160 份葡萄種質(zhì)資源潰瘍病抗性鑒定*

車順風(fēng)，劉鑫銘，張 瑋，劉崇懷，姜建福，張國(guó)海

（1 河南科技大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院，洛陽471023）（2 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果樹育種技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）（3 北京市農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)環(huán)境保護(hù)研究所）

葡萄是世界上重要的果樹樹種之一，其品種多、用途廣，除鮮食外，還可用作釀酒、制干、提取保健成分等[1]。葡萄適應(yīng)性強(qiáng)、易管理、經(jīng)濟(jì)效益高，已成為很多地方農(nóng)業(yè)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，在鄉(xiāng)村振興、精準(zhǔn)扶貧工作中發(fā)揮重要作用[2]。改革開放以來，我國(guó)葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2019 年葡萄園面積為48.41 萬hm2，產(chǎn)量為1 419.54 萬t，面積和產(chǎn)量分別位于世界第二和首位，尤其是鮮食葡萄產(chǎn)量和面積已連續(xù)多年位居世界首位，我國(guó)已成為名副其實(shí)的世界葡萄生產(chǎn)大國(guó)[3]。

潰瘍病是葡萄上的一種新型病害，主要危害枝干和果穗，引起枝干潰瘍、果粒脫落、穗軸干縮、樹勢(shì)衰弱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致植株死亡[4]。該病害主要由葡萄座腔菌屬真菌引起，該屬真菌種類繁多，其中葡萄座腔菌是主要的優(yōu)勢(shì)種群[5-6]。目前，葡萄潰瘍病已在美國(guó)、法國(guó)等20 個(gè)國(guó)家被發(fā)現(xiàn)并危害，僅在美國(guó)加州每年因葡萄潰瘍病造成的損失已超過2.6億美元[7-10]。我國(guó)于2010 年在浙江省首次發(fā)現(xiàn)該病害，隨后迅速蔓延到江蘇、四川和廣西等地，很快從一種葡萄新病害轉(zhuǎn)變成主要病害之一[11]，尤其是在浙江、江蘇和廣西等地危害嚴(yán)重，造成葡萄產(chǎn)量下降，對(duì)我國(guó)南方葡萄產(chǎn)區(qū)健康與可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重影響。

近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)葡萄潰瘍病的研究主要集中在發(fā)生規(guī)律、致病機(jī)理及防治藥劑等方面，有關(guān)葡萄潰瘍病抗性鑒定研究較少[12-13]。目前，生產(chǎn)上針對(duì)葡萄潰瘍病主要依賴農(nóng)業(yè)措施和化學(xué)措施（氟硅唑、嘧菌酯、抑霉菌等）進(jìn)行防治[14-16]，長(zhǎng)期使用化學(xué)藥劑不僅會(huì)產(chǎn)生抗藥性，還會(huì)造成果品和環(huán)境污染。因此，選育和推廣抗病品種是經(jīng)濟(jì)有效的防治措施之一[17]。我國(guó)是葡萄屬植物的起源地之一，也是東亞種群的集中分布區(qū)，產(chǎn)于我國(guó)的葡萄種類約占世界葡萄屬植物種類的60%，為葡萄育種奠定了基礎(chǔ)[18]。本研究以國(guó)家果樹種質(zhì)鄭州葡萄圃保存的160 份葡萄種質(zhì)為試材，采用離體刺傷接種法對(duì)其進(jìn)行潰瘍病抗性鑒定，挖掘抗性種質(zhì)，以期為葡萄潰瘍病抗性品種的推廣和應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

160 份葡萄種質(zhì)取自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所國(guó)家果樹種質(zhì)鄭州葡萄圃，其中歐亞種101份、野生種質(zhì)13 份、種間雜種46 份（圖1）。試驗(yàn)共分3 批進(jìn)行，每份種質(zhì)設(shè)置6 個(gè)重復(fù)。

1.2 菌株培養(yǎng)

試驗(yàn)所用的病菌為葡萄潰瘍菌Lasiodiplodiatheobromae的典型菌株CSS-01s，由北京市農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)環(huán)境保護(hù)研究所提供。將供試菌株活化后，于85 mm 培養(yǎng)皿中使用PDA 培養(yǎng)基28 ℃條件下培養(yǎng)3 d，于菌落離培養(yǎng)皿邊緣10 mm 處用5 mm 滅菌打孔器打菌餅備用。

