草地早熟禾对腐霉枯萎病的抗性评价
2012-09-11任小巍袁庆华
任小巍, 袁庆华
(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193; 2.兰州大学草地农业科技学院,兰州 730020)
草地早熟禾(Poa pratensis Linn.)是重要的多年生草坪草植物,适于生长在冷湿的气候环境,以其绿期长、色泽翠绿、质地优美而著称[1-3],在我国的北方及中部地区种植非常广泛。由于草地早熟禾具有冷季型草坪草的特性,在夏季高温高湿的环境胁迫下,常造成病害的大面积发生[4],其中,腐霉枯萎病(Pythiumdisease,病原菌为 Pythium aphanidermatum)在高温高湿条件下侵染速度极快,能在1~2d之内毁坏大面积草坪,形成大片枯草秃斑,破坏相当严重,是一种毁灭性病害[5-7]。
目前国内学者对冷季型草坪草主要病害发生及其流行规律已有一些报道[8],但对草地早熟禾品种间对腐霉枯萎病的抗性缺少系统的研究。根据董爱香等的研究[9],不同品种草地早熟禾抗褐斑病病害能力存在很大的差异,因而了解品种间的抗病性差异,对于筛选抗病品种和防治病害的发生具有重要的指导意义。本研究在温室条件下采用不同的接种方法,对来自国内外的45个草地早熟禾品种进行了苗期抗病性评价,比较了不同品种对腐霉枯萎病的抗性,旨在为抗腐霉枯萎病草地早熟禾品种的选择及病害防治提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试草地早熟禾材料共计45份,由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牧草种质资源实验室提供,品种名称及来源见表1。
腐霉枯萎病病原菌瓜果腐霉(Pythium aphanider-matum):从北京龙熙高尔夫球场发病草坪上采集并分离后经过致病性测定获得。
1.2 试验方法
1.2.1 幼苗培养及接种
将待评价的草地早熟禾材料播种于直径11cm×高9cm的花盆中,室内温度为25℃,每盆保留130株幼苗。试验共分3组接种处理。
表1 45份草地早熟禾品种及来源
(1)传统土壤接种法:将灭菌后的土壤与长满菌丝的玉米沙培养基按土壤质量:培养基直径=140g∶3cm的比例混合后装盆,均匀撒种种苗。
(2)改进的土壤接种法:先将灭菌土壤装盆后撒种育苗,同时在盆中央保留直径为3cm的空白区域用于接种病菌,待播种后苗龄15d时进行接种,即将一直径为2.5cm的菌饼埋入空地处。
(3)培育30d的草地早熟禾幼苗接种:与改进的土壤接种法基本相同,不同之处是选择30d的幼苗进行接种。
上述3种接种试验均设3次重复和未接种空白对照。接种在温室中(30~37℃,RH 90%以上)进行。
1.2.2 抗病性评价
传统土壤接种法试验在幼苗出土后20d统计草地早熟禾各品种的发病率,改进的土壤接种法和培育30d的草地早熟禾幼苗接种法于接种后20d统计幼苗的发病率,计算公式如下:
根据发病率将45份草地早熟禾的抗病性划分为4个等级,即:发病率<20%为高抗,20%≤发病率<25%为中抗,25%≤发病率<30%为中感,发病率≥30%为高感。
根据发病率将45份材料划分为高抗、中抗、中感、高感4类,只是为了对供试品种之间抗病性强弱做一个比较与分类。
2 结果与分析
从3种接种方法试验的发病率统计结果中可以看出(表2),不同处理草地早熟禾品种间抗性均表现一定差异。采用传统土壤接种法发病率变化范围为19.0%~39.2%,相对抗病性强的品种有:‘公园’、‘午夜’、‘纳苏’等,其中以‘公园’的发病率最低只有19.0%,该品种抗病性最强。易感病的品种主要有:‘莫桑斯克’、‘雪狼’、‘大青山’等,其中以‘莫桑斯克’的发病率最高,为39.2%,表明其抗病能力最差。其他品种抗病性介于两者之间。
