松花菜抗根腫病種質(zhì)資源的篩選初報(bào)

于海歐，樊艷燕

（邢臺(tái)雙環(huán)種業(yè)有限公司/河北省松花菜育種技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 邢臺(tái) 054001）

松花菜是松散型花椰菜的簡(jiǎn)稱，是一種特殊類型的花椰菜。與普通緊花球花椰菜不同，松花菜花球松大、花梗長且綠，因其具有口味佳、營養(yǎng)豐富、久煮不糊等特點(diǎn)而深受消費(fèi)者喜愛。近幾年，松花菜的種植面積逐年增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前松花菜的種植面積已占我國花椰菜總種植面積的65%～70%；但是，隨著十字花科根腫菌的大量積累及侵染，松花菜根腫病已經(jīng)嚴(yán)重威脅并制約了松花菜的生產(chǎn)。根腫病是由蕓薹根腫菌（Woron.）鞭毛菌真菌引起的，植株感病后，主根或側(cè)根會(huì)形成數(shù)目、大小不等的腫瘤。腫瘤初期表面光滑，后期粗糙且常發(fā)生龜裂，其他雜菌侵入后可造成腐爛，并且根部發(fā)生的腫瘤會(huì)嚴(yán)重影響對(duì)水分和養(yǎng)分的正常吸收。輕者造成植物生長緩慢、葉片萎蔫，重者則導(dǎo)致植株死亡。生產(chǎn)上用來防治根腫病的方法主要有合理輪作、改良土壤酸堿度、加強(qiáng)田間栽培管理、化學(xué)藥劑土壤消毒、大田灌根等，但這些方法效果有限，培育和應(yīng)用抗病新品種是最經(jīng)濟(jì)有效的手段。松花菜資源遺傳背景狹窄，抗病品種相對(duì)缺乏，抗病種質(zhì)資源的篩選與鑒定是培育抗病新品種的基礎(chǔ)。因此，本研究對(duì)44份松花菜種質(zhì)資源進(jìn)行苗期根腫病抗性鑒定，以期為開展抗根腫病松花菜新品種選育提供優(yōu)異的育種材料。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2021年4月10日進(jìn)行室內(nèi)人工接種鑒定，地點(diǎn)為邢臺(tái)雙環(huán)種業(yè)有限公司病理實(shí)驗(yàn)室。

1.2 試驗(yàn)材料

參試的44份松花菜材料均由邢臺(tái)雙環(huán)種業(yè)有限公司提供，編號(hào)為C1—C44，其中C1—C35為純合自交系，C36—C44為雜交F代。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 菌種來源及菌液制備

根腫病菌根采自云南省通海縣甘藍(lán)種植基地，清洗干凈后保存于－20 ℃冰箱備用。將預(yù)存于－20 ℃冰箱的甘藍(lán)根腫病菌根解凍，用剪刀將解凍的菌根剪成小塊，放入攪碎機(jī)內(nèi)，加入無菌水將其攪碎，4層紗布過濾，將濾液放入冷凍離心機(jī)中，2 500 r/min離心5 min，棄上清液，用蒸餾水懸浮沉淀，重復(fù)3次，用血球計(jì)數(shù)板統(tǒng)計(jì)接種濃度，再用蒸餾水調(diào)至3×10cfu/mL，4 ℃下保存?zhèn)溆茫?4 h 之內(nèi)使用完畢。

1.3.2 接種方法

2021年3月18日，將以上44份松花菜材料播種于日光溫室口徑為12 cm×12 cm的育種缽內(nèi)，設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)10株苗。2021年4月10日，待幼苗長到2～3葉期時(shí)，采用傷根灌菌法進(jìn)行接種試驗(yàn)。傷根處理后，每個(gè)育苗缽中灌入孢子濃度為3×10cfu/mL的懸浮液，待菌液充分吸收后，置于25 ℃左右溫室環(huán)境中，6～7周后調(diào)查發(fā)病情況，并計(jì)算病情指數(shù)。每份材料的病情指數(shù)為3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南 結(jié)球甘藍(lán)》，即0級(jí)：根無腫大癥狀；1級(jí)：主根稍腫大，其直徑小于2倍莖基直徑或須根上有小腫瘤；3級(jí)：主根腫大，其直徑為莖基直徑的2～3倍；5級(jí)：主根腫大，其直徑為莖基直徑的3～4倍；7級(jí)：主根腫大，其直徑為莖基直徑的4倍以上。病情指數(shù)（DI）＝Σ（各級(jí)發(fā)病株數(shù)×相對(duì)級(jí)數(shù)值）/（調(diào)查總株數(shù)×7）×100。抗病性標(biāo)準(zhǔn)為高抗（HR）：DI＜5；抗?。≧）：5≤DI＜15；中抗（MR）：15≤DI＜30；感?。⊿）：30≤DI＜50；高感（HS）：DI≥50。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 松花菜自交系對(duì)根腫病的抗性鑒定

