110份梨種質(zhì)資源對主要葉部病害的田間抗病性評價

姜翠翠，曾少敏，陳小明，胡寧三，黃新忠

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/福建省落葉果樹工程技術(shù)研究中心，福州，350013)

梨屬薔薇科(Rosaceae)梨亞科(Pomoideae)梨屬(Pyrus)植物，廣泛分布于歐洲、亞洲和非洲。我國是梨生產(chǎn)大國，梨的栽培面積和產(chǎn)量居世界領(lǐng)先水平。近年來，梨產(chǎn)業(yè)在南方地區(qū)浙江、福建、江蘇等省大面積栽培，已成為調(diào)整各省(市、區(qū))農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收的產(chǎn)業(yè)。近年來，由于生態(tài)環(huán)境的改變，病蟲害及品種適應(yīng)性等原因，南方梨多產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)早期落葉現(xiàn)象，而早期落葉引起的返青返花直接影響次年的產(chǎn)量和品質(zhì)[1-3]，嚴(yán)重制約南方梨產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

前期研究發(fā)現(xiàn)，我國長江流域以南砂梨種植產(chǎn)區(qū)早期落葉現(xiàn)象發(fā)生日趨嚴(yán)重。斑點炭疽病和黑斑病等梨葉部病害是導(dǎo)致其早期落葉的主要誘因[1，4-5]，目前主要是以藥劑防治為主，造成梨果實農(nóng)藥殘留超標(biāo)、環(huán)境污染等問題，而發(fā)生較嚴(yán)重的梨斑點炭疽病目前還沒有較好的藥劑可防治。因此開展對梨資源抗病性篩選進(jìn)而選育抗病新品種，是控制梨葉部病害發(fā)生的有效途徑。

前人對梨種質(zhì)資源的抗病性鑒定都集中在栽培品種上，如陸出新[6]對分屬不同的梨栽培品種270份資源進(jìn)行了室內(nèi)離體鑒定，篩選出抗性品種28個；彭宇鴻[7]對砂梨和白梨的76個梨品種進(jìn)行了室內(nèi)抗性測定，篩選出抗病品種 26 份；曾少敏等[8]對9個砂梨品種進(jìn)行了抗早期落葉品種的篩選；王宏等[9]對4個早熟梨品種抗黑斑病進(jìn)行了評價。目前對梨種質(zhì)資源的抗病性鑒定方法多是針對一種病害并以室內(nèi)人工接種方法為主，這種方法可以快速、準(zhǔn)確地篩選抗病材料，適用材料較少且只鑒定一種病害，而對多材料多病害混合發(fā)病的情況下，利用田間自然發(fā)病情況下的抗病性評價，有利于進(jìn)行多抗梨種質(zhì)資源的篩選。有研究表明，田間自然發(fā)病與室內(nèi)人工接種的方法具有很高的相似性[10]。

福建作為南方梨產(chǎn)區(qū)的最南端，露地栽培的梨葉部病害最為嚴(yán)重，福建梨種質(zhì)的地方資源較多，而對地方種質(zhì)資源的抗病性鑒定幾乎是空白。本文以前期多年收集的110份梨地方資源為試材，以田間自然發(fā)病的方法，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)，分析其對斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病3種主要葉部病害的抗病性等級，采用模糊隸屬函數(shù)對其抗病性進(jìn)行綜合評價，為福建乃至整個南方梨產(chǎn)區(qū)的多抗育種提供資源。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

110份梨地方資源采自福建省7個市44個縣，保存于福建省三明市建寧縣國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系福州綜合試驗站核心示范園的梨種質(zhì)資源圃，每個資源3株樹，樹齡8～10年，田間管理條件一致。資源特性描述參照《梨種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]。種質(zhì)和來源見表1。

表1 110份梨地方種質(zhì)資源名稱及特性

1.2 方法

1.2.1 指標(biāo)測定

葉部病害于2021年8月15日進(jìn)入發(fā)病高峰期時取樣，每個資源取3株樹，每株樹取東南西北4個方向枝條下部的20片成熟葉，3個重復(fù)，共計60片葉，以每一片葉上的病斑個數(shù)以及病斑面積占整個葉面積的百分率來分級，根據(jù)各病害的發(fā)病癥狀目測法確定病害的種類，并計算發(fā)病率和病情指數(shù)確定病級，對各病害的病情指數(shù)計算隸屬函數(shù)及綜合評價。

梨斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病的病情分級標(biāo)準(zhǔn)參照黃新忠等[4]的標(biāo)準(zhǔn)分為5級：梨斑點炭疽病：0級，無病斑；1級，1～20個病斑；2級，21～40個病斑；3級，41～60個病斑；4級，61～80個病斑；5級，80個以上病斑。

