馬鈴薯主要病毒侵染不同品種癥狀及對產(chǎn)量的影響

范國權(quán)，高艷玲，張 威，張 抒，申 宇，邱彩玲，白艷菊，劉 凱，喻 江

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150086；3.哈爾濱商業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150028）

農(nóng)業(yè)部脫毒馬鈴薯種薯質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（哈爾濱）在2004～2015年田間普查中發(fā)現(xiàn)，目前中國大多數(shù)馬鈴薯種薯質(zhì)量達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，其主要原因是由于馬鈴薯病毒病超標(biāo)。馬鈴薯病毒病也是造成中國馬鈴薯產(chǎn)量較低的主要原因之一[1-3]。降低馬鈴薯種薯病毒病的發(fā)生率，提高種薯質(zhì)量對中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展尤為重要。

馬鈴薯病毒病可以造成植株葉片花葉、壞死和皺縮等癥狀，影響植株高度和降低產(chǎn)量。通過識別癥狀和了解危害，增強(qiáng)對病害防控的重視，在田間可以及時去除病毒株，有助于降低病原量，凈化種植環(huán)境，提高種薯質(zhì)量。

通過連續(xù)多年的田檢工作，發(fā)現(xiàn)危害中國馬鈴薯較嚴(yán)重的病毒主要有馬鈴薯Y病毒（Potato virus Y，PVY）、馬鈴薯 S病毒（Potato virus S，PVS）、馬鈴薯M病毒（Potato virus M，PVM）、馬鈴薯X病毒（Potato virus X，PVX）、馬鈴薯卷葉病毒（Potato leafroll virus，PLRV）、馬鈴薯 A病毒（Potato virus A，PVA）和馬鈴薯紡錘塊莖類病毒（Potato spindle tuber viroid，PSTVd），病毒的復(fù)合侵染對馬鈴薯的影響更嚴(yán)重。目前，系統(tǒng)地開展對5種馬鈴薯主要病毒（PVY、PVS、PVX、PVM和PVA）及類病毒（PSTVd）單一或多個復(fù)合侵染馬鈴薯主栽品種互作的研究較少。本研究針對黑龍江省馬鈴薯主栽品種，調(diào)查PVY、PVS、PVX、PVM和PVA 5種主要病毒和PSTVd單一侵染及復(fù)合侵染的危害情況，分析不同病毒和不同馬鈴薯品種互作影響，認(rèn)識危害，這對中國馬鈴薯的田間檢驗(yàn)工作具有重要的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1毒源

用于接種的馬鈴薯病毒及類病毒分別是：PVY、PVS、PVX、PVM、PVA和PSTVd。毒源均來自黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所。

1.1.2 供試馬鈴薯品種及種薯級別

用于接種的10個馬鈴薯種薯分別為‘克新13號’、‘克新18號’、‘克新1號’、‘尤金’、‘黃麻子’、‘早大白’、‘荷蘭15號’、‘大西洋’、‘中薯5號’和‘中薯3號’。馬鈴薯試驗(yàn)種薯均來自黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所，種薯級別為原原種，大小均一，重約5 g。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 小區(qū)設(shè)計

2015年5月20日，10個馬鈴薯品種播種于黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地，以接種病毒類型為單位設(shè)置小區(qū)，壟寬80 cm，株距25 cm，小區(qū)內(nèi)過道間距2 m左右，小區(qū)間距2.5 m。共9個處理，每個處理4株，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。在80目網(wǎng)棚內(nèi)進(jìn)行。

1.2.2 病毒接種

6月12日，馬鈴薯植株長至10 cm左右時進(jìn)行接種，接種方法為毒源用pH 7.0磷酸緩沖液研磨后，采用金剛砂（400目）摩擦接種。接種部位均為頂部剛展開葉片的頂小葉，復(fù)合病毒接種2種病毒分別研磨，接種同一植株的不同葉片，每類病毒接2片葉。接種2 min后用清水沖洗接種葉片。用于接種馬鈴薯病毒及類病毒共9種接種類型，分別為PVA、PVY、PVX、PVM、PVS、PVY和PVA混合接種（以下Y+A表示）、PVY和PVX混合接種（以下Y+X表示）、PVY和PVS混合接種（以下Y+S表示）、PVY和PSTVd混合接種（以下Y+D表示）。對照（CK）材料接種時，方法同上，但接種液中不加毒源。

1.2.3 發(fā)病檢測

接種后15 d取植株中上部進(jìn)行檢測，采用DAS-ELISA法[4,5]、NCM-ELISA法[6]和透射電子顯微鏡法[7]檢測病毒，往返電泳法[8]檢測類病毒。

