中國590 份大豆種質(zhì)資源對炭疽病的抗性鑒定及評價

石妞妞，杜宜新，何艷琴，阮宏椿，滕振勇，甘 林，連金番，楊中路，陳福如

（1. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，福建 福州 350013；2. 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100000；3. 福建省種子管理總站，福建 福州 350001；4. 寧夏農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)作物研究所，寧夏 銀川 750002；5. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所，湖北 武漢 430062）

0 引言

【研究意義】大豆是一種重要的油料、糧食和飼料作物，是植物蛋白和油脂的主要來源，是全球食物鏈的重要組成部分[1]。主要由平頭炭疽菌（Colletotrichum truncatum）侵染引起的大豆炭疽病是世界大豆產(chǎn)區(qū)重要的真菌性病害之一，可侵染大豆子葉、葉片、葉柄、莖稈、莢果和種子[2]，一般田塊豆莢發(fā)病率為30%，重病田塊豆莢發(fā)病率達50%以上[3]。選育和合理利用抗病品種是防治大豆炭疽病最經(jīng)濟、有效、安全的措施。因此，鑒定并利用大豆抗炭疽病遺傳資源，選育抗性品種對大豆產(chǎn)業(yè)具有重要意義[4]?！厩叭搜芯窟M展】1992 年我國大豆種質(zhì)資源專題組對全國各省、市已入國家?guī)斓? 034份大豆品種材料進行苗期抗炭疽病鑒定的結(jié)果表明，我國菜用大豆品種資源對炭疽病抗性的差異非常明顯，其變異系數(shù)高達269.02。絕大多數(shù)品種或材料為感病型，但也具有一定數(shù)量的抗病材料，如蔓生品種和龍油豆、紫花皮和矮生品種Lamaniere等[5]。1995 年，Ghimire 等鑒定了美國33 個大豆品種對炭疽病的抗性，IBRN-6、IBRN-11 等6 個品種抗性較好[6]。Sharma 等對85 個大豆品種進行炭疽病抗性鑒定，AB136 和G2333 等12 個品種表現(xiàn)為抗病[7]。【本研究切入點】作物抗病性鑒定是選育、獲得抗性品種不可或缺的重要環(huán)節(jié)。為此，針對我國大豆品種（系）對炭疽病抗性缺乏系統(tǒng)、客觀評價的問題，筆者于2011—2019 年連續(xù)9 年開展大豆新品種（系）抗炭疽病鑒定?！緮M解決的關(guān)鍵問題】明確我國大豆品種對炭疽病的抗病性變化情況，分析不同組別大豆品種對炭疽病的抗性狀況，以期為我國大豆品種的抗病育種和種植品種的區(qū)域布局提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 菌株平頭炭疽菌菌株FJLH12、FJPT08、FJSM09、FJLY18 分別采集自福建省龍海市榜山鎮(zhèn)蘆州村、莆田市莊邊鎮(zhèn)泮洋村、三明市梅列區(qū)洋溪鎮(zhèn)上街村、龍巖市上杭縣茶地鎮(zhèn)茶地村，均由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所分離保存，并進行致病性測定。

1.1.2 培養(yǎng)基 馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA 培養(yǎng)基）：將馬鈴薯200 g 切片，加水煮沸30 min，用四層紗布過濾，取上清液加入葡萄糖20 g、瓊脂粉16 g，加熱至瓊脂粉完全溶解，加水定容至1 000 mL，在121℃下高壓濕熱滅菌25 min。馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基（PDB 培養(yǎng)基）：將馬鈴薯200 g 切片，加水煮沸30 min，用四層紗布過濾，取上清液加入葡萄糖20 g，加水定容至1 000 mL，250 mL 三角瓶中裝入150 mL培養(yǎng)基，在121℃下高壓濕熱滅菌25 min。

