10個(gè)烤煙品種(系)對(duì)煙草赤星病的抗性評(píng)價(jià)

李 童,郭沫言,章松柏,汪漢成*,蔡劉體

(1.長(zhǎng)江大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,湖北 荊州 434025;2.貴州省煙草科學(xué)研究院,貴州 貴陽(yáng) 550081)

0 引言

【研究意義】煙草(NicotianatabacumL.)是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,當(dāng)前我國(guó)每年種植面積約87萬(wàn)hm2,產(chǎn)銷(xiāo)量均約占世界總量的1/3[1-2]。煙草赤星病由鏈格孢〔Alternariaalternata(Frises)Keissler〕引起,是煙草生長(zhǎng)中后期發(fā)生最為嚴(yán)重的葉部病害之一,病斑初為黃褐色小斑點(diǎn),后發(fā)展成褐色圓形或近圓形斑,具赤褐或深褐色同心輪紋[3]。該病害主要發(fā)生在煙葉生長(zhǎng)的中后期,與煙葉成熟度密切相關(guān),通常從底部葉片開(kāi)始發(fā)生,再逐步向上擴(kuò)展,其生育期內(nèi)可發(fā)生多次侵染循環(huán)[4]。在環(huán)境適宜條件下,短時(shí)間內(nèi)即可大面積發(fā)生流行,嚴(yán)重時(shí)煙葉發(fā)病率高達(dá)90%,重病區(qū)減產(chǎn)、減收達(dá)50%以上[5-6]。培育和應(yīng)用抗病品種可避免化學(xué)防治所造成的煙葉品質(zhì)受損、環(huán)境污染等問(wèn)題,探明不同煙草品種(系)對(duì)煙草赤星病的抗性水平,對(duì)烤煙產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】目前,關(guān)于煙草赤星病抗性品種已有研究報(bào)道。貴州地區(qū)的抗性品種主要有云煙87和凈葉黃,感病品種(系)有NC89和長(zhǎng)脖黃[7];重慶地區(qū)高抗品種有云煙97、南江3號(hào)和云煙87,K326、NC102、云煙85以及貴煙4對(duì)煙草赤星病抗性較弱[8]。常見(jiàn)的鑒定方法有田間鑒定法[9]、離體葉片鑒定法[10-11]和毒素鑒定法[12-13]等。田間鑒定法能真實(shí)反映品種的抗性,但受環(huán)境、氣候的影響較大,耗時(shí)較長(zhǎng),每年僅能評(píng)價(jià)1次。離體葉片法簡(jiǎn)便、快速,可迅速測(cè)定上百份材料的抗性,但評(píng)價(jià)結(jié)果仍需進(jìn)行后續(xù)的田間試驗(yàn)驗(yàn)證。毒素鑒定法中毒素濃度需要反復(fù)試驗(yàn),才可以確定適宜的濃度范圍,工作量較大[14]?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】不同煙草品種對(duì)煙草赤星病的抗性存在一定的差異,其與煙草種植地點(diǎn)、環(huán)境氣候條件等有關(guān)[15],且煙草赤星病的品種(系)抗性評(píng)價(jià)對(duì)煙葉成熟程度的依賴(lài)度較高,有待構(gòu)建適宜成熟度煙葉準(zhǔn)確、快速、可靠的鑒定方法。為此,采用離體葉片接菌法結(jié)合噴施孢子懸浮液法研究云煙85、云煙87和云煙97等10個(gè)烤煙品種(系)及其不同成熟度煙葉(成熟、適熟、未熟)對(duì)赤星病的抗性?！緮M解決的問(wèn)題】探明云煙85、云煙87和云煙97等10個(gè)烤煙品種(系)對(duì)煙草赤星病的抗性水平,以期為抗病煙草品種的選育及病害的科學(xué)防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌株 煙草赤星病病原菌菌株CXB、P2-4、JHB12-2、JHJ10-1和RSB31-1,由貴州省煙草科學(xué)研究院微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.1.2 供試品種 供試煙草品種(系)：云煙87、云煙85、云煙97、貴煙5、貴煙8、紅花大金元、韭菜坪2號(hào)、畢納1號(hào)、GZ36和K326,均由貴州省煙草科學(xué)研究院良種繁育中心提供。

1.2 方法

1.2.1 菌株培養(yǎng) 病原菌采用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA培養(yǎng)基：去皮馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、蒸餾水1 000 mL)于28 ℃下培養(yǎng),5 d后用直徑6 mm無(wú)菌打孔器在菌落邊緣制取菌餅,用于烤煙品種(系)抗性評(píng)價(jià)。

1.2.2 育苗與管理 10個(gè)烤煙品種(系)均按照常規(guī)方法播種于漂浮育苗盤(pán),置于20～30 ℃和自然光照條件下培養(yǎng),按照標(biāo)準(zhǔn)育苗規(guī)程管理,待煙葉長(zhǎng)至7～8葉時(shí)待用。

