貴州省馬鈴薯瘡痂病抗性品種初篩

李 飛，曹貞菊，陳明俊，馮文豪2，羅小波，尹 旺，李 標(biāo)

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所，貴陽 550006；2.貴州省農(nóng)作物技術(shù)推廣總站，貴陽 550001)

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)被認(rèn)為是僅次于甘蔗、玉米、大米、小麥和牛奶的全球第六大農(nóng)產(chǎn)品。2014年，全球馬鈴薯產(chǎn)量超過3.85億t，中國成為最大的生產(chǎn)國，產(chǎn)量超過6 600萬t，其次是俄羅斯、印度和美國[1]。作為主食作物的馬鈴薯是碳水化合物、纖維、礦物質(zhì)和維生素的主要來源之一，為人體健康提供必需的營養(yǎng)和能量物質(zhì)[2,3]。

馬鈴薯具有巨大的經(jīng)濟價值且對糧食安全具重要性，但馬鈴薯由于自身生物因素而易造成重大產(chǎn)量損失。馬鈴薯瘡痂病是其中重要因素之一。馬鈴薯瘡痂病是一種在世界各地廣泛存在的由革蘭氏陽性絲狀鏈霉菌引起的土壤傳播性植物病害。鏈霉菌感染生長期的馬鈴薯塊莖，使表面出現(xiàn)隆起或凹陷的損傷，導(dǎo)致馬鈴薯外觀質(zhì)量不佳，影響其在市場上的銷路，并給馬鈴薯種植者造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失[4]。最早報道的馬鈴薯瘡痂鏈霉菌主要病原體包括Streptomycesscabies、S.acidiscabies、S.turgidiscabies、S.europaeiscabiei和S.bottropensis、S.stelliscabiei、S.aureofaciens等[5]。瘡痂鏈霉菌致病性歸因于植物毒素thaxtomin A的產(chǎn)生，這是植物纖維素生物合成的抑制劑。也有研究表明，許多缺乏thaxtomin A基因的鏈霉菌分離株也是瘡痂病病原菌[6]。

瘡痂病具有很強的侵襲性，一旦發(fā)生，很難防治，目前沒有有效的控制方法。培育抗瘡痂病品種是解決這一問題最經(jīng)濟有效的途徑。明確品種對瘡痂病的抗性，對現(xiàn)有資源進行抗性評價，篩選抗病資源，對抗瘡痂病育種種質(zhì)資源的研究尤為重要。國內(nèi)對馬鈴薯瘡痂病品種資源抗性評價研究較少，僅在云南、甘肅、黑龍江、內(nèi)蒙古等地有報道，貴州省尚未有關(guān)于馬鈴薯瘡痂病系統(tǒng)研究的報道。因此，迫切需要對引起貴州省瘡痂病病原菌進行分離鑒定，并培育抗瘡痂病強的馬鈴薯新品種，這對貴州馬鈴薯產(chǎn)業(yè)具有重要理論意義和應(yīng)用價值。

1 材料與方法

1.1 供試材料

馬鈴薯瘡痂病薯塊于2019年5月、6月采集自貴州省黃平縣和長順縣，均為中薯5號病薯。

1.2 試驗方法

1.2.1馬鈴薯瘡痂病原菌分離純化

將采集的帶有馬鈴薯瘡痂病斑的薯塊用自來水沖洗干凈，切取薯塊病健交接處的組織，置于75%酒精消毒30 s，無菌水沖洗3次，用無菌解剖刀將組織塊剪碎，倒入無菌研缽中，研磨。吸取上清液在燕麥瓊脂培養(yǎng)基上劃線，置于28 ℃培養(yǎng)3 d，挑取單菌落，劃線，重復(fù)3次即得到純化菌株。用棉簽刮取病原菌孢子，置于20%甘油-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

圖1 瘡痂馬鈴薯病薯與分離純化得到的HP 2-1菌株和GS 8-4菌株

圖2 HP 2-1菌株和GS 8-4菌株侵染健康中薯5號薯塊

1.2.2瘡痂病原菌致病性測定

小薯片法：選擇健康馬鈴薯塊莖用自來水沖洗干凈，削皮。無菌條件下，用無菌打孔器打馬鈴薯塊莖(直徑Φ=1.5 cm)，用解剖刀將馬鈴薯塊莖柱切成薄厚均勻的馬鈴薯塊莖，置于75%酒精中消毒2 min，無菌水沖洗3次。用無菌濾紙吸干馬鈴薯塊莖餅上無菌水，置于水瓊脂培養(yǎng)基板上，每皿4塊。將燕麥瓊脂培養(yǎng)基28 ℃培養(yǎng)5 d的待測菌株，打菌餅(直徑Φ=0.5 cm)。將菌餅倒置于馬鈴薯塊莖餅上，28 ℃暗培養(yǎng)3 d，觀察馬鈴薯塊莖餅變色程度；對照采用水瓊脂培養(yǎng)基，將水瓊脂培養(yǎng)基打成餅倒置于馬鈴薯塊莖上，并統(tǒng)計薯餅發(fā)病率。

1.2.3馬鈴薯瘡痂病抗性品種篩選

待篩選馬鈴薯品種：09306-82、14018-142、BF 006、延薯4號、春薯3號、12-1、青薯9號、東農(nóng)310、15-1、春薯5號、春薯6號、定薯1號、早大白、云薯505、大西洋、麗薯6號、威芋5號、19-1、閩薯1號、費烏瑞它、Q 8、09001-136、黔芋8號，共23個品種。

