新疆主要棉区棉花黄萎病发生概况

刘海洋, 王 伟, 张仁福, 武 刚, 姚 举*

(1.农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室，新疆农业科学院植物保护研究所,乌鲁木齐 830091; 2. 新疆阿拉尔农业科学研究所, 阿拉尔 843300)



新疆主要棉区棉花黄萎病发生概况

刘海洋1, 王 伟1, 张仁福1, 武 刚2, 姚 举1*

(1.农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室，新疆农业科学院植物保护研究所,乌鲁木齐 830091; 2. 新疆阿拉尔农业科学研究所, 阿拉尔 843300)

为了解目前新疆棉花黄萎病的发生现状,对新疆主要植棉地区棉花黄萎病发生程度、落叶型菌系分布以及代表棉区主栽品种黄萎病抗性类型、棉花黄萎病发生规律进行了调查研究。结果表明：在调查的新疆棉田中棉花黄萎病发病田占58.2%,其中病情指数达5.0以上的棉田占28.1%;新疆棉花黄萎病菌系中37.3%为落叶型菌系;阿克苏棉区主栽的棉花品种(系)‘中棉49号’、‘中棉414号’、‘2905’棉花黄萎病抗性表现为耐病,生产上缺乏抗病品种。阿克苏棉区棉花黄萎病发生始期较往年趋早,发病程度趋于严重,6月下旬至7月下旬为棉黄萎病快速发展期,后期由于高温抑制作用,发病趋缓。

棉花黄萎病; 落叶型菌系; 主栽品种; 发生规律

2010-2012年新疆全区棉花种植面积分别为146万、160万和172万 hm2,逐年增加,全疆2012年棉花产量为353.95万 t[1],占全国比例50%以上。在全国棉花种植面积逐年减少的大背景下[2-3],新疆棉花的战略地位更加凸显。但是,生产中发现,新疆棉区尤其是建设兵团植棉地区面临棉花黄萎病危害的威胁日益加重。种植结构单一(棉花占全疆农作物种植面积的33.5%,兵团占比高达49.2%[1])、轮作倒茬实施困难、棉秆还田加之长年连作以及种植品种抗病性差[4-9]等是目前新疆棉花黄萎病发生日趋严重的重要因素。鉴于此,本文对新疆主要植棉地区棉田黄萎病发生程度、强致病力落叶型菌株分布以及代表棉区主栽品种大田黄萎病抗性表现、棉花黄萎病发生规律进行了调查研究,以期为棉花工作者了解新疆棉区棉花黄萎病的发生现状提供帮助。

1 材料与方法

1.1 病情调查

2013年7月29日开始到8月17日止,以县(市)为单位随机取样调查当地具有代表性棉田棉黄萎病发生情况,每县(市)调查10个点,各调查点间隔约5 km。每块调查棉田面积15 hm2左右,采用5点调查法,每点调查100株。

利用棉花黄萎病自然病圃对棉花品种(系)黄萎病抗性进行鉴定,随机区组设计,3重复,病圃发病均匀。8月20日左右调查病情指数,对主栽棉花品种黄萎病抗性进行划分。

在阿克苏棉区定点、持续调查棉花黄萎病发生规律。每年自6月10日起每隔5 d调查一次棉花黄萎病发生情况。供试棉花品种为‘中棉35号’,2013年棉花播期为4月20日,较2012年早,与往年持平。

文中涉及的棉花黄萎病病情调查均按全国统一标准进行分级。

1.2 供试菌系及DNA提取

59株新疆棉花黄萎病菌系;对照菌系：落叶型菌系V991。

利用Fungal DNA Kit D3195-01真菌试剂盒提取基因组DNA。落叶型引物D1/D2 (D1:CATGTTGCTCTGTTGACTGG, D2: GACACGGTATCTTTGCTGAA)。本研究所用引物、Marker及反应体系均购自北京鼎国昌盛生物公司。

