湖南栽培油菜品種根腫病抗性鑒定及防控

摘要：油菜根腫病是由蕓薹根腫菌引起的嚴(yán)重影響油菜生產(chǎn)的土傳病害，為鑒定評價不同油菜品種對根腫病的抗性與尋找防控方法，進(jìn)行溫室盆栽試驗(yàn)與田間病圃試驗(yàn)綜合評價。結(jié)果表明，供試的105個油菜品種對根腫病的抗性存在差異。溫室盆栽試驗(yàn)中，37個品種表現(xiàn)為感病，占供試品種總數(shù)的35.24％；68個品種表現(xiàn)為高感，占供試品種總數(shù)的64.76％。大田試驗(yàn)中，4個品種表現(xiàn)為抗病，占供試品種總數(shù)的3.81％；47個品種表現(xiàn)為感病，占供試品種總數(shù)的44.76％；54個品種表現(xiàn)為高感，占供試品種總數(shù)的51.43％。在盆栽試驗(yàn)和大田試驗(yàn)中，100 g/L氰霜唑懸浮劑稀釋1 000倍的防治效果分別為67.37％和78.79％，1 kg土壤添加1.2 g生石灰的防治效果分別為45.52％和49.75％。結(jié)果對于油菜栽培品種的選擇與根腫病的防控具有一定參考價值。

關(guān)鍵詞：油菜；根腫??；抗性鑒定；防控；蕓薹根腫菌

中圖分類號：S435.654 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）16-0170-08

蕓薹根腫菌（Plasmodiophora brassicae Woronin）是引起土傳病害根腫病的病原菌，生長在寄主根系細(xì)胞內(nèi)，使寄主根部形成獨(dú)特的腫根，為根腫菌生長提供營養(yǎng)，并為休眠孢子的形成提供空間，常導(dǎo)致植株發(fā)育遲緩，嚴(yán)重感病的植株會因根部潰爛而死亡［1-2］。目前約有75個國家報道了根腫病，它很可能分布在全世界任何種植十字花科作物或有十字花科植物的地方［3］。近年來，我國越來越多地區(qū)的根腫病發(fā)生日益嚴(yán)重，主要分布在四川、安徽、湖北、云南、湖南等地［4］。由蕓薹根腫菌引起的根腫病已經(jīng)成為全球油菜生產(chǎn)的主要威脅，發(fā)病地區(qū)油菜產(chǎn)量損失通常在5％～60％之間，嚴(yán)重發(fā)病地區(qū)產(chǎn)量損失甚至達(dá)到100％，造成油菜絕收［5］。

蕓薹根腫菌的休眠孢子在土壤中的存活時間可以長達(dá)20年，這給根腫病的防治增添了極大的難度，對根腫病進(jìn)行有效的綜合防治勢在必行［6］。種植抗根腫病的油菜品種與輪作結(jié)合是為數(shù)不多能有效防治根腫病的策略之一［7］。因此發(fā)掘油菜抗病品種、避免在油菜生產(chǎn)中大面積種植感病品種，對于防治根腫病顯得尤為重要。本研究通過溫室盆栽試驗(yàn)與田間病圃試驗(yàn)綜合鑒定評價105個供試油菜品種對根腫病的抗性，并測定氰霜唑和生石灰對油菜根腫病的防治效果，以期為油菜生產(chǎn)與油菜根腫病防控提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

感染蕓薹根腫菌的腫根采自湖南省衡陽市衡陽縣，經(jīng)鑒定為蕓薹根腫菌4號生理小種，清洗干凈后保存于-20 ℃冰箱備用。105個供試油菜品種及來源見表1。供試藥劑為100 g/L氰霜唑（科佳）懸浮劑（日本石原產(chǎn)業(yè)株式會社）、生石灰（上高縣騰順鈣業(yè)有限公司）。

