑病能力的綜合值(原模型)

表2(續(xù))

2.2　優(yōu)化模型中的薔薇屬植物抗黑斑病綜合值

從表3中可以看出，根據(jù)優(yōu)化模型計算的抗黑斑病綜合值，可將36個薔薇屬植物分為4類，刺梨、無刺薔薇、‘至高無上’‘西方大地’4個品種(種)抗病綜合值為0，屬于免疫品種(種)；‘瓦爾特大叔’ ‘三季玫瑰’‘多特蒙德’等9個品種(種)的抗黑斑病綜合值≤1，屬于高抗品種；‘憐憫’‘月亮女神’‘緋扇’等15個品種(種)的抗黑斑病綜合值≤2，屬于感病品種；‘藍絲帶’‘金秀娃’‘紅雙喜’等8個品種(種)的抗黑斑病綜合值＞2，屬于高感品種(種)。對36個品種(種)的抗黑斑病能力綜合值進行多重比較，結(jié)果表明，品種(種)之間差異顯著，較好地支持了上述分類方法。

表3　薔薇屬植物抗黑斑病能力綜合值(優(yōu)化模型)

表3(續(xù))

2.3　月季抗黑斑病等級優(yōu)化模型的運用

2.3.1薔薇屬不同種(變種)抗黑斑病能力的差異

試驗中采用的36種植物材料可以分為8個種(變種)：刺梨、無刺薔薇、三季玫瑰、玫瑰、狗薔薇、荷花薔薇、粉團薔薇、月季，對其優(yōu)化的抗病綜合值進行多重比較，結(jié)果表明，刺梨、無刺薔薇和三季玫瑰的抗黑斑病能力最強，其次是狗薔薇、荷花薔薇、玫瑰，月季和粉團薔薇的抗病能力最弱。

2.3.2現(xiàn)代月季不同系統(tǒng)抗黑斑病能力的差異

根據(jù)張佐雙等[15]的現(xiàn)代月季園藝學(xué)分類，本試驗材料中的28個現(xiàn)代月季可以分為3類：藤本月季(7個品種)；大花月季(含茶香類月季、壯花類月季、灌叢類月季，18個品種)；豐花月季(3個品種)。對優(yōu)化的現(xiàn)代月季抗黑斑病能力綜合值進行多重比較，結(jié)果表明3類月季群之間抗黑斑病能力差異顯著，藤本月季抗黑斑病能力最強，豐花月季抗黑斑病能力最弱。

2.3.3現(xiàn)代月季不同花色抗黑斑病能力的差異

28個現(xiàn)代月季按照花色[15]可分為橙色系、紅色系、粉色系、藍色系、黃色系和白色系共6個色系，其優(yōu)化的抗黑斑病能力綜合值多重比較的結(jié)果表明，橙色系品種抗黑斑病能力最強，其次為紅色、粉色、藍色、黃色，白色系品種的抗黑斑病能力最差。

3　討論

月季品種繁多，又普遍易感黑斑病，是研究抗病等級模型的理想試材。植物抗病性鑒定的方法很多，包括離體鑒定、室內(nèi)人工鑒定、田間自然誘發(fā)鑒定、抗病相關(guān)生理生化指標(biāo)測定等[16]。田間鑒定和室內(nèi)人工接種鑒定最能客觀反映品種的真實抗病水平，是評價品種抗病性的主要依據(jù)。本研究在綜合利用2種檢測方法的基礎(chǔ)上，綜合分析檢測結(jié)果，探索建立植物抗病等級模型。應(yīng)用馬燕等[14]建立的模型并不能區(qū)分月季品種之間的抗病差異，因而用田間觀測的感病指數(shù)()替代發(fā)病率()，月季抗黑斑病等級模型優(yōu)化為W=×。利用優(yōu)化的抗黑斑病等級模型計算抗病綜合值，可清晰地將所有品種(種)分為4大類，其中4個免疫品種(種)，9個高抗品種(種)，15個感病品種(種)，8個高感品種(種)。對優(yōu)化的抗黑斑病綜合值進行多重比較的結(jié)果也較好地支持這一分類方式。

對薔薇屬不同種優(yōu)化的抗黑斑病能力綜合值進行多重比較，結(jié)果表明，刺梨、無刺薔薇和三季玫瑰的抗黑斑病能力最強，其次是狗薔薇、荷花薔薇、玫瑰，月季和粉團薔薇的抗病能力最弱。對3類月季群優(yōu)化的抗黑斑病能力綜合值進行多重比較，結(jié)果表明，藤本月季抗黑斑病能力最強，豐花月季抗黑斑病能力最弱。對不同花色月季優(yōu)化的抗黑斑病能力綜合值進行多重比較，結(jié)果表明，橙色系品種抗黑斑病能力最強，其次為紅色、粉色、藍色、黃色，白色系品種的抗黑斑病能力最差。上述檢測結(jié)果與柏斌斌等[17]的報道基本一致。同時，本評價方法可在一年內(nèi)完成，不必進行多年多點試驗，具有客觀、快速、便捷的特點。