采用改进的土壤接种法发病率变化范围为13.2%~32.3%,其中抗病性强的品种主要有:‘公园’、‘肯塔基’、‘开鲁坦’等,以‘公园’的发病率最低为13.2%,说明在本次试验中‘公园’的抗病性最高。感病品种有‘阿盖尔’、‘莫桑斯克’、‘蓝狐’等,以‘阿盖尔’和‘莫桑斯克’的发病率最高,分别为32.3%与32.2%,表明这两个品种抗病能力较差。其他品种的抗病性介于两者之间(表2)。
培育30d的草地早熟禾幼苗接种法发病率变化范围为12.3%~31.5%,抗病性比较强的品种有:‘肯塔基’、‘开鲁坦’、‘公园’等,其中‘肯塔基’的发病率最低,仅为12.3%,说明在该试验条件下此品种的抗病性最强。感病品种有:‘恩坦沙’、‘菲尔京’、‘阿盖尔’等,其中‘恩坦沙’的发病率最高,高达31.5%,说明在该试验条件下,恩坦沙的抗病能力最差。其他品种的发病率介于两者之间(表2)。
表2 草地早熟禾对腐霉枯萎病的抗性鉴定1)
根据以上试验结果,及对45份草地早熟禾品种对腐霉枯萎病抗性的综合评价得知,各品种平均发病率变化范围为15.33%~33.53%,其比率分布如图1所示。其中,高抗材料有8份,占17.8%;中抗材料有12份,占26.7%;中感材料有11份,占24.4%;高感材料有14份,占31.1%。由分布图可以看出,高抗区域种质材料最少,而高感区域种质材料所占比例最大。最终得到高抗材料为:‘公园’、‘肯塔基’、‘开鲁坦’等;中抗品种有:‘蓝孔雀’、‘挑战者’、‘百思特’等;中感品种有:‘迪斯蒂尼’、‘诺马’、‘肯利’等;高感品种有:‘莫桑斯克’、‘阿盖尔’、‘特罗衣’等(表2)。
图1 草地早熟禾种质材料抗感比率分布图
通过采用3种接种方法对草地早熟禾腐霉枯萎病进行抗性评价,结果表明,不同接种方法腐霉枯萎病的发病率存在显著差异,其中采用传统的土壤接种法发病率最高,平均发病率为32.02%,有17个品种的发病率在35%以上,以‘莫桑斯克’的发病率最高,达39.2%,‘公园’的发病率最低,为19.0%。采用改进的土壤接种法和培育30d的草地早熟禾幼苗接种法之间的平均发病率差异不大,分别为23.73%和22.47%,发病率明显低于传统的土壤接种法的发病率,其中改进的土壤接种法中以‘公园’的发病率最低,为13.2%,‘阿盖尔’的发病率最高为32.3%;培育30d的草地早熟禾幼苗接种法‘肯塔基’的发病率最低为12.3%,‘菲尔京’的发病率最高为31.4%,都明显低于传统的土壤接种法中的最高发病率39.2%和最低发病率19.0%。
将供试品种在3个处理中表现出的抗病性进行排序,结果表明除‘兰肯’在不同接种方法中的抗病性变化较大外,其他品种均表现出了稳定的抗感性能:如‘公园’、‘午夜’、‘肯塔基’和‘开鲁坦’,在3种接种方法中其抗病性排序均在前5位,表现出稳定的抗病性;‘莫桑斯克’、‘菲尔京’、‘雪狼’3个品种在3种接种方法处理中的抗病性排序都处于后7位,表现出稳定的感病性,说明3种接种方法得到的结果基本一致。进一步分析发现,传统的土壤接种法,平均发病率显著高于改进的土壤接种法和培育30d的草地早熟禾幼苗接种法;改进的土壤接种法所选用的幼苗比培育30d的草地早熟禾幼苗接种法所选的幼苗苗龄少15d,但与后者相比,得到的抗病性变化无显著差异,两者的平均发病率仅相差1.26%;各品种在不同接种方法中表现出较稳定的抗感性,说明3种接种方法均可用于此类抗病性的评价。
3 结论与讨论
(1)腐霉枯萎病是由腐霉(Pythiumspp.)引起的一种土传病害,目前全世界已报道的腐霉有100多种,但就北京而言主要以瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum)为主[10-11]。虽然腐霉在土壤中的活动随季节变化,春季最多、秋季次之、夏季最少、冬季基本不活动,但瓜果腐霉的最适生长温度为30~34℃[12-13],其侵染草坪进而引起发病需在夏季持续高温高湿的条件下才能进行,因此,试验中必须保证稳定的高温高湿条件[14]。