1.3 反应体系

PCR反应体系组成见表1。

表1 提取基因组DNA采用的PCR反应体系

1.4 扩增程序

94 ℃预变性5 min;进入循环,94 ℃变性1 min,56 ℃退火1 ℃,72 ℃延伸3 min,30个循环;74 ℃延伸10 min。

1.5 数据分析

所有数据均利用EXCEL软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 主要植棉地区棉花黄萎病发生情况

于2013年7月29日开始对北疆棉区精河县、奎屯市、石河子市、五家渠市等共计9个主要种植棉花的市(县)选取有代表性条田对其棉花黄萎病进行调查;自8月7日开始对南疆莎车县、麦盖提县、巴楚县、图木舒克市、阿瓦提县、尉犁县等11个传统植棉市(县)进行棉花黄萎病发生情况调查。结果见表2。

表2 新疆主要棉区棉花黄萎病病情指数抽样调查结果1)

1) 共计213个调查点(北疆93个，南疆120个)，部分调查点未发病未在表中列出。

A total of 213 locations were investigated (93 locations in North of Xinjiang, 120 locations in South of Xinjiang),some places without the disease were not listed in the table.

如表2所示,北疆棉田以无病田和病情指数低于5.0的棉田为主,此类型棉田占74.4%,其中病情指数为0.1～5.0的棉田比例最高。病情指数在10.0以上的棉花黄萎病严重发生棉田占调查点比例为20%;南疆棉田中无病田所占比例远高于其他类型棉田。棉花黄萎病严重发生,病情指数在10.0以上的棉田占比为15.0%。

在全疆共计213个调查点中,有棉花黄萎病发生的调查点为124个,占58.2%。其中病情指数0.1～5.0的调查点为64个,占30.0%；病情指数5.1～10.0的调查点25个,占11.7%；病情指数10.1～20.0的调查点20个,占9.4%；病情指数在20.0以上的调查点15个,占7.0%。按照调查点病情指数由低到高划分的类型比例,随着棉花黄萎病病情指数的升高而呈现降低的趋势,其中无病田所占比例最高。值得注意的是病情指数10.0以上的调查棉田所占比例达到16.4%,需要引起足够的重视。

图1 新疆主要棉区各种类型病田占比图Fig.1 Disease index in the cotton fields in main cotton planted regions of Xinjiang

2.2 新疆代表棉区棉花黄萎病普查结果

南疆塔河流域棉区是新疆的传统植棉大区,其

棉花黄萎病的发生情况在新疆具有一定的代表性,根据近几年的棉花黄萎病普查数据,分析棉花黄萎病的发生趋势。

塔河流域棉区3年棉花黄萎病普查结果显示,发病田比例均在55%以上,重病田比例均在20%以上,棉花黄萎病发生十分严重。此普查数据与2013年全疆20个主要棉区棉花黄萎病调查数据58.2%相符合,说明目前在新疆,棉花黄萎病的发生已经普遍维持在一个较高的水平,且从普查结果可以看出,不同年份重病田所占比例呈现逐渐增加的趋势。

表3 2008、2010、2013年塔河流域棉区棉花黄萎病发生情况普查结果

2.3 新疆棉花黄萎病落叶型菌系分布

棉花黄萎病发生情况调查表明,目前新疆棉花黄萎病以普通型为主。棉花黄萎病根据病征不同主要分为落叶型和普通型,其中落叶型菌系为强致病力菌系,摸清其在新疆主要棉区的分布情况有助于棉花品种的合理布局,减少棉花黄萎病造成的损失。利用棉花黄萎病菌落叶型菌系特异性引物D1/D2对新疆主要棉区采集的59株菌系进行PCR扩增,其中22株菌系扩增出大小为550 bp左右的特异性片段,片段大小与落叶型标准菌系V991一致(图2),占供试菌系的37.3%。

