抗根腫病紅菜薹新組合HCR1和HCR2的選育

聶啟軍，邱正明，朱鳳娟，董斌峰，李青山

（1．湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，武漢，430064；2．湖北蔬谷農(nóng)業(yè)科技有限公司；3．谷城縣農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣中心）

十字花科蔬菜根腫病是一種能產(chǎn)生嚴(yán)重為害的土傳性病害，主要為害大白菜、甘藍(lán)、油菜、花椰菜、莖瘤芥、蘿卜、蕪菁、紫菜薹等十字花科作物[1]。湖北是十字花科作物根腫病發(fā)生嚴(yán)重的區(qū)域之一，在湖北省宜昌、恩施、咸寧、鄂州、武漢等地均有發(fā)生，受土壤酸化、連作等因素的影響，根腫病的為害逐年加重。2007年在武漢蔡甸紅菜薹種植基地就發(fā)現(xiàn)有根腫病的為害，到2016年，在湖北武漢東西湖、江夏、蔡甸及鄂州、漢川、公安、當(dāng)陽等地面積較大的紅菜薹種植基地，都發(fā)現(xiàn)了連片的根腫病為害。目前根腫病已成為為害紅菜薹生產(chǎn)的一種新的主要病害，為害面積正不斷擴(kuò)大，嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)丶t菜薹的可持續(xù)生產(chǎn)，防治紅菜薹根腫病已刻不容緩。

種植抗病品種是防治根腫病安全而又經(jīng)濟(jì)的方法。從2008年開始，以選育抗根腫病紅菜薹組合為目的，利用引進(jìn)的抗根腫病大白菜品種德高，在長陽火燒坪根腫病為害嚴(yán)重的地塊通過多代回交和自交，到2013年獲得13份抗根腫病的自交系（回交3代、自交3代）。結(jié)合早熟性、商品性等性狀篩選出6份高抗根腫病的自交系（GH1、GJ1、GJ2、GJ3、GD1、GD2）與選育的ZY1402、ZY1413、ZY1422 等 Ogura CMS配制9個雜交組合，2014年在長陽火燒坪根腫病發(fā)生嚴(yán)重的地塊通過田間抗病性鑒定和比較，篩選出2個抗根腫病的紅菜薹組合 HCR1和 HCR2，2015-2016年在長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州等紅菜薹種植基地根腫病發(fā)生嚴(yán)重的地塊進(jìn)行生產(chǎn)試種。

表1　2013年火燒坪紅菜薹各試驗(yàn)材料田間根腫病發(fā)病率比較

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)材料

①根腫病抗源德高大白菜，抗根腫病4號生理小種。

②抗源導(dǎo)入目標(biāo)材料紅菜薹地方品種或自交系，DGZ（大股子，地方品種），0904（自交系），JHK（自交系）。

1.2　試驗(yàn)地點(diǎn)

長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州紅菜薹根腫病發(fā)生嚴(yán)重的地塊。

1.3　試驗(yàn)方法

①抗性株篩選與留種在長陽火燒坪于5月中下旬播種育苗，6月中旬定植，7月選擇未發(fā)病單株進(jìn)行人工授粉，8月選擇根部正常的植株收獲種子。

②根腫病抗性田間鑒定在長陽火燒坪于5～8月進(jìn)行，各參試材料每個小區(qū)定植30株左右，3次重復(fù)，分別在苗期、抽薹期2個時期統(tǒng)計(jì)發(fā)病株數(shù)和未發(fā)病株數(shù)，計(jì)算發(fā)病率（發(fā)病株數(shù)/總株數(shù)）。