梨黑斑?。?級，無病斑；1級，1～5個小病斑或大病斑≤2個，病斑面積占整個葉面積的3%以下；2級，6～10個小病斑或大病斑3～5個，病斑面積占整個葉面積的3.0%～5.0%；3級，11～20個小病斑或大病斑6～7個，病斑面積占整個葉面積的5.1%～10%；4級，21～30個小病斑或大病斑8～9個，病斑面積占整個葉面積的10.1%～20%；5級：30個以上小病斑或大病斑≥10個，病斑面積占整個葉面積的20%以上。

梨褐斑?。?級，無病斑；1級，1～5個小病斑或大病斑≤2個，病斑面積占整個葉面積的5%以下；2級，6～10個小病斑或大病斑3～5個，病斑面積占整個葉面積的5.0%～10.0%；3級，11～20個小病斑或大病斑6～7個，病斑面積占整個葉面積的10.1%～20%；4級，21～30個小病斑或大病斑8～9個，病斑面積占整個葉面積的20.1%～40%；5級，30個以上的小病斑或大病斑≥10個，病斑面積占整個葉面積的40%以上。

以上3種葉部病害的抗性級別參照《梨種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[11]，3種葉部病害的標(biāo)準(zhǔn)分為5級：1級，高抗(HR)(病情指數(shù)<10.0%)；3級，抗病(R)(10.0%≤病情指數(shù)<25.0%)；5級，中抗(MR)(25.0%≤病情指數(shù)<40.0%)；7級，感病(S)(40.0%≤病情指數(shù)<65.0%)；9級，高感(HS)(病情指數(shù)≥65.0%)。

發(fā)病率(%)=發(fā)病葉片數(shù)/調(diào)查總?cè)~數(shù)×100

病情指數(shù)=(各級病葉數(shù)×各級代表值)/(調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級代表值)。

通過斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病的病情指數(shù)綜合評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些性狀與綜合性狀為負(fù)相關(guān)。計算方法為：反隸屬函數(shù)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)；公式中：Xi為某一性狀測定值，Xmax和Xmin為梨葉片某一性狀的最大值和最小值[12]。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010進(jìn)行發(fā)病率、病情指數(shù)和隸屬函數(shù)值的分析與統(tǒng)計。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)病情況

斑點炭疽病的病害癥狀：發(fā)病的葉片初期呈不規(guī)則水浸狀斑點，中后期呈黃褐色至黑褐色；病斑大小僅0.1～0.3 mm，當(dāng)病斑達(dá)到一定數(shù)量時，葉面則呈現(xiàn)出黃綠相間斑駁狀黃化，即病斑密集處保持綠色，病斑稀少或沒有的部位呈黃色，葉脈、葉柄呈半透明狀淺黃色，隨之葉片脫落。黑斑病的病害癥狀：主要為害葉片，幼葉容易發(fā)病，形成褐色至黑褐色圓形斑點，隨著時間逐漸擴(kuò)大，形成近圓形或不規(guī)則形病斑，病葉開始焦枯、畸形，形成早期落葉。褐斑病的病害癥狀：主要為害葉片，發(fā)病初期，葉面上產(chǎn)生圓形或橢圓形小斑點，邊緣清晰，病斑中間為灰白色，其上密生黑色小粒狀突起，周圍淡褐色或深褐色，最外層為紫褐色或黑色，發(fā)病嚴(yán)重的葉片，后期互相連接呈不規(guī)則大病斑，導(dǎo)致早期落葉。

110 份材料中有48份材料未發(fā)生斑點炭疽病，占所有材料的43.64%；62份材料發(fā)生斑點炭疽病，其中發(fā)病率達(dá)100%有58份，占比93.55%，表明只要發(fā)生斑點炭疽病，其發(fā)病率幾乎為100%。110份材料均發(fā)生黑斑病，其中發(fā)病率達(dá)100%有73份，占所有材料的66.36%，發(fā)病率≥50%的有29份，占26.36%，100份材料普遍易發(fā)生黑斑病。有99份材料發(fā)生褐斑病，其中發(fā)病率達(dá)100%僅8份，占所有材料的7.27%。