1.2 油菜品種根腫病抗性鑒定

1.2.1 溫室人工接種根腫病

將保存于-20 ℃冰箱的油菜根腫病腫根解凍，置于24 ℃黑暗條件下腐爛5 d，提高根腫菌休眠孢子的萌發(fā)率［8］。用粉碎機(jī)攪碎腫根，加無菌水?dāng)嚢杈鶆蚝笥?層紗布過濾，參照楊曉琴等的方法［9］制備休眠孢子懸浮液，并用無菌水將休眠孢子懸浮液濃度調(diào)至1×1010個/mL，保存于4 ℃冰箱備用。采用菌土法接種蕓薹根腫菌，使1 g土壤中根腫菌休眠孢子數(shù)為1.0×108個［10］。以按體積比為3 ∶1混合均勻的無菌土與珍珠巖為試驗(yàn)土壤，土壤含水量要達(dá)到手握成團(tuán)、捏之即散的程度，于24 ℃黑暗條件下密封發(fā)酵48 h后使用［11］。每盆播種同一品種15粒油菜種子，每個品種播種3盆，出苗7 d后每盆留長勢最好的10株幼苗，每個品種設(shè)3次重復(fù)。在溫度為 24 ℃ 的溫室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，根據(jù)盆栽土壤濕度澆水，每3 d澆1次營養(yǎng)液。出苗45 d后調(diào)查發(fā)病率與病情指數(shù)。

1.2.2 田間病圃誘發(fā)根腫病

試驗(yàn)田位于湖南省衡陽市衡陽縣，為多年發(fā)生油菜根腫病的大田（冷凍的腫根采自該病區(qū)）。試驗(yàn)時間為2022年9—11月，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計［12］，起壟后在田壟上挖長寬均為30 cm、深為10 cm的穴，每穴種植15株油菜，每行4個穴，2行為1個處理，每個處理重復(fù)3次，全部農(nóng)事操作一致。在油菜出苗45 d后調(diào)查各油菜品種根腫病的發(fā)生情況。

1.3 防控方法

1.3.1 溫室盆栽防效測定

菌土制作方法和盆栽處理同“1.2.1”節(jié)，分為對照組（CK）、氰霜唑組、生石灰組，油菜種子統(tǒng)一使用高感品種亮油9號。氰霜唑組為稀釋1 000、1 500倍的100 g/L氰霜唑懸浮劑，生石灰組的生石灰用量為1.2、1.4 g/kg，以清水為對照。生石灰組在播種前按不同處理濃度拌土；對照組和氰霜唑組分別在播種時以及播種后7、14 d，每盆用100 mL不同濃度的溶液灌根［13］。在溫度為 24 ℃，光—暗周期為12 h—12 h的條件下進(jìn)行培養(yǎng)，出苗45 d后拔出根部進(jìn)行分級調(diào)查并統(tǒng)計發(fā)病情況。

1.3.2 田間病圃防效測定

田間處理與管理同“1.2.2”節(jié)，油菜品種統(tǒng)一使用亮油9號。生石灰組提前按1 kg土與1.2、1.4 g生石灰的比例分別將拌好的土放入穴中；清水對照（CK）和氰霜唑組在播種時、播種后14 d，每穴分別用500 mL不同濃度的溶液灌根，其中氰霜唑組的溶液為稀釋1 000、1 500倍的100 g/L氰霜唑懸浮劑。出苗45 d、對照組發(fā)病后開始調(diào)查各組根腫病的發(fā)病情況。

1.4 抗性評價標(biāo)準(zhǔn)與防效計算方法

病情分級與抗性評價標(biāo)準(zhǔn)參照《油菜根腫病抗性鑒定技術(shù)規(guī)程》［14］，0級：根系正常，無癥狀；1級：1/3以下側(cè)根形成直徑為0.5 cm以下小腫瘤，主根無腫瘤；2級：1/3～2/3側(cè)根形成腫瘤，或主根上腫瘤直徑或長度為莖基直徑的3倍以下；3級：2/3以上側(cè)根形成腫瘤，主根腫瘤明顯，腫瘤直徑或長度為莖基直徑的3倍以上，或腫瘤潰爛（圖1）。免疫（I）：病情指數(shù)=0；高抗（HR）：0<病情指數(shù)≤10；抗（R）：10<病情指數(shù)≤30；感（S）：30<病情指數(shù)≤50；高感（HS）：病情指數(shù)>50［15］。