1.1.3 大豆品種（系） 2011—2019 年累計鑒定7組（代號S1 至S7）、590 份大豆品種（系）。S1：國家熱帶亞熱帶地區(qū)春大豆組（Spring soybean group of tropical and subtropical areas）91 份、S2：國家熱帶亞熱帶地區(qū)夏大豆組（Summer soybean group of tropical and subtropical areas）13 份、S3：國家鮮食大豆春播組（Fresh soybean spring sowing group）85 份、S4：國家鮮食大豆夏播組（Fresh soybean summer sowing group）52 份、S5：國家長江流域春大豆組（Spring soybean group of Yangtze river basin）78 份，以上種質(zhì)材料均由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心提供；S6：福建省大豆新品種組（New soybean varieties group of Fujian province）156 份，由福建省農(nóng)業(yè)廳種子管理總站提供；S7：其他新品種組（Other new variety groups）115 份，由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所、浙江省種子管理總站、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所、湖北省種子管理局等單位提供。

1.2 方法

1.2.1 大豆炭疽病菌接種體制備 將保存在濾紙片上的各供試菌株轉(zhuǎn)至PDA 培養(yǎng)基平板上，28 ℃培養(yǎng)5 d，用直徑5 mm 的打孔器在菌落邊緣打取菌餅，將菌餅轉(zhuǎn)入PDB 液體培養(yǎng)基中，每瓶轉(zhuǎn)5 個菌餅，于150 r·min?1、28 ℃黑暗振蕩培養(yǎng)7 d，過濾后用血球計數(shù)板檢測分生孢子濃度，制成濃度為1×105CFU·mL?1的懸浮液，將各供試菌株孢子懸浮液按相同比例混合后作為接種體，備用[8]。

1.2.2 大豆品種種植 參鑒大豆品種種植在福建省莆田市莊邊鎮(zhèn)吉云村試驗基地。各參鑒品種露地播種5 行，每行6 株，行距30 cm，株距15 cm，品種采用隨機排列，3 次重復(fù)。每個重復(fù)四周種植感病品種2 行，作為保護行。全生育期內(nèi)不使用殺菌劑，殺蟲劑的使用根據(jù)鑒定圃內(nèi)害蟲發(fā)生種類和程度而定，接種前后15 d 不施用任何藥劑。

1.2.3 接種方法 于大豆始莢期，將鑒定圃土壤澆水至濕潤，然后在接種體中加入0.1%的吐溫80，于大豆幼嫩豆莢上進行噴霧接種，每100 株植株噴1 000 mL 孢子懸浮液，于25～30 ℃覆膜保濕2 d 后打開薄膜兩端通風(fēng)，接種3～5 d 后移去薄膜。

1.2.4 病情調(diào)查 對照品種為感病品種毛豆75 和毛豆3 號，發(fā)病程度達到感病等級（S），于病情穩(wěn)定時開始調(diào)查各參鑒品種所有植株的結(jié)實豆莢（不少于200 個豆莢）。病情分級標(biāo)準(zhǔn)如下，0 級：豆莢無病斑；1 級：豆莢上有褐點型小病斑，病斑面積≤整個豆莢面積的5%；3 級：豆莢上出現(xiàn)典型病斑，整個豆莢面積的5%＜病斑面積≤整個豆莢面積的10%；5 級：豆莢上出現(xiàn)典型病斑，整個豆莢面積的10%＜病斑面積≤整個豆莢面積的25%；7 級：豆莢上出現(xiàn)典型病斑，整個豆莢面積的25%＜病斑面積≤整個豆莢面積的50%；9 級：豆莢上出現(xiàn)典型病斑，病斑面積占整個豆莢面積的50%以上。

調(diào)查記錄參鑒品種炭疽病的病情，利用下列公式計算各品種病情指數(shù)，根據(jù)病情指數(shù)評價各參鑒品種的抗性水平，抗病程度分為5 級，高抗（HR）：DI=0，抗?。≧）：0＜DI＜10，中抗（MR）：10≤DI＜20，中感（MS）：20≤DI＜40，感病（S）：40≤DI＜60，高感（HS）：DI≥60[9]。計算不同年份、不同組別抗性品種占供試品種的比例，即抗性品種比率（RR）。

病情指數(shù)（DI）=∑[（各級病莢數(shù)×相對病莢數(shù)值）÷（調(diào)查總莢數(shù)×9）]×100

抗性品種比率（RR）=[（高抗品種數(shù)+抗病品種數(shù)+中抗品種數(shù)）÷總品種數(shù)]×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆品種對炭疽病抗性鑒定結(jié)果