1.2.4 生物學(xué)性狀調(diào)查

接種后，7月5日開始目測觀察記錄發(fā)病癥狀，調(diào)查接種馬鈴薯植株的株高、花葉、壞死、卷葉等初侵染癥狀。用SPSS 16.0（SPSS，Inc.，Chicago，IL）軟件對株高進(jìn)行方差分析，用Duncan's法進(jìn)行處理平均數(shù)多重比較（P＜0.05）。

1.2.5 考種測產(chǎn)

對所選用的每個馬鈴薯品種進(jìn)行測產(chǎn)，將馬鈴薯按重量分大小2個等級，分級按照大薯≥40 g，小薯＜40 g進(jìn)行，統(tǒng)計大薯數(shù)，并用SPSS 16.0分析軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯發(fā)病鑒定

將接種馬鈴薯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室病毒檢測，鑒定馬鈴薯發(fā)病情況。采用NCM-ELISA檢測方法檢測PVM和PVX；DAS-ELISA檢測方法檢測PVY、PVA和PVS；往返電泳法檢測PSTVd。再使用透射電子顯微鏡檢測法抽檢已檢測的馬鈴薯病毒樣品（圖1），鑒定植株中是否含有除PVY、PVX、PVM、PVS和PVA外的其他病毒，避免影響試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明，試驗(yàn)病毒接種均按試驗(yàn)設(shè)計完成，未檢測到除PVX、PVM、PVS、PVA和PVY外的其他病毒。

2.2 株高

圖1 病毒粒子電鏡觀察Figure 1 Electron microscopic observation of virus particles

圖2 病毒接種25 d后植株高度Figure 2 Plant height on the 25th day after virus inoculation

病毒接種25 d后，調(diào)查試驗(yàn)馬鈴薯植株高度，結(jié)果如圖2。復(fù)合病毒侵染中Y+D對10個品種影響最大，其中對‘克新18號’、‘中薯3號’、‘中薯5號’和‘克新13號’株高影響較大，與對照相比分別降低42.6%、34.0%、23.5%和21.4%，其次為‘荷蘭15號’和‘尤金’。復(fù)合病毒侵染中Y+S、Y+A、Y+X分別造成3，4，4個不同品種與對照相比，株高顯著降低。PVY對5個馬鈴薯品種的高度產(chǎn)生顯著影響，是單一病毒侵染中對馬鈴薯品種高度影響最大病毒病，‘克新13號’接種PVY后，與對照相比株高降低22.4%。10個品種中，‘黃麻子’、‘中薯3號’、‘中薯5號’和‘尤金’接種后株高影響最為明顯，與對照相比有4個處理株高表現(xiàn)出顯著變化。其次是‘大西洋’、‘早大白’、‘克新18號’、‘克新13號’和‘克新1號’，接種后與對照相比有2個處理株高表現(xiàn)出顯著變化。

2.3 病毒癥狀

不同馬鈴薯品種與病毒互作感染癥狀見表1，部分感病癥狀如圖3。10個供試馬鈴薯品種苗期接種后，對含有PVY侵染的5個處理（PVY、Y+X、Y+A、Y+S、Y+D）較敏感，均表現(xiàn)出不同程度的感病癥狀，其中‘早大白’、‘克新13號’、‘尤金’和‘中薯5號’在接種25 d后即可表現(xiàn)出明顯感病癥狀，其余供試品種在接種40 d后也出現(xiàn)感病癥狀，感病癥狀多為花葉，葉片、葉脈或莖壞死，葉片或植株皺縮、變形?！绱蟀住瘜VX侵染敏感，25 d可出現(xiàn)花葉，侵染40 d花葉癥狀明顯。其余病毒對供試馬鈴薯品種侵染癥狀不明顯。

由表1也可以看出，同種病毒侵染馬鈴薯不同品種染病癥狀也存在差異。例如，PSTVd和PVY復(fù)合侵染25 d，‘大西洋’、‘早大白’、‘克新18號’和‘克新1號’未出現(xiàn)明顯感病癥狀，在侵染40 d分別出現(xiàn)花葉、頂部葉片成簇狀，重花葉癥狀，而‘荷蘭15號’、‘克新13號’、‘尤金’、‘中薯5號’和‘中薯3號’在接種25 d后即可出現(xiàn)花葉、葉片皺縮、側(cè)枝壞死并脫落感病癥狀，接種40 d后感病癥狀更明顯。