③抗根腫材料創(chuàng)制與組合選育過程a.2008年10月至2009年5月，DGZ、0904、JHK與德高正反交。

b.2009年5～8月，正反交 F1代抗病株×DGZ 0904、JHK。

表2　2014年火燒坪試配組合的田間根腫病發(fā)病率比較

c.2010年 5～8月，回交 1代抗病株×DGZ、0904 JHK。

d.2011年 5～8月，回交 2代抗病株×DGZ、0904、JHK。

e.2011年10月至2012年5月，回交3代抗病株自交。

f.2012年5～8月，在回交3代自交1代的全抗株系中選株自交。

g.2013年5～8月，在回交3代自交2代中篩選全抗株系并自交。

h.2013年10月至2014年5月，組合配制與篩選，Ogura CMS×抗病株系。

i.2014年5～8月，試配組合抗性鑒定與篩選。

j.2015-2016年，目標(biāo)組合生產(chǎn)試種。

2　結(jié)果與分析

2.1　抗根腫病紅菜薹材料的創(chuàng)制、田間鑒定與篩選

將回交3代自交2代種子播種后通過田間鑒定發(fā)現(xiàn)存在全抗株系，說明在抗根腫病性狀上已獲得純化株系，繼續(xù)在全抗株系中選擇早熟性、薹葉、薹色、口感符合育種目標(biāo)的單株自交留種，所獲得的種子即為回交3代自交3代抗病株系，通過上述途徑共獲得13份抗病株系，其中在德高與JHK雜交后的回交3代自交3代中獲得8個抗病株系，即GJ1、GJ2、GJ3、GJ9、GJ10、GJ11、GJ12、GJ13；在德 高與DGZ雜交后的回交3代自交3代中獲得3個抗病株系，即 GD1、GD2、GD6；在 0904 與德高雜交后的回交3代自交3代中獲得2個抗病株系，即GH1、GH4。

將獲得的13份抗病株系于2013年在長陽火燒坪進(jìn)行田間根腫病抗性鑒定，以大股子、胭脂紅、JHK、0904為對照。播種日期5月30日，定植日期6月27日，分別在苗期（苗齡27 d）、抽薹期（定植后35 d）進(jìn)行根腫病發(fā)病率的統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1。

從表1看，試驗(yàn)對照材料大股子、胭脂紅、JHK、0904在育苗期間就開始感染根腫病，定植當(dāng)天（苗齡27 d）發(fā)病率達(dá)到5%以上，在抽薹期（定植后35 d）根腫病發(fā)病率都達(dá)到100%，而創(chuàng)制的13份紅菜薹材料中，在生長期間沒有發(fā)現(xiàn)有根腫病為害，表現(xiàn)為高抗根腫病，說明以抗根腫病的大白菜作為抗源，通過多代回交和自交成功地將抗根腫病特性導(dǎo)入到紅菜薹中。

2.2　2014年長陽火燒坪試配組合田間抗性鑒定比較

在13份抗根腫病的自交系中，結(jié)合早熟性、商品性等性狀篩選出6份高抗根腫病的自交系（GH1、GJ1、GJ2、GJ3、GD1、GD2）與選育的 ZY1402、ZY1413、ZY1422等Ogura CMS通過人工授粉配制9個雜交組合，于2014年在長陽火燒坪開展田間抗性鑒定比較，以大股子、胭脂紅、十月紅、九月鮮等品種為對照。5月24日播種，6月22日定植，在定植當(dāng)天（苗齡29 d）進(jìn)行苗期根腫病發(fā)病率的統(tǒng)計(jì)，在抽薹期（定植后36 d）進(jìn)行根腫病發(fā)病率的統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2。

從表2看，參試的大股子、胭脂紅、十月紅、九月鮮4個對照品種從苗期就開始感染根腫病，到抽薹期 （定植后36 d）根腫病發(fā)病率幾乎都達(dá)到100%。參試的9個組合中，ZY1402×GH1發(fā)現(xiàn)有根腫病的為害，到抽薹期根腫病發(fā)病率平均達(dá)到26.87%，程度較重；ZY1422×GJ1和 ZY1413×GD2根腫病發(fā)病率平均分別為2.70%和6.66%，程度較輕；其他組合均未發(fā)現(xiàn)有根腫病的為害。