2011—2019 年累計鑒定590 份大豆品種（系），共鑒定出抗病品種70 個，比率為11.86%；中抗品種143 個，比率為24.24%；中感品種219 個，比率為37.12%；感病品種148 個，比率為25.08%；高感品種10 個，比率為1.69%；沒有出現(xiàn)高抗品種（圖1）。

圖 1 2011—2019 年大豆品種抗炭疽病鑒定結(jié)果Fig. 1 Assessment on anthracnose-resistance of varieties of soybean, 2011-2019

2.2 不同年份抗炭疽病鑒定結(jié)果

2011—2019 年參鑒品種抗病品種（R）比率范圍為0～36.00%，其中：2012 年比率最高；其次為2013 年，為32.00%；2016 年最低。2011—2019 年中抗品種（MR）比率范圍為13.64%～36.00%，其中：2013 年比率最高；其次為2015 年，為34.09%；2016年最低。2011—2019年中感品種（MS）比率范圍為4.26%～50.47%，其中：2018 年比率最高；其次為2017 年，為50.00%；2011 年最低。2011—2019 年感病品種（S）比率范圍為8.00%～40.91%，其中：2016 年比率最高；其次為2012 年，為40.00%；2013年最低。

在連續(xù)9 年的鑒定中，抗性品種比率（RR）范圍為13.64%～68.00%，各年度病情指數(shù)均值分別為36.92、23.49、18.41、28.79、27.58、37.33、28.01、28.00 和30.34。2013 年抗性品種比率最高（68.00），病情指數(shù)均值最小（18.41）；其次是2012 年，抗性品種比率為52.00%，病情指數(shù)均值為23.49；2016 年抗性品種比率最低，僅為13.64%，病情指數(shù)均值為37.33（表1）。

2.3 不同組別品種抗炭疽病鑒定結(jié)果

由表2 看出，2011—2019 年590 份參鑒品種抗病品種（R）、中抗品種（MR）、中感品種（MS）、感病品種（S）、高感品種（HS）的比率范圍分別為1.18%～30.77%、4.71%～40.38%、28.21%～51.30%、0～50.59%和0～5.88%。S1、S2、S3、S4、S5、S6和S7 組別大豆品種的病情指數(shù)均值分別為19.86、15.75、41.22、20.27、29.49、30.85 和28.78，S2 組和S1 組的病情指數(shù)均值明顯低于其他組別。各組別的抗性品種比率范圍為5.89%～69.23%，其中：S2 組比率最高，其次為S4 組（57.69%），S3 組比率最低。

S1 組累計鑒定出抗病品種（R）、中抗品種（MR）共52 份，桂0521-2、桂H49、莆豆11、粵春2010-1等21 份品種為抗病品種，桂605、泉豆12、中黃39等31 份品種為中抗品種（表3）。S2 組累計鑒定出抗病品種（R）、中抗品種（MR）共9 份，貢夏369-37、桂166、粵夏2011-4、粵夏2013-2 為抗病品種，南夏豆25、圣豆16、粵夏2012-1 等5 份品種為中抗品種（表4）。S3 組累計鑒定出抗病品種（R）、中抗品種（MR）共5 份，桂610 為抗病品種，中黃19、K豐77-2、科力源12 號、蘇春15-2 為中抗品種（表5）。S4 組累計鑒定出抗病品種（R）、中抗品種（MR）共30 份，蘇菜13-009、蘇菜201、蘇菜50016、蘇鮮豆19 號等9 份品種為抗病品種，油11-57、福豆9 號、衢鮮5 號等21 份品種為中抗品種（表6）。S5 組累計鑒定出抗病品種（R）、中抗品種（MR）共23 份，貢6140、科豆2 號、南充9707-23-2、浙H0634 等6 份品種為抗病品種，鄂豆010、鄂豆012、浙H0431等17 份品種為中抗品種（表7）。S6 組累計鑒定出抗病品種（R）、中抗品種（MR）共61 份，福豆71、惠豆1 號、莆豆5 號等23 份品種為抗病品種，閩豆06B12-1、福豆1014、莆豆11 等38 份品種為中抗品種（表8）。S7 組累計鑒定出抗病品種（R）、中抗品種（MR）共33 份，衢0811-2、蘇豆18 號等6 份品種為抗病品種，川鮮1802、川鮮1804、浙農(nóng)1801等27 份品種為中抗品種（表9）。