1.2.3 10個(gè)烤煙品種(系)對(duì)煙草赤星病的抗性鑒定 2021年7月采集各品種(系)7～8日齡煙株底部第2～3葉位(從下向上)煙葉,依次用75%酒精進(jìn)行消毒20 s、無(wú)菌水清洗3遍,風(fēng)干。用無(wú)菌接種針在葉脈兩側(cè)對(duì)稱(chēng)部位制備相同的傷口,傷口處接種煙草赤星病菌6 mm直徑的菌餅,菌絲面緊貼葉片,各菌株4次重復(fù)。接菌后將離體葉片置于人工氣候培養(yǎng)箱(28 ℃,濕度80%,12 h光照12 h黑暗交替)培養(yǎng),培養(yǎng)48 h時(shí)用無(wú)菌接種針移去菌餅,分別于接菌后第5天、第7天和第10天觀(guān)察葉片發(fā)病情況,采用十字交叉法量取病斑直徑,通過(guò)葉片上病斑大小評(píng)價(jià)各煙草品種(系)對(duì)煙草赤星病的抗性水平。

1.2.4 不同成熟度煙葉對(duì)煙草赤星病的抗性評(píng)價(jià) 2022年7月,于煙草赤星病發(fā)生流行季節(jié),田間選取110日齡長(zhǎng)勢(shì)良好、分層成熟的10個(gè)烤煙煙株各5株,每株分別選取成熟、適熟、未熟煙葉各4片,噴施所制取5株(CXB、P2-4、JHB12-2、JHJ10-1和RSB31-1)赤星病病原菌孢子混合懸浮液于葉肉刺傷傷口處,于接菌后21 d調(diào)查病級(jí),根據(jù)病情指數(shù)評(píng)價(jià)10個(gè)品種(系)烤煙各成熟度煙葉對(duì)赤星病的抗性水平。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2019處理數(shù)據(jù),用DPS 9.01進(jìn)行顯著性差異統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 10個(gè)烤煙品種(系)對(duì)煙草赤星病的抗性

從圖1看出,10個(gè)品種(系)煙葉在接種赤星病病原菌后均在第4 天開(kāi)始不同程度發(fā)病,病斑大小均隨時(shí)間增長(zhǎng)而增大,2個(gè)菌株的致病力存在差異,接種菌株CXB的煙葉發(fā)病速度較P2-4快。從表1可知,不同烤煙種(系)接種菌株CXB和P2-4后不同時(shí)間病斑直徑的變化。CXB：各煙草品種(系)接種5 d、7 d和10 d的病斑直徑分別為9.25～15.13 mm、12.06～25.38 mm和13.25～28.75 mm,分別以貴煙5、韭菜坪2號(hào)和韭菜坪2號(hào)最大,K326、云煙87和云煙87最小。接種10 d時(shí),云煙87、GZ36和紅花大金元的病斑直徑分別為13.25 mm、16.88 mm和17.00 mm,其抗性相對(duì)較強(qiáng);韭菜坪2號(hào)、云煙97和貴煙5的病斑直徑分別為28.75 mm、27.63 mm和26.75 mm,其抗性相對(duì)較弱。P2-4：各煙草品種(系)接種5 d、7 d和10 d的病斑直徑分別為3.88～12.38 mm、4.00～19.00 mm和4.00～23.63 mm,分別以貴煙5、貴煙5和云煙85最高,分別以云煙97、紅花大金元和紅花大金元最小。接種10 d時(shí),紅花大金元、云煙97和韭菜坪2號(hào)的病斑直徑分別為4.00 mm、5.38 mm和5.81 mm,其抗性相對(duì)較強(qiáng);云煙85、貴煙5和畢納1號(hào)的病斑直徑分別為23.63 mm、21.00 mm和17.63 mm,其抗性相對(duì)較弱。

表1 10個(gè)烤煙品種(系)接種煙草赤星病病原菌后的病斑直徑Table 1 The spot diameter of 10 flue-cured tobacco varieties(lines) after inoculating tobacco brown spot mm

注：同一葉片上部病斑接種菌株為CXB,下部病斑接種菌株為P2-4。Note：The upper spots of leaf are inoculated with CXB and the lower spots are inoculated with P2-4.圖 1 10個(gè)烤煙品種(系)對(duì)煙草赤星病的抗性Fig.1 The resistance of 10 flue-cured tobacco varieties(lines) to tobacco brown spot

2.2 不同成熟度煙葉對(duì)煙草赤星病的抗性

從表2可知,10個(gè)烤煙品種(系)噴施赤星病病原菌孢子混合懸浮液21 d時(shí),均以成熟煙葉病情指數(shù)最大,為56.67～97.78;未熟煙葉病情指數(shù)最小,為21.11～65.56;各品種不同成熟度煙葉間均差異顯著,成熟煙葉較適熟和未熟煙葉發(fā)病重。其中,貴煙8、貴煙5和云煙97發(fā)病較重,21 d時(shí)未熟、適熟及成熟煙葉病情指數(shù)分別依次為65.56/84.44/95.55、54.44/76.67/97.78和50.00/72.22/92.22。GZ36、K326、紅花大金元和云煙87發(fā)病較輕,21 d時(shí)未熟、適熟、成熟煙葉的病情指數(shù)依次分別為21.11/36.67/56.67、32.22/52.22/58.89、37.78/58.89/83.33和37.78/57.78/75.66。