從表1可以看出，參試的35份自交系材料中，無對(duì)根腫病表現(xiàn)高抗的材料；抗病材料有2份，分別為C17和C32，占總數(shù)的5.7%，其中C17的抗病性最強(qiáng)，病情指數(shù)為10.50；中抗材料有8份，分別為C2、C3、C4、C7、C13、C14、C19、C28，占總數(shù)的22.9%；感病材料19份，占總數(shù)的54.3%；高感材料6份，占總數(shù)的17.1%?？傮w來說，參試的松花菜材料中，感病材料居多，缺乏高抗根腫病材料。從熟性來看，早熟材料中有2份抗病材料，2份中抗材料，無高抗材料；中熟材料中無高抗和抗病材料，有5份中抗材料；晚熟材料中只有1份中抗材料。

表1 35份松花菜自交系對(duì)根腫病的抗性鑒定結(jié)果

2.2 松花菜雜交組合抗性鑒定

從表2可以看出，參試的9份雜交組合中，有C36和C41兩份組合對(duì)根腫病表現(xiàn)中抗，其余均為感病。無對(duì)根腫病表現(xiàn)高抗和抗病的組合。2份中抗材料中，C36表現(xiàn)早熟，C41表現(xiàn)中熟。雜交組合C36的病情指數(shù)為19.53，由抗病材料C17（病情指數(shù)為10.50）和中抗材料C14（病情指數(shù)24.30）配制而成；雜交組合C41的病情指數(shù)為27.47，由中抗材料C28（病情指數(shù)15.93）和感病材料C29（病情指數(shù)42.37）配制而成，可見2個(gè)中抗雜交組合的病情指數(shù)均位于兩個(gè)親本之間；其余感病雜交組合除了C37病情指數(shù)大于兩個(gè)親本、C39病情指數(shù)小于兩個(gè)親本外，其余均位于兩個(gè)親本之間。