發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100％；

病情指數(shù)=∑（發(fā)病級代表值×各級病株數(shù)）/（總株數(shù)×最高級發(fā)病代表值）×100；

防治效果=（對照病情指數(shù)-處理病情指數(shù)）/對照病情指數(shù)×100％［16］。

2 結(jié)果與分析

2.1 油菜品種根腫病抗性鑒定

2.1.1 溫室人工接種根腫病

在溫室盆栽試驗(yàn)中，105個供試油菜品種對油菜根腫病的抗性鑒定與評價結(jié)果見表2，可以看出，博油100、春云1號、華湘油13號等37個油菜品種表現(xiàn)為感病，占供試油菜品種總數(shù)的35.24％；灃油雜979、華油98、豐油10號等68個油菜品種表現(xiàn)為高感，占64.76％。在高感品種中，皖油27號和德油9號的發(fā)病率均為100％且病情指數(shù)均達(dá)到100。供試的105個油菜品種在盆栽試驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)為抗病的品種。

2.1.2 田間病圃誘發(fā)根腫病

在田間病圃試驗(yàn)中，供試的105個油菜品種對根腫病的抗性鑒定與評價結(jié)果見表2，可以看出，德油728、常雜油9號、駐優(yōu)777和灃油777這4個品種在田間試驗(yàn)中表現(xiàn)為抗病，占供試油菜品種總數(shù)的3.81％；益油雜2號、亞美油1號、中油雜30等47個油菜品種表現(xiàn)為感病，占44.76％；湘雜油787、油研52、亮油9號等54個油菜品種表現(xiàn)為高感，占51.43％。

2.1.3 油菜品種根腫病抗性的綜合評價

結(jié)合105個油菜品種溫室盆栽試驗(yàn)與田間病圃試驗(yàn)的結(jié)果來看，不同油菜品種對根腫病的抗性存在差異。盆栽試驗(yàn)中無表現(xiàn)為抗病的油菜品種，田間試驗(yàn)中有4個品種表現(xiàn)為抗病，在盆栽和田間抗病品種鑒定中無同時表現(xiàn)為抗病的品種。供試的105個油菜品種中，同一個油菜品種溫室盆栽試驗(yàn)的發(fā)病率比田間病圃試驗(yàn)高的占81.91％，與田間的發(fā)病率相同的占0.95％，比田間低的占17.14％；同一品種盆栽試驗(yàn)病情指數(shù)比田間試驗(yàn)高的占67.62％，比田間試驗(yàn)低的占32.38％。由此可知，盆栽試驗(yàn)的發(fā)病率與病情指數(shù)大多高于田間試驗(yàn)，這可能是因?yàn)榕柙栽囼?yàn)中根腫菌休眠孢子分布的均勻程度比田間高［17］，更利于根腫病的發(fā)生與病情的加重。

2.2 防控方法

2.2.1 溫室盆栽防效測定

由表3可知，在溫室盆栽試驗(yàn)中，與對照相比，100 g/L氰霜唑懸浮劑和生石灰處理的發(fā)病率與病情指數(shù)顯著降低。100 g/L氰霜唑懸浮劑對油菜根腫病的防治效果隨著濃度的升高而增強(qiáng)，稀釋oIdGrvtbgA9Ul4IWskoKkXPW4PRERXJ3jQJY5m4WE9o=1 000倍的100 g/L氰霜唑懸浮劑的防治效果為67.37％，顯著高于稀釋1 500倍或生石灰處理。生石灰可以作為土壤pH值調(diào)節(jié)劑［18］，1 kg 土壤均勻拌入1.2 g生石灰時防治效果達(dá)到45.52％，顯著高于1 kg土壤拌1.4 g生石灰的處理。

2.2.2 田間病圃防效測定

由表4可知，在田間病圃試驗(yàn)中，與空白對照相比，所有處理的發(fā)病率和病情指數(shù)均顯著下降，說明各處理具有防控效果。100 g/L氰霜唑懸浮劑稀釋1 000倍的防治效果最好，達(dá)到了78.79％，稀釋1 500倍時的防效為63.36％，顯著高于同期2個生石灰處理（49.75％、47.58％）?？瞻讓φ盏奶镩g發(fā)病率比盆栽低，而病情指數(shù)高于盆栽，這可能因?yàn)樘镩g休眠孢子分布不均，但田間環(huán)境復(fù)雜并且具有微生物多樣性，油菜在受到根腫菌侵染的同時可能也受到其他病原菌的侵染，使油菜整體抵抗力下降，更利于根腫菌的侵染，從而加重發(fā)病油菜根腫病的病情指數(shù)。

