180份番茄種質(zhì)資源對(duì)3種主要葉部病害的田間抗病性評(píng)價(jià)

李國(guó)花，王曉敏,2,3,4，趙宇飛，胡新華，付金軍，高艷明,2,3,4，李建設(shè),2,3,4

(1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021；2.寧夏優(yōu)勢(shì)特色作物現(xiàn)代分子育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，銀川 750021；3.寧夏現(xiàn)代設(shè)施園藝工程技術(shù)研究中心，銀川 750021；4.寧夏設(shè)施園藝(寧夏大學(xué))技術(shù)創(chuàng)新中心，銀川 750021；5.寧夏巨豐種苗有限責(zé)任公司，銀川 750021)

0 引 言

【研究意義】番茄(LycopersiconesculentumMill.)屬于茄科番茄屬植物[1]。設(shè)施環(huán)境條件的影響以及連年種植，番茄病害種類較多發(fā)病嚴(yán)重，對(duì)番茄生產(chǎn)與加工造成了影響[2,3]。寧夏設(shè)施蔬菜栽培的面積也在逐年增加，晚疫病、葉霉病、早疫病等番茄主要葉部病害日漸嚴(yán)重，目前主要是以藥劑防治為主。而種植多抗品種能夠減輕病害，提高產(chǎn)量。評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)抗源材料對(duì)于種質(zhì)資源抗病性鑒定與評(píng)價(jià)有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】司天桃等[4]、尚春明等[5]和何偉等[6]對(duì)番茄分別進(jìn)行葉霉病、早疫病和晚疫病的抗性鑒定，也篩選出來一些抗病品系。對(duì)番茄種質(zhì)資源的抗病性鑒定方法多針對(duì)一種病害并以室內(nèi)人工接種方法為主[4-11]，這種方法可以快速、準(zhǔn)確篩選抗源材料，適用于種質(zhì)材料較少且只鑒定一種病害時(shí)使用。有研究表明，田間自然發(fā)病與室內(nèi)人工接種的方法有很高的相似性[6]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】種質(zhì)資源份數(shù)較多，對(duì)種質(zhì)資源材料進(jìn)行多種病害的抗病性初篩時(shí)，室內(nèi)人工接種法的工作量較大不利于研究的開展實(shí)施。選用田間自然發(fā)病調(diào)查法，且在田間多種病害極易混合發(fā)生，有利于進(jìn)行多抗番茄種質(zhì)資源的篩選。蘇銀玲等[12]在云南元謀地區(qū)通過田間自然發(fā)病調(diào)查，篩選出F1159、F1160、F1166、F1194和F1197等5份番茄資源對(duì)葉霉病、白粉病和早疫病具有綜合抗性。研究3種主要葉部病害的抗病性，篩選多抗資源。【擬解決的關(guān)鍵問題】以日光溫室內(nèi)種植的180份番茄種質(zhì)資源為材料，田間自然發(fā)病的方法，通過5點(diǎn)式取樣方法，根據(jù)病害癥狀確定病害的類別，調(diào)查發(fā)病率和病情指數(shù)，分析其對(duì)晚疫病、葉霉病、早疫病3種主要葉部病害的抗病性等級(jí)，采用模糊隸屬函數(shù)對(duì)其抗病性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為寧夏番茄品種的多抗育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

材料由寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院園林系蔬菜課題組和寧夏巨豐種苗有限責(zé)任公司收集的180份番茄種質(zhì)資源。資源特性描述參照《番茄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[13]。表1

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

180份試驗(yàn)材料于2018年9月21日播種于72穴穴盤中，于11月8日定植于日光溫室內(nèi)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，株距45 cm，行距90 cm，每個(gè)小區(qū)定植40株，小區(qū)面積11 m2，田間管理如常規(guī)[14]。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