2.2 抗病性

從試驗結(jié)果可以看出，110份地方資源中對梨斑點炭疽病高抗的材料有52份，抗病的材料有5份，中抗的材料有7份，感病的材料有6 份，高感的材料有40份，抗病等級以上的材料有64份，占總數(shù)的58.18%；110份材料中對梨黑斑病高抗的材料有8 份，抗病的材料有16份，中抗的材料有25份，感病的材料有36份，高感的材料有25 份，抗病等級以上的材料有49份，占總數(shù)的44.55%；110份材料中對梨褐斑病高抗的材料有75份，抗病的材料有18份，中抗的材料有8份，感病的材料有4份，高感的材料有5份，抗病等級以上的材料有101份，占總數(shù)的91.82%(見表2、表3)。結(jié)合種質(zhì)資源的田間發(fā)病率及對 3 種病害的抗性，篩選出6份材料對 3 種葉部病害均達(dá)到高抗等級以上，分別為武平粳米梨、長汀秤砣梨、連城八月白、連江狗頭梨、長泰棕包梨和六月青3號。

表2 110份梨地方種質(zhì)資源3 種主要葉部病害抗病性

表3 3種梨葉部病害不同抗病性級別材料份數(shù)及占比

2.3 不同梨地方種質(zhì)資源對3種葉部病害抗病性

本研究通過反隸屬函數(shù)計算公式計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(見表4)。選擇排名在前20位的資源，排在前10位的資源其隸屬函數(shù)平均值為0.91～0.98，表明對3種病害綜合抗病性最強(qiáng)；排在后10位的資源隸屬函數(shù)值介于0.80～0.89，其對3種病害綜合抗性較強(qiáng)。

表4 不同梨種質(zhì)資源對 3 種葉部病害抗病性的綜合評價(排名前20)

3 結(jié)論與討論

對地方資源進(jìn)行抗病性評價在其他物種上報道較多[13-15]，但在果樹上報道相對較少。王昆等[16]對蘋果地方品種資源進(jìn)行了田間斑點落葉病抗性調(diào)查與評價，篩選出11份高抗資源；魏樹偉等[17]通過人工接種病菌方法對43份山東地方梨資源進(jìn)行了枝干輪紋病、腐爛病的抗性分析，篩選出3個地方梨資源抗枝干輪紋病和腐爛病。本文采用田間調(diào)查法對110份福建地方梨資源進(jìn)行斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病等3種葉部病害的抗性評價。

梨斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病發(fā)病條件相近，均以多雨高濕為重，一般連日多雨年份會加重3種病害的發(fā)生[5]。本文調(diào)查當(dāng)年雨水較少，特別是進(jìn)入8月發(fā)病高峰期，持續(xù)干旱，并未加重3種病害的發(fā)生。前期的研究表明，梨生長發(fā)育前期以梨斑點炭疽病為重，在其他葉部病害(黑斑病、褐斑病)病情較輕或未發(fā)生時則已開始發(fā)生梨葉早期脫落現(xiàn)象，說明梨斑點炭疽病在梨生長前期致葉早期脫落過程中占有主導(dǎo)地位，是南方梨產(chǎn)區(qū)防治的重要病害[4]。經(jīng)過多年觀察調(diào)查發(fā)現(xiàn)，盡管梨斑點炭疽病發(fā)病較早，但對其他2種病害的發(fā)生影響較小，特別是在生長中后期，在梨葉片上同時可以看到3種病斑相互交融密布于葉面。本文在110份福建梨地方資源中發(fā)現(xiàn)，抗斑點炭疽病等級以上的材料有64份，占總數(shù)的58.18%，說明地方資源有很好的抗斑點炭疽病。近年來，國內(nèi)梨研究學(xué)者關(guān)于砂梨品種抗黑斑病的研究報道較多[18-20]，表明不同梨品種間黑斑病抗性有顯著差異，總體來說砂梨品種對黑斑病的抗性比較穩(wěn)定。110種地方梨資源全部發(fā)生黑斑病，其中發(fā)病率≥50%有102份，占所有材料的92.73%，表明福建地方梨資源較易發(fā)生黑斑病，且發(fā)病率較高；110份材料中對梨褐斑病抗病等級以上的材料有101份，占總數(shù)的91.82%，表明福建地方梨資源較抗褐斑病。結(jié)合種質(zhì)資源的田間發(fā)病率及對 3 種病害的抗性，篩選出6份材料對 3 種葉部病害均達(dá)到高抗等級以上，可作為多抗資源，為梨抗病性品種的選育奠定材料基礎(chǔ)。地方資源具有長期適應(yīng)性的優(yōu)勢，因此用于抗病品種的篩選具有較大的實際參考價值。盡管通過田間調(diào)查法可以更真實地反映資源的抗病性，但是其不確定因素較多，因此需進(jìn)一步通過室內(nèi)離體接種和田間接種方法相結(jié)合綜合評價種質(zhì)資源的抗病性，明確其抗性等級，為梨抗病品種的選育提供材料基礎(chǔ)。