3 結(jié)論與討論

本研究收集了105個油菜栽培品種，通過溫室盆栽試驗(yàn)與田間病圃試驗(yàn)，對其進(jìn)行了油菜根腫病抗性鑒定與綜合評價。休眠孢子能萌發(fā)并侵染油菜根毛是油菜感染根腫病的前提條件，所以盆栽試驗(yàn)要保證根腫菌休眠孢子的質(zhì)量與數(shù)量，以反映寄主真實(shí)的抗性水平。在溫室條件下通過人工接種根腫菌休眠孢子發(fā)現(xiàn)，37個油菜品種表現(xiàn)為感病，占供試品種總數(shù)的35.24％；68個油菜品種表現(xiàn)為高感，占供試品種總數(shù)的64.76％。在病圃中進(jìn)行根腫病自然誘發(fā)時，4個品種表現(xiàn)為抗病，占供試品種總數(shù)的3.81％；47個品種表現(xiàn)為感病，占供試品種總數(shù)的44.76％；54個油菜品種表現(xiàn)為高感，占供試品種總數(shù)的51.43％。黃蓉等的研究結(jié)果表明，在200余個油菜品種及育種材料中，94.74％的品種或育種材料對根腫菌4號小種表現(xiàn)為感?。?9］。張小麗等通過對306份甘藍(lán)類材料進(jìn)行根腫病抗性鑒定，僅發(fā)現(xiàn)1份高抗材料，感病和高感材料占總數(shù)的65％以上［20］。種植抗病品種被認(rèn)為是控制根腫病的環(huán)保策略［21-22］，但目前抗根腫病的種質(zhì)資源匱乏，使得根腫病更加難以防治。

油菜幼苗期是根腫病發(fā)生的主要時期，也是防治油菜根腫病最關(guān)鍵的時期。氰霜唑和生石灰都能顯著地降低油菜根腫病的發(fā)病率和病情指數(shù)，具有可觀的防治效果。在盆栽試驗(yàn)和病圃試驗(yàn)中，100 g/L 氰霜唑懸浮劑稀釋1 000倍后對根腫病的防治效果分別為67.37％和78.79％，1 kg土壤添加1.2 g生石灰對根腫病的防治效果分別為45.52％和49.75％。氰霜唑作為線粒體呼吸抑制劑能有效減少根腫菌休眠孢子的萌發(fā)甚至滅活休眠孢子［23-24］，生石灰可以起到改良土壤酸堿度的作用，從而控制病害的發(fā)生與加重［25］。本研究結(jié)果顯示，100 g/L 氰霜唑懸浮劑對油菜根腫病的防治效果顯著高于生石灰。根據(jù)油菜生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行綜合對比可知，氰霜唑的防治效果佳但成本較高，生石灰處理雖然防效不及氰霜唑，但其具有成本較低、使用方法簡單的優(yōu)點(diǎn)。因此，在油菜根腫病發(fā)生程度較輕的地區(qū)，建議以生石灰處理為主，適當(dāng)結(jié)合使用氰霜唑，同時也應(yīng)避免生石灰的長期使用造成土壤板結(jié)；在油菜根腫病發(fā)生嚴(yán)重的地區(qū)，建議提前撒施生石灰，并以使用氰霜唑?yàn)橹?，采?種方法結(jié)合農(nóng)田管理及其他防治方法對油菜根腫病進(jìn)行防控，以減輕發(fā)病地區(qū)油菜產(chǎn)量的損失。

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基金項(xiàng)目：湖南省科技創(chuàng)新計劃（編號：2023NK2024）；國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（編號：32102286）；湖南省教育廳優(yōu)秀青年項(xiàng)目（編號：20B301）。

作者信息：丁 琳（1999—），女，碩士，從事植物病理學(xué)研究。E-mail：940561259@qq.com。

通信作者：譚 琳，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，從事有害生物綜合防治研究，E-mail：hqltanlin@163.com；任佐華，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，從事植物病理學(xué)研究，E-mail：819482969@qq.com。