葉部病害于2019年4月20日進(jìn)入發(fā)病高峰期時(shí)，各小區(qū)隨機(jī)抽取5個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行葉部病害調(diào)查，每點(diǎn)選5株，每株自上而下選取5片復(fù)葉，共調(diào)查125片復(fù)葉，以每一片葉上的病斑面積占整個(gè)葉面積的百分率來分級(jí)，目測(cè)法確定病害的種類，并計(jì)算發(fā)病率和病情指數(shù)確定病級(jí)，對(duì)各病害的病情指數(shù)計(jì)算隸屬函數(shù)及綜合評(píng)價(jià)。

晚疫病病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照溫曉涵等[15]的標(biāo)準(zhǔn)分為6級(jí)：0級(jí)，葉片沒有被病原菌侵染；1級(jí)，0<葉片被病原菌侵染≤5%；2級(jí)，5%<葉片被病原菌侵染≤25%；3級(jí)，25%<葉片被病原菌侵染≤50%；4級(jí)，50%<葉片被病原菌侵染≤75%；5級(jí)，葉片被病原菌侵染>75%。晚疫病的抗性級(jí)別參照溫曉涵等[15]的標(biāo)準(zhǔn)分為6級(jí)：0級(jí)，免疫(I)(病情指數(shù)=0，無侵染)；1級(jí)，高抗(HR)(0<病情指數(shù)≤10)；3級(jí)，抗病(R)(10<病情指數(shù)≤30)；5級(jí)，中抗(MR)(30<病情指數(shù)≤50)；7級(jí)，感病(S)(50<病情指數(shù)≤70)；9級(jí)，高感(HS)(病情指數(shù)>70)。

葉霉病病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照司天桃等[4]的標(biāo)準(zhǔn)分為6級(jí)：0級(jí)，無癥狀；1級(jí)，0<病斑面積占整個(gè)葉面積<10%；3級(jí)，10≤病斑面積占整個(gè)葉面積<25%；5級(jí)，25≤病斑面積占整個(gè)葉面積<50%；7級(jí)，50≤病斑面積占整個(gè)葉面積<75%；9級(jí)，病斑面積占整個(gè)葉面積≥75%。葉霉病的抗性級(jí)別參照司天桃等[4]的標(biāo)準(zhǔn)分為6級(jí)：0級(jí)，免疫(I)(病情指數(shù)=0，不侵染)；1級(jí)，高抗(HR)(0<病情指數(shù)≤11)；3級(jí)，抗病(R)(11<病情指數(shù)≤22)；5級(jí)，中抗(MR)(22<病情指數(shù)≤33)；7級(jí)，感病(S)(33<病情指數(shù)≤55)；9級(jí)，高感(HS)(病情指數(shù)>55)。

早疫病病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照張振粉等[16]的標(biāo)準(zhǔn)分為6級(jí)：0級(jí)，無病斑；1級(jí)，0<病斑葉面積占全葉面積≤10%；2級(jí)，10%<病斑葉面積占全葉面積≤25%；3級(jí)，25%<病斑葉面積占全葉面積≤50%；4級(jí)，50%<病斑葉面積占全葉面積≤75%；5級(jí)，病斑葉面積占全葉面積>75%。早疫病的抗性級(jí)別參照張振粉等[16]的標(biāo)準(zhǔn)分為6級(jí)：0級(jí)，免疫(I)(病情指數(shù)=0，無侵染)；1級(jí)，抗病(R)(0<病情指數(shù)≤20)；3級(jí)，中抗(MR)(20<病情指數(shù)≤30)；5級(jí)，中感(MS)(30<病情指數(shù)≤40)；7級(jí)，感病(S)(40<病情指數(shù)≤60)；9級(jí)，高感(HS)(病情指數(shù)>60)。

病情指數(shù)=

式中：Xi為某一性狀測(cè)定值，Xmax和Xmin為所有番茄材料某一性狀的最大值和最小值[17]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)，計(jì)算發(fā)病率、病情指數(shù)和隸屬函數(shù)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)病情況