表2 10個(gè)烤煙品種(系)各成熟度煙葉噴施赤星病病原菌孢子混合懸浮液21 d時(shí)的病情指數(shù)Table 2 The disease index of 10 flue-cured tobacco varieties (lines) with different maturity degree sprayed with the mixed spore suspension of tobacco brown spot pathogen for 21 days

3 討論

煙草赤星病作為煙草生產(chǎn)中后期的主要病害,已有較多的品種抗性評(píng)價(jià)報(bào)道。研究結(jié)果表明,10個(gè)烤煙品種(系)對(duì)煙草赤星病抗性存在差異,其中,云煙87、品系GZ36和紅花大金元抗性相對(duì)較強(qiáng),韭菜坪2號(hào)、貴煙5和云煙85抗性相對(duì)較弱。與張文平等[15]報(bào)道的云煙87、云煙97和紅花大金元煙草赤星病發(fā)病率和病情指數(shù)相對(duì)較低,K326和云煙85的發(fā)病率相對(duì)較高的結(jié)果基本一致。與孫光軍等[16]報(bào)道的K326抗性較強(qiáng)及紅花大金元抗性較弱的結(jié)果存在差異,可能是地域和海拔等不同所致。研究結(jié)果表明,10個(gè)烤煙品種(系)噴施赤星病病原菌孢子混合懸浮液21 d時(shí),均以成熟煙葉病情指數(shù)最大,為56.67～97.78;未熟煙葉病情指數(shù)最小,為21.11～65.56;不同成熟度煙葉間均差異顯著,成熟煙葉較適熟和未熟煙葉發(fā)病重。與STAVELY等[17]報(bào)道的赤星病在煙葉打頂前少有發(fā)生,主要發(fā)生于煙葉成熟期,常先侵染底部腳葉,再逐步向中上部葉片擴(kuò)展的結(jié)果相近。不同成熟度煙葉對(duì)赤星病的抗性不同,可能與不同成熟度煙葉的物理結(jié)構(gòu)、內(nèi)在化學(xué)成分和葉際微生物群落結(jié)構(gòu)間存在差異有關(guān)。

張明厚等[18]研究發(fā)現(xiàn),底部成熟煙葉表面的纖毛密度低于中上部未熟煙葉,成熟煙葉的自由氨基酸、煙堿和可溶性糖含量及其浸出液中還原糖等營(yíng)養(yǎng)成分含量高于未熟煙葉?？赡苁堑撞砍墒鞜熑~纖毛密度低而更有利于病原菌孢子的附著與萌發(fā),營(yíng)養(yǎng)成分是赤星病菌等病原菌的重要營(yíng)養(yǎng)源,因而底部成熟葉片更有利于病原菌的定植與繁殖。劉亭亭等[19]報(bào)道,成熟煙葉葉際真菌豐富度、多樣性指數(shù)顯著高于未熟煙葉,且葉際微生物高效代謝碳源種類(lèi)數(shù)量依次為成熟煙葉>適熟煙葉>未熟煙葉?？赡苁菬熑~葉際微生物群落與代謝功能也影響病害的發(fā)生。選擇合適的葉片進(jìn)行赤星病品種(系)抗性評(píng)價(jià)至關(guān)重要,利用苗期底部葉片構(gòu)建赤星病抗性的評(píng)價(jià)方法,該方法可用于煙草品種對(duì)其他病害抗性評(píng)價(jià),如煙草靶斑病、白粉病等。煙草赤星病病原菌有鏈格孢(A.alternata)、極細(xì)鏈格孢(Alternariatenuissima)、長(zhǎng)柄鏈格孢(Alternarialongipes)[20]。研究結(jié)果表明,10個(gè)煙草品種(系)離體葉片對(duì)菌株(CXB和P2-4)存在致病力差異,推測(cè)田間赤星病病原菌種群也存在差異,可為不同地區(qū)赤星病防治藥劑的選擇提供依據(jù)。10個(gè)煙草品種(系)離體葉片、大田煙葉對(duì)赤星病的抗性測(cè)定結(jié)果存在差異,也證實(shí)病害的發(fā)生與流行通常是病原菌、環(huán)境因子及寄主抗性共同作用的結(jié)果。

4 結(jié)論

云煙87、GZ36和紅花大金元對(duì)煙草赤星病的抗性相對(duì)較強(qiáng),貴煙5、貴煙8、云煙97和韭菜坪2號(hào)對(duì)煙草赤星病的抗性相對(duì)較弱;不同成熟度煙葉對(duì)煙草赤星病抗性存在顯著差異,其中,未熟煙葉的抗病性最強(qiáng),成熟煙葉最弱。