致病性測定方法與1.2.2相同。

2 結(jié)果與分析

2.1 瘡痂病原菌分離純化

2019年5月、6月從貴州省黃平縣、長順縣采集到感染瘡痂病的馬鈴薯中薯5號病薯薯塊，對病原菌進行分離純化，分離得到2株瘡痂病原菌，編號為HP 2-1和GS 8-4，HP 2-1分離自黃平縣，GS 8-4分離自長順縣，結(jié)果如圖1所示。

2.2 瘡痂病原菌致病性測定

隨后純化分離得到的病原菌進行致病性鑒定，28 ℃培養(yǎng)5 d的HP 2-1和GS 8-4待測菌株用于侵染健康的中薯5號薯塊，28 ℃黑暗條件下培養(yǎng)3 d，觀察到薯塊變黑(如圖2所示)，初步說明分離得到的菌株是瘡痂病原菌。

2.3 馬鈴薯抗瘡痂病品種篩選

HP 2-1菌株和GS 8-4菌株用于侵染待篩選23個品種。侵染3 d后，觀察菌餅變色程度和統(tǒng)計發(fā)病率。結(jié)果表明，對HP 2-1菌株最敏感的品種是延薯4號、09306-82、春薯6號、麗薯6號、費烏瑞它、大西洋和Q 8，發(fā)病率均為100%，侵染后小薯片嚴(yán)重變黑壞死(圖3 A)；抗HP 2-1菌株的品種是12-1、青薯9號和黔芋8號，發(fā)病率分別為57.14%、61.90%和66.67%。對GS 8-4菌株最敏感的品種是東農(nóng)310、春薯6號和麗薯6號，發(fā)病率均為100%；抗GS 8-4菌株的品種為09306-82、費烏瑞它和閩薯1號，發(fā)病率分別為38.10%、42.86%和47.62%(表1)。

注：ABC為對HP 2-1菌株的抗性反應(yīng)(A為延薯4號，B為12-1，C為青薯9號)；DEF為對GS 8-4菌株的抗性反應(yīng)(D為東農(nóng)313，E為09306-82，F(xiàn)為閩薯1號)。圖3 不同馬鈴薯品種對HP 2-1菌株和GS 8-4菌株的抗性反應(yīng)

表1 不同馬鈴薯品種對瘡痂病原菌的抗性反應(yīng)

比較不同馬鈴薯品種對HP 2-1菌株和GS 8-4菌株的抗性反應(yīng)，結(jié)果表明，春薯3號、12-1、青薯9號、15-1、定薯1號和黔芋8號品種對HP 2-1菌株的抗性相比較GS 8-4菌株更強，而09306-82、14018-142、BF 006、延薯4號、春薯5號、云薯505、大西洋、威芋5號、19-1、閩薯1號、費烏瑞它、Q 8和09001-136品種對GS 8-4菌株的抗性相比較HP 2-1菌株更強，這也說明HP 2-1菌株表現(xiàn)相對較強的致病率。

3 討 論

馬鈴薯瘡痂病是土傳病害，由于其腐生菌性質(zhì)可以在寒冷的冬季存活，并會成為下一個播種季的永久性病原菌來源。我國對馬鈴薯品種資源抗性評價方面報道較少，康蓉對甘肅田間馬鈴薯品種瘡痂病進行評價調(diào)查，發(fā)現(xiàn)品種間抗性表現(xiàn)不明顯[7]。邢瑩瑩用3種不同的瘡痂病病原菌對黑龍江馬鈴薯主栽品種進行抗性評價，結(jié)果表明，克新18號相對其它品種表現(xiàn)出明顯抗性[8]；杜魏甫進行云南省馬鈴薯瘡痂病原菌鑒定和品種資源抗性評價研究，通過室內(nèi)馬鈴薯盆栽試驗研究，篩選出3份抗瘡痂病品種資源：C 88、阿烏洋芋、靖薯1號[9]。吳立萍通過盆栽試驗對108份馬鈴薯種質(zhì)資源進行抗性評價，鑒定出馬鈴薯高抗資源9份：Marispeer-2、L 08104-12、鈴田紅美、898006、S、CEG-69.1、88-1-19、R 1 R 2、MEX 750847[10]。馬鈴薯瘡痂病原菌種類受土壤酸堿度、溫度和水分等因素影響，不同地域瘡痂病病原菌種類也不同。貴州省是我國馬鈴薯的主要產(chǎn)區(qū)和傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)。近年來，馬鈴薯種植面積持續(xù)增長，連續(xù)多年位居全國前3位。然而，在威寧、黃平等地卻爆發(fā)嚴(yán)重馬鈴薯瘡痂病。本研究從瘡痂病爆發(fā)嚴(yán)重的黃平和長順地區(qū)采集病薯，分離得到2株瘡痂病原菌HP 2-1和GS 8-4，通過小薯片法對當(dāng)?shù)?3個主栽品種進行瘡痂病抗性資源篩選，結(jié)果表明，12-1、黔芋8號、青薯9號相對其它品種對HP 2-1菌株抗性明顯；09306-82、費烏瑞它和閩薯1號相對其它品種對GS 8-4菌株抗性明顯。且HP 2-1的致病性比GS 8-4嚴(yán)重。這為后續(xù)的抗性品種培育提供基礎(chǔ)。但對貴州省的瘡痂病致病菌的具體分類及遺傳特性還有待進一步研究。