研究表明，晚疫病的病害癥狀為：葉片上病斑多從葉尖或葉緣開始發(fā)生，形狀不規(guī)則，呈暗綠色水漬狀，后逐漸變成褐色，邊緣不明顯，病斑上無輪紋；葉霉病的病害癥狀為：葉片發(fā)病初期，葉面出現(xiàn)橢圓形或不規(guī)則形淡黃色病斑，葉背面病斑密生灰褐色至黑褐色絨狀霉層，嚴(yán)重時(shí)可引起全葉干枯卷曲；早疫病的病害癥狀為：葉片染病后，初深褐色小斑點(diǎn)，后擴(kuò)展為圓形、近圓形灰褐色病斑，病斑中部呈現(xiàn)深褐色同心輪紋，外有淺黃色暈圈。180份材料均發(fā)生晚疫病，其中發(fā)病率達(dá)100%有153份，占所有材料的85%，發(fā)病率≥50%的有177份，占98.33%，180份材料普遍易感晚疫病。180份材料均發(fā)生葉霉病，其中發(fā)病率達(dá)100%有61份，占所有材料的33.89%；發(fā)病率≥50%的有153份，占85%，180份材料易感葉霉病。有179份材料發(fā)生早疫病，其中發(fā)病率達(dá)100%有6份，占所有材料的3.33%，發(fā)病率≥50%的有80份，占所有材料的44.44%，180份材料普遍不易感早疫病。表2

2.2 抗病性

研究表明，180份材料中沒有對(duì)晚疫病免疫的材料，高抗的有63049這1份材料，抗病的有62733、62735、62915和63054共4份材料，中抗的有62734、62746和62747等66份材料，感病的材料有62751、62752和62755等71份，高感的有62789、62790和62937等38份材料；抗病等級(jí)以上的材料有5份，只占總數(shù)的2.78%。

180份材料中沒有對(duì)葉霉病免疫的材料，高抗的有63049和63054共2份材料，抗病的有62746、62747和62759等23份材料，中抗的有62734、62735和62743等57份材料，感病的材料有62748、62749和62752等68份，高感的有62751、62769和62789等30份材料；抗病等級(jí)以上的材料有25份，占總數(shù)的13.89%。

180份材料中只有63054對(duì)早疫病免疫，抗病的材料有62743、62746和62748等48份材料，中抗的有62734、62747和62759等35份材料，中感的有62733、62748和62754等40份材料，感病的有62735、62749和62751等47份材料，高感的有62841、62859和62925等9份材料，抗病等級(jí)以上的材料有49份，占總數(shù)的27.22%。

結(jié)合種質(zhì)資源的田間發(fā)病率及對(duì)3種病害的抗性，篩選出16份材料對(duì)3種葉部病害均達(dá)到中抗等級(jí)以上，63049和63054共2份材料均達(dá)到抗病等級(jí)以上。表2，表3

續(xù)表2 180份番茄種質(zhì)資源3種主要葉部病害抗病性Table 2 Evaluation results of disease resistance of three major leaf diseases of 180 tomato germplasm resources

續(xù)表2 180份番茄種質(zhì)資源3種主要葉部病害抗病性Table 2 Evaluation results of disease resistance of three major leaf diseases of 180 tomato germplasm resources

續(xù)表2 180份番茄種質(zhì)資源3種主要葉部病害抗病性Table 2 Evaluation results of disease resistance of three major leaf diseases of 180 tomato germplasm resources

續(xù)表2 180份番茄種質(zhì)資源3種主要葉部病害抗病性Table 2 Evaluation results of disease resistance of three major leaf diseases of 180 tomato germplasm resources

表3 3種葉部病害不同抗病性級(jí)別材料份數(shù)及占比Table 3 Number of material parts and proportion of different disease resistance grades of three leaf diseases