表2 9份松花菜雜交組合對(duì)根腫病的抗性鑒定結(jié)果

3 結(jié)論與討論

目前，有關(guān)松花菜根腫病相關(guān)研究的報(bào)道較少。國內(nèi)外研究人員主要針對(duì)十字花科的白菜、甘藍(lán)等進(jìn)行研究，并培育出一些抗根腫病的品種；但是，由于十字花科根腫菌生理小種分化嚴(yán)重，培育出的抗病品種具有一定的地域局限性，如西南農(nóng)業(yè)大學(xué)培育出的西園六號(hào)結(jié)球甘藍(lán)只對(duì)四川成都地區(qū)的病菌具有抗性。因此，對(duì)于十字花科根腫病除了要繼續(xù)不斷篩選抗源材料外，還應(yīng)加強(qiáng)生理小種鑒別體系研究，以便理清我國各地區(qū)小種分布情況。沈向群等、丁云花等、馬丹丹通過對(duì)采自全國不同地方的根腫病菌進(jìn)行鑒定發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)的十字花科蔬菜根腫病菌有2號(hào)、4號(hào)、7號(hào)、10號(hào)、11號(hào)、15號(hào)，以4號(hào)生理小種為主；因此，國內(nèi)通過苗期人工接種鑒定篩選抗根腫病材料試驗(yàn)中大多是用4號(hào)生理小種，如張小麗等采用經(jīng)鑒定為4號(hào)生理小種的大白菜菌根對(duì)446份青花菜、85份近緣種屬材料以及66份松花菜自交系材料進(jìn)行苗期接種鑒定發(fā)現(xiàn)，青花菜中無抗病材料，近緣種中共篩選出1份免疫材料、1份高抗材料和5份抗病材料，松花菜中篩選出2份高抗材料和9份抗病材料。張煒采用經(jīng)鑒定為4號(hào)生理小種的榨菜菌根對(duì)12份甘藍(lán)品種進(jìn)行抗性鑒定，篩選出2個(gè)抗病品種。本試驗(yàn)中采用云南通海的甘藍(lán)根腫病菌根對(duì)44份松花菜材料進(jìn)行抗病鑒定，最終篩選出2份抗病材料C17和C32，10份中抗材料C2、C3、C4、C7、C13、C14、C19、C28、C36、C41，除了C36和C41為雜交種外，其余均為純合自交系，這些自交系將為后續(xù)選育抗根腫病的松花菜新品種奠定材料基礎(chǔ)；但是，本試驗(yàn)并未對(duì)所用菌根進(jìn)行生理小種鑒定，所篩選出的抗病材料只是針對(duì)通海地區(qū)的根腫病菌，對(duì)于其他地區(qū)是否具有抗性需繼續(xù)篩選研究；因此，為培育出具有廣譜抗性的新品種，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)篩選對(duì)來自不同地區(qū)的病菌均具有抗性的材料，同時(shí)繼續(xù)引進(jìn)國內(nèi)外優(yōu)異種質(zhì)資源及通過游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)、遠(yuǎn)緣雜交等技術(shù)創(chuàng)制新的種質(zhì)資源。

根腫病的抗病遺傳規(guī)律是培育抗病品種的理論基礎(chǔ)，為弄清十字花科根腫病抗性遺傳規(guī)律，國內(nèi)外研究人員進(jìn)行了大量的研究工作，F(xiàn)igdore等利用感病花椰菜與抗病青花菜雜交F和F代群體進(jìn)行根腫病抗性遺傳規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)，根腫病抗性受多基因控制，包含一個(gè)主效基因和多個(gè)微效基因，F(xiàn)植株的病情指數(shù)介于兩親本之間；司軍研究表明，甘藍(lán)對(duì)根腫病的遺傳抗性至少受2對(duì)以上基因控制，表現(xiàn)為不完全隱性，呈現(xiàn)數(shù)量性狀遺傳特點(diǎn)；袁天成對(duì)綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良的抗根腫病甘藍(lán)新組合和骨干親本進(jìn)行人工接種試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)多數(shù)F代的病情指數(shù)位于兩親本之間，兩個(gè)親本對(duì)后代根腫病抗性的貢獻(xiàn)不同，較抗病親本的抗性基因在雜合子中沒有得到完全表達(dá)。本試驗(yàn)中，通過比較9份松花菜雜交組合的病情指數(shù)與對(duì)應(yīng)親本的病情指數(shù)發(fā)現(xiàn)，雜交F代的病情指數(shù)多位于兩親本之間，此結(jié)果與Figdore等、袁天成的研究結(jié)果一致。因此，松花菜的根腫病抗性遺傳規(guī)律與青花菜、甘藍(lán)類似，不是簡(jiǎn)單的單基因顯性或隱性遺傳，而是由多基因控制的數(shù)量性狀遺傳。在選育抗根腫病的松花菜新品種時(shí)，盡量選擇兩個(gè)親本都具有一定抗性的材料或者兩個(gè)親本中有一個(gè)抗性強(qiáng)的材料，這樣在雜交F代中才有可能獲得抗性較好的組合。

本研究通過對(duì)松花菜純合自交系和雜交F代材料進(jìn)行根腫病抗性篩選，獲得了一批抗性較好的種質(zhì)資源，可直接用于配制抗根腫病松花菜新品種；同時(shí)，通過對(duì)雜交F代與對(duì)應(yīng)親本之間病情指數(shù)的比較分析，首次對(duì)松花菜根腫病抗性遺傳規(guī)律進(jìn)行了初步探索，以期為后續(xù)選育抗根腫病的松花菜新品種提供理論指導(dǎo)。另外，由于所用根腫病菌根地理來源單一，篩選的材料數(shù)量有限，試驗(yàn)有待進(jìn)一步深入研究。