1.3 鑒定方法

抗性鑒定參考姚晟偉[19]的方法進(jìn)行，將巨峰和夏黑分別作為陰性和陽性對(duì)照，在接種后第7 d 用游標(biāo)卡尺測(cè)量病斑長(zhǎng)度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行方差分析，使用R-Studio（4.1.2）軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析并繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 160 份葡萄種質(zhì)對(duì)潰瘍病的抗性聚類分析及分級(jí)

根據(jù)聚類分析譜系圖（圖1），160 份葡萄種質(zhì)被聚為5 類。第1 類為高抗（HR）種質(zhì)，占比88.13%，包含火星無核、良利霍多、黑墨、金星無核等141份種質(zhì)，其病斑長(zhǎng)度分布在0.56～1.60 cm；第2 類為抗?。≧）種質(zhì)，占比3.75%，包括那塞里、莎巴斯、早康寶、西營(yíng)、京紫晶、麥克達(dá)木斯，其病斑長(zhǎng)度分布在1.61～2.50 cm；第3 類為中性（M）種質(zhì)，占比4.38%，包括亞歷山大、霞多麗、微紅白、101-14、SO4、秀特玫瑰、巧保2 號(hào)，其病斑長(zhǎng)度分布在2.51～5.00 cm；第4 類為感?。⊿）種質(zhì)，占比1.88%，包括新郁、夏黑、225Ru，其病斑長(zhǎng)度分布在5.01～7.00 cm；第5 類為高感（HS）種質(zhì)，占比1.88%，包括龍眼、夏黑、粉紅太妃、克里木考尼松，其病斑長(zhǎng)度分布在7.01～9.38 cm。

圖1 160 份種質(zhì)對(duì)葡萄潰瘍病抗性聚類分析結(jié)果

不同抗性等級(jí)葡萄種質(zhì)枝條接種葡萄潰瘍病菌后的癥狀見圖2，從左到右葡萄種質(zhì)依次為赤霞珠、西營(yíng)、巧保2 號(hào)、225Ru、粉紅太妃。

圖2 不同抗性等級(jí)葡萄種質(zhì)枝條接種葡萄潰瘍病菌后的癥狀

2.2 不同種群葡萄種質(zhì)對(duì)潰瘍病的抗性分析

室內(nèi)離體接種枝條鑒定結(jié)果表明：抗性種質(zhì)占比最高的是野生葡萄，所鑒定的13 份種質(zhì)均表現(xiàn)為抗?。豢剐苑N質(zhì)占比最低的是歐亞種葡萄，占比為91.09%（表1）。經(jīng)Duncan’s 新復(fù)極差方差分析可知，各種群間對(duì)潰瘍病的抗性表現(xiàn)出明顯的差異，種間雜種、野生種質(zhì)均與歐亞種差異顯著，而種間雜種和野生種質(zhì)之間差異不顯著，抗性順序?yàn)橐吧痉N間雜種＞歐亞種。這說明野生葡萄種質(zhì)可以作為抗?jié)儾∮N的首選材料。

表1 不同種群葡萄種質(zhì)潰瘍病抗性占比及病斑長(zhǎng)度

2.3 不同用途葡萄種質(zhì)對(duì)潰瘍病的抗性分析

對(duì)不同用途葡萄種質(zhì)的病斑長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)定，方差分析結(jié)果表明，不同用途葡萄種質(zhì)對(duì)潰瘍病的抗性具有明顯差異。砧木種質(zhì)病斑長(zhǎng)度最長(zhǎng)（2.11 cm），與鮮食、加工和其他用途種質(zhì)均存在顯著差異；鮮食種質(zhì)的病斑長(zhǎng)度次之（1.29 cm），與砧木、加工和其他用途種質(zhì)均存在顯著差異；加工種質(zhì)的病斑長(zhǎng)度最短（0.79 cm），與其他用途種質(zhì)無顯著差異。不同用途葡萄種質(zhì)潰瘍病抗性順序?yàn)榧庸?、其他＞鮮食＞砧木?？剐苑N質(zhì)占比最高的是加工及其他，所鑒定的20 份種質(zhì)均表現(xiàn)為抗??；抗性種質(zhì)占比最低的是砧木，占比為66.67%（表2）。

