湖南十字花科作物根肿病菌生理小种鉴定

彭沙莎 ，任佐华 ，黄小莉 ，刘敏捷 ，孙良菲 ，刘二明

（1.湖南农业大学生物安全科技学院，长沙，410128；2.湖南农业大学信息科学技术学院）

十字花科作物根肿病是一种全球性的土传病害，由芸薹根肿病菌 （Plasmodiophora brassicaeWoron）侵染引起，该病在中国大部分省、市、自治区均有分布[1，2]。在利于病害发生的环境下，根肿病可导致十字花科作物严重减产甚至绝收，且发病后的土壤将长期带菌，不再适宜栽培十字花科作物[3～5]。1984年，湖南地区首次报道有根肿病害发生[6]，仅长沙地区发病面积达到66.7 hm2。

目前，培育和种植抗根肿病品种被认为是防治根肿病最经济、安全和有效的措施[7，8]。但是，芸薹根肿病菌是一种不可人工培养的专性寄生菌，不同地区和不同品种中均存在着病菌生理小种分化现象[8，9]。

国际上通用的根肿病生理小种鉴别系统有两个，分别是Williams鉴别系统[10]和欧洲根肿病菌鉴别寄主（ECD）系统[11]。鉴于ECD系统共有15个鉴别品种，鉴定时需要栽培大量植株，且当鉴定菌株数量较多时，对鉴定场地的需求大，工作量也大，鉴定条件不易保持一致[12]，而Williams鉴别系统因具有鉴别寄主少、使用方便、容易理解[13]等优点被广泛应用。本研究采用Williams鉴别系统首次对湖南4个地区十字花科作物根肿病主要发病区域的病菌进行生理小种鉴定，旨在为今后湖南省十字花科作物抗病育种、抗源筛选及抗性品种布局提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试病株采自湖南省怀化、益阳、株洲和长沙4个地区十字花科作物大白菜、红菜薹、榨菜和油菜种植病区（表1）。将洗净后的单株装入密封袋，编号，置于-20℃冰箱中保存。

Williams根肿病菌鉴别系统的4个鉴别寄主，即 2 个结球甘蓝品种 Jersey Queen（J.Q.）、Badger Shipper（B.S.），2 个芜菁甘蓝品种 Laurentian（L.T.）、Wilhelmsburger（W.B.），均由沈阳农业大学十字花科作物根肿病生理小种鉴定品种育种室提供。感病品种为四季奶油小白菜，购于长沙马王堆蔬菜批发市场。育苗基质为播种专用营养土，由盛泰（香港）园艺科技有限公司生产。

1.2 试验方法

①接种菌液的制备 取保存于-20℃冰箱中的单株根瘤30 g匀浆，配制成200 mL菌液。利用Neubauer血球计数板计数，将菌液中的孢子浓度调至24×107个/g，将菌液加入到600 g已灭菌2 h的育苗基质中，搅拌均匀，菌土的含水量以手握成团、触之即散为宜，24℃避光密封发酵48 h以上，其菌土中病菌休眠孢子浓度为 4×107个/g[14，15]。

②接种方法 将已灭菌2 h的育苗基质装入营养钵（规格为8 cm×8 cm），浇足底水使基质湿润，营养钵中心用实心棒插一深3 cm、直径2 cm的圆穴，置入已制备好的病菌土。每份病菌土分装100钵（4个鉴别寄主和1个感病品种各20钵），每钵播4粒种子，且直接播在置入的病菌土之上，每份菌土保苗40株以上[16～19]。在播完种之后，必须使用不同的托盘摆放，避免交叉感染[20]。播种后苗床的温度控制在25℃，土壤湿度保持在90%，pH值控制在6～7[19，21]，为根肿病菌的发病营造良好条件。

③病情调查 出苗后45～60 d（大约8片真叶）进行病情调查与统计，病情分级标准由农业部公益性行业科研专项“十字花科作物根肿病防控技术研究与示范”项目组制定。

0级：根部无肿瘤；1级：侧根有小肿瘤；3级：主根肿大，其直径小于2倍茎基部；5级：主根肿大，其直径是茎基部的2～3倍；7级：主根肿大，其直径是茎基部的3～4倍；9级：主根肿大，其直径是茎基部的4倍以上或肿大的根部变黑。

计算公式： 发病率（%）=（病株数/调查株数）×100%；病情指数=[∑（各级发病株数×级数）/（调查总株数×最高病情级数）]×100；病情指数＜10为抗病，病情指数≥10为感病[22]。

表1 供试病样来源

表2 Williams根肿病菌生理小种鉴别系统

④生理小种划分标准 依照病菌在4个鉴别寄主上的致病反应型，具体见表2，按Williams根肿病菌生理小种鉴别系统划分生理小种[10]。

2 结果与分析

来自湘西南怀化、湘北益阳、湘中株洲和长沙4个地区的十字花科作物大白菜、榨菜、红菜薹和油菜根肿病株共12份，由表3可知，依据Williams鉴别系统，鉴定出4个根肿病菌生理小种，即1、4、9和13号，它们在病样中出现的频率分别为16.7%、33.3%、16.7%和33.3%。

从寄主生理小种组成看，大白菜根肿病菌生理小种有1号、4号、9号和13号，榨菜根肿病菌生理小种为1号，红菜薹根肿病菌生理小种有4号和9号，油菜根肿病菌生理小种有4号和13号；从地区生理小种分布来看，湘西南怀化大白菜根肿病菌为生理小种1号和13号、榨菜根肿病菌为生理小种1号，湘北益阳红菜薹根肿病菌为生理小种4号，湘中株洲油菜根肿病菌为生理小种4号和13号，湘中长沙大白菜和红菜薹根肿病菌生理小种均为9号。

3 小结与讨论

本研究利用Williams鉴别系统对湖南4个地区十字花科作物大白菜、榨菜、红菜薹和油菜共12份根肿病株进行了鉴定，确定了 1、4、9、13号4个生理小种。鉴定结果显示，同一地区的相同寄主病株根肿病菌生理小种存在不同，如湘中株洲的油菜病株，经鉴定得到4号和13号2个生理小种；同一地区的不同寄主病株根肿病菌生理小种也存在不同，如湘西南怀化的大白菜根肿病菌为生理小种1号和13号、榨菜根肿病菌为生理小种1号，不同品种的寄主因根肿病菌存在致病性分化，其抗感反应表现也不同。

表3 湖南十字花科作物根肿病菌生理小种鉴定

目前，国内十字花科作物根肿病菌生理小种研究仅在大白菜根肿病菌中有报道。沈向群等[23]对采自辽宁、吉林、山东和四川等15个主要发病区域的大白菜根肿病菌进行了鉴定，其中11个地区的根肿病菌的种群以4号生理小种为主，同时发现2、7、10、11号生理小种菌株各1个。本研究中湖南大白菜根肿病菌生理小种有1、4、9和13号，不同地区的大白菜根肿病菌生理小种不同。

本研究初步确定了湖南4个地区十字花科作物大白菜、红菜薹、榨菜和油菜的根肿病菌的生理小种组成，但要明确湖南省十字花科作物根肿病菌的生理小种组成，需要更广泛地调查和取样，进一步开展生理小种的鉴定工作。

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