2.3　2015-2016年生產(chǎn)試種結(jié)果

根據(jù)2014年長陽火燒坪的抗性比較結(jié)果，在根腫病抗性最好的組合中結(jié)合早熟性、薹葉、薹色等其他性狀選擇 ZY1413×GJ3、ZY1422×GJ3 2 個組合進(jìn)行生產(chǎn)試種，分別編號為HCR1、HCR2。HCR1、HCR2生產(chǎn)試驗(yàn)的種子在隔離條件下采用昆蟲授粉進(jìn)行制種，2015年、2016年在長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州等地開展生產(chǎn)試種，以大股子、紫婷1號、佳紅等品種為對照，每個組合試種面積667 m2左右。在菜薹采收盛期調(diào)查田間根腫病發(fā)病率，結(jié)果如表3。

表3　2015年、2016年參試品種組合田間根腫病發(fā)病率比較　%

表4　2015年、2016年主要農(nóng)藝性狀觀察

由表3可知，2015年、2016年在火燒坪的種植結(jié)果表明，大股子、紫婷1號、佳紅等對照商品品種在抽薹期 （定植后約45 d）根腫病發(fā)病率達(dá)到100%，HCR1和HCR2的根腫病發(fā)病率都在10%以下，根腫病發(fā)生程度較輕；在武漢江夏和鄂州試種的結(jié)果表明，對照商品品種在抽薹期（定植后約60 d）根腫病發(fā)病率都在30%以上，嚴(yán)重的達(dá)到80%以上，根腫病為害程度嚴(yán)重，而HCR1和HCR2根腫病發(fā)病率平均在5%以內(nèi)，根腫病發(fā)生程度輕。綜合2015年、2016年在長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州等地的試種結(jié)果，表明HCR1和HCR2對根腫病有良好的抗性。對早熟性、商品性（菜薹蠟粉、薹葉形狀、大小）、品質(zhì)（口感）等主要農(nóng)藝性狀觀察結(jié)果表明（表4），HCR1表現(xiàn)為中早熟，菜薹無蠟粉，薹葉小、披針形，菜薹口感脆甜；HCR2表現(xiàn)為早熟，菜薹蠟粉少，薹葉小、披針形，菜薹口感脆甜。

3　結(jié)論與討論

目前還未發(fā)現(xiàn)有抗根腫病紅菜薹的資源材料和品種的相關(guān)文獻(xiàn)報道，生產(chǎn)中也未發(fā)現(xiàn)有抗根腫病紅菜薹的資源材料和品種，本研究中抗根腫病紅菜薹資源材料的創(chuàng)制和組合的選育說明其方法是有效的，而抗根腫病組合HCR1和HCR2的選育為防治紅菜薹根腫病提供了一種安全、經(jīng)濟(jì)、有效的途徑。

十字花科蔬菜根腫病由蕓薹根腫菌（Plasmodiophora brassicae）侵染引起，蕓薹根腫菌存在生理小種分化現(xiàn)象，各地根腫病生理小種種群結(jié)構(gòu)也各不相同，如湖北十字花科蔬菜根腫病生理小種以 1 號、4 號為主， 湖南有 1、5、8、9、11 號生理小種[2～5]。 HCR1、HCR2 在湖北的長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州等地表現(xiàn)出了良好的抗性，但對其他地區(qū)的根腫病是否有良好的抗性還需要在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行試種。

[1]甘彩霞，余陽俊，袁偉玲，等．國內(nèi)主要十字花科抗根腫病品種在湖北病區(qū)的表現(xiàn)[J]．中國蔬菜，2016（6）：53-58．

[2]楊華，任佐華，宋瓊，等．湖南白菜和紅菜薹根腫病菌生理小種鑒定[J]．植物保護(hù)，2015，41（3）：143-148．

[3]汪維紅，余陽俊，丁云花，等．湖北省長陽縣十字花科蔬菜根腫病菌生理小種鑒定及抗源篩選[J]．中國蔬菜，2013（12）：55-60．

[4]李海雯，任莉，陳坤榮，等．油菜根腫病病原主要生理小種和品種 抗性鑒 定[J]．中國 油料作 物學(xué)報 ，2013，35（3）：301-306．

[5]沈向群，聶凱，吳瓊，等．大白菜根腫病主要生理小種種群分化鑒定初報[J]．中國蔬菜，2009（8）：59-62．