[1] DEBENER T，BYRNE D H．Disease resistance breeding in rose：current status and potential of biotechnological tools [J]．Plant Science，2014，228 (9)：107–117．

[2] 馮慧，卜燕華，戴思蘭．月季抗黑斑病育種研究進展[J]．江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013(4)：34–37．

[3] 王永格，陳曉，曹全紅，等．月季抗黑斑病品種的鑒定與篩選[J]．北方園藝，2010(7)：156–158．

[4] BYRNE D H，ANDERSON N，ORWAT M，et al．Field assessment of black spot resistance in roses in a hot humid climate[J]．Acta Hort，2010，870：115–119．

[5] MANGANDI J，BROWN S P，PERES N．Evaluation of low–maintenance landscape roses in central Florida [J]．Hort Technology，2013，23：252–257．

[6] SCHULZ D F，LINDE M，BLECHERT O，et al. Evaluation of genusgermplasm for resistance to black spot，downy mildew and powdery mildew [J]．Eur J Hort Sci，2009：74：1–9．

[7] YOKOYA K，KANDASAMY K I，WALKER S，et al. Resistance of roses to pathotypes of[J]．Ann Appl Biol，2000，136：15–20．

[8] DEBENER T，DREWES–ALVAREZ R，ROCKSTROH K. Identi?cation of ?ve physiological races of blackspot (Wolf) in roses [J]．Plant Breed，1998，117：267–270．

[9] HATTENDORF A，LINDE M，MATTIESCH L，et al. Genetic analysis of rose resistance genes and their localisation in the rose genome [J]．Acta Hort，2004，651：123–130．

[10] WHITAKER V M，DEBENER T，ROBERTS A V，et al. A standard set of host differentials and unified nomenclature for an international collection ofraces [J]．Plant Pathology，2010，59(4)：745–752．

[11] WHITAKER V M，HOKANSON S C．Partial resistance to black spot disease in diploid and tetraploid roses：general combining ability and implications for breeding and selection[J]．Euphytica，2009，169：421–429．

[12] 王瓊．月季與玫瑰雜交以及月季抗黑斑病的初步研究[D]．北京：北京林業(yè)大學(xué)，2010．

[13] DONG Q N．Characterization of resistance to black apot disease ofSpp.[D]．College Station：Texas A&M Univ，2014．

[14] 馬燕，陳俊愉．培育刺玫月季新品種的初步研究V．部分親本與雜種抗黑斑病能力的研究[J]．北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1992 (7)：80–84．

[15] 張佐雙，朱秀珍．中國月季[M]．北京：中國林業(yè)出版社，2006．

[16] 劉大群，董金皋．植物病理學(xué)導(dǎo)論[M]．北京：科學(xué)出版社，2007．

[17] 柏斌斌，駱菁菁，李虹，等．常用月季品種抗黑斑病能力調(diào)查與評價[J]．中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013，18(1)：94–100．

責(zé)任編輯：羅慧敏

英文編輯：羅維

Improvement of rose black spot resistance model and its application

FENG Hui1,2, BU Yanhua2, WANG Maoliang2, DAI Silan1*, CONG Richen2*

(1.College of Landscape Architecture, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2.Beijing Institute of Landscape Architecture, Beijing 100102, China)

Both the field assessment and the detached leaf assay were used in this study to evaluate the black spot resistance of 36 rose varieties/species which were widely used in Beijing landscape. The result showed that：by using previous model, the difference of resistance to black spot disease among these 36 rose varieties/species can’t be obtained. Thus, the incidence of damaged leaves was introduced to the model to replace the incidence of black spot disease. Based on this, a more accurate, fast method to evaluate rose resistance to black spot was established. Using this new model, 4 immune varieties/species, 9 high resistant varieties/species, 15 medial susceptible varieties/species and 8 serious susceptible varieties/species were selected. The disease resistance rating score of,var.,andwere higher than modern rose. The rating score of climbing roses was higher than shrub roses and floribunda roses. The rating score of modern rose with orange flowers was higher than those with red flower and those with pink flowers, and the rating score of modern rose with white flowers was lowest.

genusgermplasm; rose black spot; field assessment; detached leaf assay; black spot resistance model

Q949.751.8；S685.12

A

1007-1032(2017)06-0640-06

2017–04–06

2017–09–10

北京市科技新星計劃項目( 2008B47)；北京市園林綠化局科技計劃項目(YLHH2012001)

馮慧(1974—)，女，山東泰安人，碩士，教授級高級工程師，主要從事月季引種選育研究，270807944@qq.com；

通信作者 ，戴思蘭，博士，教授，主要從事園林植物育種研究，silandai@sina.com；

通信作者，叢日晨，博士，教授級高級工程師，主要從事園林植物引種選育研究，treecenter@163.com

投稿網(wǎng)址：http://xb.hunau.edu.cn