(2)本研究采用3种接种方法评价草地早熟禾对腐霉枯萎病的抗性,其中传统的土壤接种法评价的结果表明枯萎病的发病率明显商于改进的土壤接种法和培育30d的草地早熟禾幼苗接种法,后两种方法之间平均发病率差异不大,说明传统的土壤接种法更适合进行抗病品种的筛选和评价,能够真实地反映各品种对腐霉枯萎病的抗性,同时此接种方法更接近自然感病的条件。其他两种接菌方法都是在幼苗种植后15d和30d进行接菌,显然发病率会低于第一种接种方法,这也说明了腐霉枯萎病对种子的萌发和幼苗期的危害是比较大的。
(3)不同品种间对腐霉枯萎病的抗性存在较大差异,各品种抗病性强弱的排序在不同接种试验中有一定的差异,但绝大多数品种在不同的接种方法试验中抗病性排序变化幅度不大,基本趋于一致。只有个别品种如‘兰肯’草地早熟禾,在3个接种试验中排序差异较大,在3种接种方法试验中的抗性排序分别为22、11、40,说明该品种对种接方法比较敏感,易受到外部环境或者自身因素的影响,对于这类品种需进行多次及反复的接种试验,以便获得较为准确的接种方法及正确的评价结果。
(4)研究结果将45个草地早熟禾品种按抗腐霉枯萎病强弱分为4类,高抗品种有:‘公园’、‘肯塔基’、‘开鲁坦’、‘午夜’、‘纳苏’、‘特拉内尔’、‘科罗拉多’、‘金钱豹’;中抗品种有:‘蓝孔雀’、‘挑战者’、‘百思特’、‘奖品’、‘蓝鸟’、‘诺马’、‘各绿’、‘男爵’、‘坎勃鲁’、‘百胜’、‘枪手股’、‘新歌来德’;中感品种有:‘迪斯蒂尼’、‘华盛顿’、‘肯利’、‘兰肯’、‘优异’、‘优美’、‘诺德’、‘蓝宝石’、‘米杰瓦’、‘派拉德’、‘埃克利斯’;高感品种有:‘悉斯波特’、‘丹加’、‘普利米德’、‘巴林’、‘雷宾斯’、‘蓝狐’、‘恩坦沙’、‘特罗衣’、‘洪兹维利’、‘大青山’、‘阿盖尔’、‘雪狼’、‘菲尔京’、‘莫桑斯克’。研究获得的初步结果为今后草坪生产和养护管理实践中品种的选择提供了理论依据。
[1] 赵海明,刘君,杨志民.夏季高温对不同草地早熟禾品种坪用质量的影响[J].草业科学,2010(1):4-10.
[2] 胡林.草坪科学与管理[M].北京:中国农业大学出版社,2001:240.
[3] 樊文瑞.草地早熟禾的养护与管理[J].园林绿化,2005(3):27-28.
[4] Burpee L,Martin B.Biology of Rhizoctoniaspecies associated with turfgrasses[J].Plant Disease,1992,76(2):112-117.
[5] 赵美琦.草坪病害[M].北京:中国林业出版社,1999:137-142.
[6] 方中达.植病研究方法[M].北京:中国农业出版社,1996.
[7] 祝秀芝,张志国.山东中西部地区草地早熟禾适宜品种评价[J].草业科学,2002(1):36-38.
[8] 于凤芝.冷季型草主要病害发生规律及防治[J].中国草地,1996(5):46-47.
[9] 董爱香,胡林,赵美琦,等.草地早熟禾不同品种对褐斑病抗性的差异[J].草地学报,2003,11(1):39-42.
[10]余永年,马国忠,刘晓娟.腐霉属分类性状评价及其中国的种[J].菌物学报,1990,9(4):249-262.
[11]杨淑琴,刘水芳,杨秀荣.天津地区草坪腐霉枯萎病病原鉴定及生物学特性研究[J].草原与草坪,2009(3):31-37.
[12]张玉琴,王代军,杜广真,等.草坪草腐霉枯萎病的研究现状及进展[J].草原与草坪,2002(2):3-7.
[13]李春杰,南志标.甘肃草坪草真菌病害初报[J].草业科学,1998,15(1):49-50.
[14]Lo C T,Nelson E B,Harman G E.Biological control of turf grass diseases with a rhizosphere competent strain of Trichoderma harzianum[J].Plant Disease,1996,80(7):736-741.