2.4 產(chǎn)量

馬鈴薯成熟后，收獲并測定其產(chǎn)量，結(jié)果見表2。不同病毒或類病毒侵染對馬鈴薯產(chǎn)量影響存在差異，其中PVY和PVX復(fù)合侵染、PVY和PSTVd復(fù)合侵染對馬鈴薯產(chǎn)量影響最大，可分別造成不同馬鈴薯品種減產(chǎn)4.0%～73.5%和36.9%～93.2%，其次是Y+S、Y+A、PVY和PVA，PVS、PVM和PVX影響最小?！笪餮蟆汀诵?號’馬鈴薯產(chǎn)量易受馬鈴薯病毒侵染影響，其中PVS、PVM、PVA、PVX、Y+A、Y+X和Y+D侵染造成‘大西洋’品種產(chǎn)量顯著下降，降低44.3%～53.2%；PVA、PVY、Y+S、Y+A、Y+X和Y+D造成‘克新1號’產(chǎn)量顯著下降，降低34.7%～65.2%?！S麻子’在接種病毒和類病毒后，產(chǎn)量變化差異不顯著，說明該品種較抗病毒病和類病毒病，但產(chǎn)量不高?！冉稹瘍H在接種Y+D后，產(chǎn)量變化差異明顯。

圖3 馬鈴薯接種病毒癥狀部分圖片F(xiàn)igure 3 Some pictures of symptoms of potatoes inoculated with viruses

表1 馬鈴薯與病毒互作侵染癥狀Table 1 Symptoms of potato infected with virus

表2 病毒侵染對馬鈴薯產(chǎn)量的影響（g/株）Table 2 Yield of potato varieties infected with virus or virus combinations(g/plant)

2.5 馬鈴薯大薯率

馬鈴薯成熟后，收獲測定其大薯率，結(jié)果見表3。9種侵染處理均可降低供試馬鈴薯品種大薯率。Y+A復(fù)合侵染對7個供試馬鈴薯品種大薯率影響顯著，其中，‘克新18號’品種大薯率下降最多，可下降38.2%。其次是Y+X和Y+D復(fù)合侵染對‘大西洋’、‘克新13號’、‘中薯5號’和‘中薯3號’大薯率影響差異顯著，分別可降低24.0%～49.0%和24.3%～83.9%。其余侵染處理對個別1～2個品種的大薯率影響顯著外，大部分處理對大薯率的降低差異不顯著。‘大西洋’、‘克新18號’、‘克新13號’、‘中薯5號’和‘中薯3號’在接種病毒和類病毒后，有3～4個處理大薯率變化較明顯，其余品種變化不大。

表3 病毒侵染對馬鈴薯大薯率的影響（%）Table3 Large-sized tuber percentage of potato varieties infected with virus or virus combinations

3 討 論

研究選擇黑龍江省大面積種植的10個馬鈴薯品種原原種為試驗(yàn)材料，并在苗期接種毒源，接種后25和40 d調(diào)查接種植株發(fā)病癥狀，與PVY相關(guān)的5個處理侵染后，馬鈴薯發(fā)病癥狀表現(xiàn)明顯，但不同試驗(yàn)品種與馬鈴薯主要病毒互作發(fā)病癥狀也有差異。病毒與癥狀之間的相互關(guān)系不是絕對的，有些時候植株被一種病毒侵染后，并不產(chǎn)生明顯癥狀。相反，有時候植株有明顯癥狀，但與健康植株相比，產(chǎn)量并未顯著減少。研究結(jié)果證實(shí)馬鈴薯發(fā)病癥狀與接種病毒種類、馬鈴薯品種和病毒接種時期有關(guān)，這與前人報道結(jié)果相同[9-12]。

試驗(yàn)在馬鈴薯苗期進(jìn)行接種，病害對植株葉部癥狀、株高和產(chǎn)量（‘黃麻子’除外）影響顯著，與大田相比植株表現(xiàn)的侵染癥狀明顯、迅速和嚴(yán)重，這是由于試驗(yàn)接種植株葉片相比生長后期的老葉容易接種，而且植株生長迅速病害繁殖快，主要是由于接種時間和發(fā)病時期不同造成的[13]。因此馬鈴薯種薯生產(chǎn)中，植株的殺秧一定要徹底，防止病害侵染新長出的嫩葉，危害種薯質(zhì)量。

試驗(yàn)結(jié)果整體上表現(xiàn)出與PVY相關(guān)的侵染對馬鈴薯影響較大，接種癥狀表現(xiàn)明顯，危害較重。在田間PVY病毒極易傳播，發(fā)病率也是居高不下，因此應(yīng)該加強(qiáng)防控，減少損失。

目前，中國馬鈴薯病毒病發(fā)生比較普遍，且復(fù)合侵染比例較高，但國內(nèi)外對馬鈴薯主要病毒和類病毒單一侵染或復(fù)合侵染與馬鈴薯主栽品種的互作進(jìn)行系統(tǒng)的研究較少，本研究分析了5種馬鈴薯生產(chǎn)上的主要病毒及馬鈴薯類病毒與黑龍江省馬鈴薯主栽品種間互作，對馬鈴薯脫毒種薯質(zhì)量的田間檢驗(yàn)工作和農(nóng)民自身素質(zhì)提高具有重要意義，研究結(jié)果可用于指導(dǎo)田間檢測和企業(yè)自檢工作。