图2 落叶型特异性引物D1/D2对部分供试菌系的PCR扩增结果Fig.2 Results of PCR amplification of tested strains with primers D1/D2

2.4 代表棉区主栽品种棉花黄萎病抗性鉴定

现阶段公认的防治棉花黄萎病最为经济有效的措施为种植抗病品种,但是棉花抗黄萎病的育种非常困难,全国范围内好的抗病品种也很有限,且往往不能适应不同的环境。

对2012、2013年阿克苏棉区种植面积较大的棉花品种(系)黄萎病抗性情况采用绝对病情指数划分标准进行了鉴定。作为阿克苏棉区种植面积较大的品种‘中棉49号’,棉花黄萎病抗性表现为耐病,稳产性好,但其生育期略长,第一果枝节位较低影响机采。‘新陆中37号’、‘新陆中28号’作为在塔里木盆地南、北片棉区推广的品种,表现出丰产性好、抗虫性好、株型紧凑较适于机采的特点,但由于其黄萎病抗性较差建议在轻病田种植。‘2905’品系田间耐黄萎病性较强,结铃性较好,机采效率高。‘德农0908号’早熟、丰产,但是耐黄萎病性较差,可在轻病田局部种植。鉴定结果表明,阿克苏棉区主栽的棉花品种(系)‘中棉49号’、‘中棉414号’和‘2905’棉花黄萎病抗性表现为耐病,耐病品种(系)仅占21.4%,其余主栽棉花品种表现感病,生产上缺乏抗病品种。

表4 阿克苏棉区主栽棉花品种黄萎病抗性鉴定结果1)

1) 黄萎病抗性划分标准：免疫，病情指数0.0;高抗，病情指数0.1～20.0;抗病，病情指数20.1～30.0;耐病，病情指数30.1～50.0;感病，病情指数50.0以上。

Resistance standard ofVerticilliumwilt according to disease index： Immune: 0.0; High resistance: 0.1-20.0; Resistance: 20.1-30.0;Tolerance: 30.1-50.0; Sensitive: >50.0.

2.5 棉花黄萎病发生规律调查

在阿克苏棉区定点、持续调查棉花黄萎病全年发生情况。从调查结果(图3)来看, 6月10日棉花黄萎病平均病情指数,2008年、2009年、2010年和2012年分别为0、0、0.8和1.3,2013年呈现发病趋早、重的趋势,6月10日平均病情指数已达3.1。6月下旬病情指数为15.6,与2010年和2012年的病情指数16.9和19.0趋近,显著高于2008年和2009年的病情指数3.6和2.0;6月下旬至7月下旬为棉花黄萎病的快速发展期,与2008年、2009年和2010年3年相比,2013年棉花黄萎病发生速度快,发生程度重,但是较2012年相比发生速度慢,发病程度轻;8月份为棉花黄萎病的发生末期,发病呈现逐步增高的趋势,至8月下旬发病程度与2012年基本持平,高于2008年、2009年和2010年同期。

整体来看,2013年棉花黄萎病发生早且严重,6月下旬至7月下旬快速发展,至8月上旬由于高温作用,发病趋缓。虽然全年发病程度低于2012年,但相比往年已呈上升趋势。

3 结论与讨论

棉花作为新疆的支柱产业,在我国的棉花产业中占有重要的战略地位。因此,确保新疆的棉花生产安全具有重大的现实意义。棉花黄萎病作为目前棉花最重要的病害,近年来,在新疆发生和危害呈现加重趋势。全疆主要植棉地区病情抽样调查和代表棉区病情普查结果表明,新疆目前超过一半的棉田发生棉花黄萎病,且病情指数5.0以上的棉田占比高达28.1%,已造成了较大损失,需要引起足够的重视。