表2 不同用途葡萄種質(zhì)潰瘍病抗性占比及病斑長(zhǎng)度

從表3 可以看出，所鑒定的160 份葡萄種質(zhì)枝條病斑長(zhǎng)度分布在0.56～9.38 cm，平均病斑長(zhǎng)度為1.32 cm。其中，野生葡萄和種間雜種葡萄中的高抗種質(zhì)所占比率分別為92.31%和91.30%，高于歐亞種葡萄的86.14%。我國(guó)目前主栽的葡萄品種如紅地球、赤霞珠、無核白、陽光玫瑰、巨玫瑰等對(duì)潰瘍病表現(xiàn)為抗病，而新郁、龍眼、夏黑、粉紅太妃等對(duì)潰瘍病表現(xiàn)為感病。

表3 160 份葡萄種質(zhì)對(duì)潰瘍病的抗性鑒定結(jié)果

續(xù)表3

3 討論與結(jié)論

我國(guó)擁有豐富的野生葡萄資源，世界葡萄屬植物近70 個(gè)種，原產(chǎn)于我國(guó)的就達(dá)39 個(gè)種和13 個(gè)變種[20]。研究證明，這些野生葡萄資源對(duì)白粉病、黑痘病和霜霉病具有較強(qiáng)的抗性[21]。但目前有關(guān)野生葡萄種質(zhì)對(duì)潰瘍病的抗性研究偏少，為了充分挖掘其抗性潛力，本試驗(yàn)初步探索了部分野生葡萄種質(zhì)對(duì)潰瘍病的抗性情況，結(jié)果表明：13 份野生葡萄種質(zhì)中，有12 份種質(zhì)表現(xiàn)為抗病，其中東亞種群的9 份種質(zhì)均表現(xiàn)為高抗，這說明我國(guó)野生葡萄種質(zhì)可作為抗?jié)儾∮N的優(yōu)質(zhì)資源。

本研究表明14 份加工葡萄種質(zhì)對(duì)潰瘍病的抗性均高于鮮食葡萄種質(zhì)，這與史娟、楊璐嘉等[22-23]的研究結(jié)果相似。夏黑和陽光玫瑰是國(guó)內(nèi)主栽葡萄品種，近年來種植面積和產(chǎn)量呈逐年增加趨勢(shì)。本研究表明，陽光玫瑰對(duì)潰瘍病表現(xiàn)為高抗，夏黑表現(xiàn)為感病，后者與劉愛芬等[24]的研究結(jié)果一致，因此，夏黑在潰瘍病高發(fā)地區(qū)推廣種植時(shí)應(yīng)慎重。

研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)不同地區(qū)和不同葡萄品種上引起葡萄潰瘍病的致病菌種類組成有差異，其中葡萄座腔菌是優(yōu)勢(shì)種群，在溫帶季風(fēng)氣候區(qū)和亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)均有分布；可可毛色二孢菌主要分布在亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，是夏黑葡萄上的優(yōu)勢(shì)種[25]。本研究表明，巨峰、貝達(dá)、霞多麗等8 份種質(zhì)對(duì)可可毛色二孢菌的鑒定結(jié)果同姚晟偉[19]保持一致，但矢富羅莎、5BB、赤霞珠等9 份種質(zhì)的致病力存在差異。由于引起我國(guó)葡萄潰瘍病的葡萄座腔菌種類高達(dá)7種，且病原菌的分布與地理氣候條件密切相關(guān)，且致病力存在差異[26]，因此，為了保證鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性，有必要選擇多個(gè)菌株進(jìn)行抗病鑒定試驗(yàn)。此外，由于種植模式、生理特性、遺傳表達(dá)不同等原因，導(dǎo)致部分種質(zhì)的抗性情況與前人研究結(jié)果有一定差異[27]。因此，不同葡萄品種對(duì)潰瘍病的抗性水平，要結(jié)合致病菌株、葡萄品種、栽培模式、環(huán)境氣候等各項(xiàng)因子綜合分析。