2.3 不同番茄種質(zhì)資源對(duì)3種葉部病害抗病性

研究表明，通過反隸屬函數(shù)計(jì)算公式計(jì)算各種病害的隸屬函數(shù)值，均值越大抗病性越強(qiáng)，并進(jìn)行排序。63049和63054排名最靠前，其隸屬函數(shù)平均值分別為0.98和0.93，表明對(duì)3種病害綜合抗病性最強(qiáng)的是63049，其次是63054；其余8個(gè)材料的隸屬函數(shù)值介于0.71～0.77，其對(duì)3種病害綜合抗病性較強(qiáng)，平均值排序依次為62984=62746>62962>62946>62950>62893=62889=62747。表4

表4 不同番茄種質(zhì)資源對(duì)3種葉部病害抗病性的綜合評(píng)價(jià)(排名前10)Table 4 Comprehensive evaluation of disease resistance of three leaf diseases by different tomato germplasm resources(Top 10)

3 討 論

葉部病害已經(jīng)成為了番茄產(chǎn)業(yè)及制種業(yè)的主要限制因子[12]。劉世偉[3]2018年的調(diào)查結(jié)果表明，寧夏永寧縣番茄主要的病害依次為灰霉病、晚疫病、葉霉病和早疫病，而且發(fā)病呈現(xiàn)出了一定的周期性。研究于2019年調(diào)查的180份番茄種質(zhì)資源發(fā)病嚴(yán)重程度依次為晚疫病、葉霉病、早疫病，即病害嚴(yán)重程度排序與其相同，認(rèn)為灰霉病發(fā)病最嚴(yán)重，研究調(diào)查時(shí)間為2019年，而調(diào)查的時(shí)間為2016～2018年[3]；研究主要材料來源為寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院蔬菜課題組和寧夏巨豐種苗有限責(zé)任公司共同收集的，來源較穩(wěn)定，調(diào)查[3]的是不同種植園區(qū)不同栽培的品種，來源較為分散；研究調(diào)查的茬口為越冬茬，茬口[3]為秋冬茬和早春茬；研究栽培管理為統(tǒng)一的田間常規(guī)管理，調(diào)查[3]的栽培管理園區(qū)不同，種植人員不同而有所差異。

研究選用田間自然發(fā)病篩選的方法雖然與以往常用的人工室內(nèi)接種的方法不同，但何偉等[6]、王進(jìn)明[18]的研究表明，室內(nèi)人工接種法與田間自然發(fā)病篩選的結(jié)果具有很高的一致性。所以，在種質(zhì)資源份數(shù)較多，且希望對(duì)種質(zhì)資源材料進(jìn)行多種病害的抗病性初篩時(shí)，可以選用田間自然發(fā)病調(diào)查法。蘇銀玲等[12]對(duì)云南元謀地區(qū)的41份番茄資源進(jìn)行田間抗性鑒定篩選出5份對(duì)葉霉病、白粉病和早疫病具有綜合抗性的材料。研究從180份材料中篩選出了2份對(duì)晚疫病、葉霉病和早疫病綜合抗性最好的多抗的番茄材料，以及14份綜合抗性較強(qiáng)的多抗材料。如今分子標(biāo)記檢測(cè)、基因編輯等現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)于抗病育種的作用越來越大[19-21]。

4 結(jié) 論

供試的180份番茄種質(zhì)資源材料普遍易感晚疫病，葉霉病次之，普遍不易感早疫病；初步篩選出62734、62746、62747、62759、62761、62768、62787、62842、62844、62861、62865、62889、62891、62893、63049和63054共16份材料對(duì)3種葉部病害均達(dá)到中抗等級(jí)以上；對(duì)3種葉部病害抗病性綜合評(píng)價(jià)排名前10的種質(zhì)中，材料63049隸屬函數(shù)平均值最高，為0.98，材料63054排名第二，為0.93，其余8個(gè)材料的隸屬函數(shù)值介于0.71～0.77；確定63049和63054這2份材料對(duì)3種病害均達(dá)到抗病等級(jí)以上且綜合抗性最好，可作為多抗番茄種質(zhì)資源。