研究表明,新疆棉花黄萎病菌系的致病性较强[10],但直至1996年新疆尚未发现强致病力的落叶型菌系[11-12],2004年研究表明,新疆已存在少量落叶型菌系[13],至2008年相关研究表明，新疆南、北部棉区落叶型菌系占比分别达到了33.3%和39.0%[14-15]。本研究发现,新疆所采集分离的棉花黄萎病菌系中37.3%为落叶型菌系,其中,分离到棉花黄萎病菌系的区域中60%检测到落叶型菌系,在新疆棉区呈现普遍发生的现状。

图3 2008-2013年自然病圃棉花黄萎病发生情况(2011年除外)Fig.3 The occurrence of cotton Verticillium wilt in the natural disease nursery in 2008-2013(except 2011)

现阶段防治棉花黄萎病主要依靠种植抗病品种[16],但由于抗病品种缺乏，培育速度滞后，品种抗性退化等致使棉花黄萎病猖獗危害。目前,新疆棉花品种以耐黄萎病品种为主,缺乏抗性品种,亟需培育新的抗病品种[4]。本研究对阿克苏棉区主栽的棉花品种的黄萎病抗性调查结果表明,‘中棉49号’、‘中棉414号’和‘2905’棉花黄萎病抗性表现为耐病,缺乏抗病品种。在此情况下,加强棉田病情普查尤为重要,确切划分无病区和轻、重病区,生产中要对轻病田和零星发病田以及稻茬棉田等枯黄萎病危害轻的棉田有计划、合理地进行品种布局,严控调种程序,做好农机设备清洁,保护无病田,降低棉花黄萎病的发生。

作为传统植棉大区的阿克苏棉区棉花黄萎病发病复杂,同一品种在不同区域抗病性表现有差异,部分区域发病明显提前,发生程度明显加重。且近年来年度气候条件的极端变化造成了棉花黄萎病发病程度年际之间起伏较大。2010年以来,阿克苏地区降雨明显增多,2010年阿克苏地区大部分县、市年降水量75.1～170.4 mm,较往年偏多20%～90%,主要降水时段在6-7月和9-10月;2013年自5月中旬以来,阿克苏地区降水频繁,累计降水量比常年同期偏多1倍以上,6-7月份多次发生降雨甚至暴雨。结合棉花黄萎病的调查结果来看,雨量的逐渐增多可能是棉花黄萎病发生趋于严重的助因。

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(责任编辑：王 音)

Occurrence overviews of cottonVerticilliumwilt in Xinjiang

Liu Haiyang1, Wang Wei1, Zhang Renfu1, Wu Gang2, Yao Ju1

(1. Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Northwestern Oasis of Ministry of Agriculture, P.R.China, Institute of Plant Protection,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091,China; 2. Alaer Institute of Agricultural Sciences, Xinjiang 843300, China)

The occurrence degree ofVerticilliumwilt and the distribution of defoliating strains ofVerticilliumdahliaewere investigated in main cotton planted regions of Xinjiang. In addition, the disease resistance type of main cotton varieties and the occurrence rule ofVerticilliumwilt were studied. The results showed that disease fields ofVerticilliumwilt accounted for 58.2% in Xinjiang, and the fields with the disease index above 5.0 accounted for 28.1%. Defoliating strains ofV.dahliaeaccounted for 37.3% in Xinjiang. TheVerticilliumwilt resistance of main cotton varieties ‘Zhongmian 49’, ‘Zhongmian 414’,‘2905’ is tolerant in Aksu, while there is a lack of anti-Verticilliumwilt varieties in practice. In Aksu, cottonVerticilliumwilt is happening earlier and much more seriously than last few years, it develops rapidly from late June to late July, and turns slowly at later stage due to the hyperthermia.

Verticilliumwilt; defoliating strains; major cultivars; occurrence rules

2014-04-04

2014-07-08

“十二五”农村领域国家科技计划课题(2012BAD19B05-004);国家棉花产业技术体系(CARS-18);国家科技支撑计划课题(2009BADA4B02)

S 435.621

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.027

* 通信作者 E-mail:yaoju500@sohu.com