表 1 不同年份大豆品種抗炭疽病鑒定結(jié)果Table 1 Anthracnose-resistance of soybean shown in different years

表 2 不同組別大豆品種抗炭疽病鑒定結(jié)果Table 2 Anthracnose-resistance of soybean from different crop groups

表 3 國家熱帶亞熱帶地區(qū)春大豆組（S1）抗病品種Table 3 Resistant varieties in S1 group

續(xù)上表

表 4 國家熱帶亞熱帶地區(qū)夏大豆組（S2）抗病品種Table 4 Resistant varieties in S2 group

表 5 國家鮮食大豆春播組（S3）抗病品種Table 5 Resistant varieties in S3 group

表 6 國家鮮食大豆夏播組（S4）抗病品種Table 6 Resistant varieties in S4 group

表 7 國家長江流域春大豆組（S5）抗病品種Table 7 Resistant varieties in S5 group

表 8 福建省大豆新品種（系）組（S6）抗病品種Table 8 Resistant varieties in S6 group

續(xù)上表

表 9 其他新品種（系）組（S7）抗病品種Table 9 Resistant varieties in S7 group

3 討論與結(jié)論

炭疽菌屬（ColletotrichumCorda）真菌種類多，是一類重要的植物病原菌，是子囊菌中最常見和最重要的一個屬，在超過460 種木本和草本植物上引起炭疽病[10?14]。炭疽菌具有繁殖快、產(chǎn)孢量大、潛伏侵染和多次再侵染等特性，導(dǎo)致炭疽病難以防治，常造成巨大的經(jīng)濟損失。基于其科學(xué)和經(jīng)濟價值，炭疽菌屬在世界上重要的植物病原真菌中位列第八[15]。據(jù)報道，造成大豆炭疽病的病原菌有很多種，包括平頭炭疽菌（C. truncatum）[2]、毀滅炭疽菌（C. destructivum）[16]、膠胞炭疽菌（C.gloeosporioides）[17]、禾生炭疽菌（C. graminicola）[18]、黑線炭疽菌（C. dematium）[19]、辣椒炭疽菌（C.capsici）[20]和C. chlorophyti[21?22]，而造成我國大豆炭疽病的主要病原菌為平頭炭疽菌[23?25]。林敬州等用平頭炭疽菌孢子懸浮液作為接種體采用噴霧接種法對76 份大豆種質(zhì)資源進行抗性鑒定，抗性品種占供試材料比例為38.16%[23]。徐晶用平頭炭疽菌孢子懸浮液作為接種體采用離體葉片點滴法對浙江59 份大豆品種進行炭疽病的抗性鑒定，大部分品種對JS11-32 菌株表現(xiàn)出抗性，抗性品種的比例高達96.61%；33 份品種對TB8-15 菌株表現(xiàn)出抗性，抗性品種比例為55.93%[24]?？梢姡煌臃N方法、不同接種體對試驗結(jié)果影響較大。本研究在豆莢形成初期采用噴霧接種法接種豆莢，連續(xù)9 年感病對照品種（毛豆75 和毛豆3 號）病情指數(shù)均達到感病等級，獲得了較穩(wěn)定的鑒定結(jié)果。

本研究結(jié)果表明，2011—2019 年不同年份間大豆炭疽病抗性品種比率為13.64%～68.00%，其中2016 年最低，2013 年最高，其余年份間抗性品種比率范圍為28.70%～57.69%，這表明我國部分大豆種質(zhì)資源對炭疽病具有較好抗性。在不同組別大豆品種對比中，國家熱帶亞熱帶地區(qū)夏大豆組和春大豆組病情指數(shù)均值低于其他組別，其抗性品種比率較高，分別為69.23%和57.15%，這可能與國家熱帶亞熱帶地區(qū)大豆炭疽病發(fā)病嚴(yán)重，品種選育過程中經(jīng)過自然篩選有關(guān)。鮮食大豆春播組抗性品種比率較低，僅為5.89%，這表明我國春播鮮食大豆品種中缺乏抗病品種，仍需加強春播鮮食大豆抗病材料和品種的選育研究。