湖南白菜和红菜薹根肿病菌生理小种鉴定

杨 华, 任佐华, 宋 琼, 黄 露, 刘二明

(湖南农业大学植物保护学院, 植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室, 长沙 410128)



湖南白菜和红菜薹根肿病菌生理小种鉴定

杨 华, 任佐华, 宋 琼, 黄 露, 刘二明*

(湖南农业大学植物保护学院, 植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室, 长沙 410128)

为了弄清湖南省白菜和红菜薹根肿病菌生理小种组成和分布,2013年采集长沙、湘潭、益阳、怀化4个地区的十字花科作物白菜、红菜薹根肿病株27个,用Williams根肿病鉴别品种对其进行生理小种鉴定。初步鉴定出5个生理小种,即1号、5号、8号、9号和11号,它们在湖南病区中出现的频率分别为22.3%、18.5%、14.8%、33.3%和11.1%。按寄主生理小种组成,湖南白菜根肿病菌生理小种有1号、5号、9号、11号,红菜薹根肿病菌为8号、9号和11号;按地区生理小种分布,长沙白菜根肿病菌生理小种为5号和9号,湘潭白菜和红菜薹根肿病菌生理小种分别1号、8号和11号,怀化白菜根肿病菌为生理小种9号;益阳白菜和红菜薹根肿病菌分别为生理小种1号、11号、8号和9号。目前,在湖南4个市白菜和红菜薹根肿病菌生理小种是9号。

十字花科; 根肿病; 生理小种; 鉴定

十字花科蔬菜根肿病在湖南红菜薹、白菜种植地区发病严重,1984年出现红菜薹和白菜根肿病的首次报道中,长沙地区根肿病发病面积高达66.7 hm2[1]。目前生产上主要采用物理防治、化学防治、生物防治、农业防治和利用抗病品种[2-3],其中,合理利用完全抗病和小种专化性抗病品种被认为是最经济、安全、有效的方法[4-5]。根肿菌存在明显的生理分化,生理小种鉴定又是根肿病抗病育种的基础[6],明确湖南地区根肿菌生理小种的类型和分布,有利于湖南地区根肿病害的控制。 本研究采用国内通用的鉴别方法-Williams法,在前期工作的基础上,对采自湖南长沙、湘潭、怀化、益阳4个地区红菜薹和白菜上的27个病样进行生理小种(致病型)鉴定,明确不同生理小种的分布情况和优势小种,为今后湖南省防治红菜薹和白菜根肿病以及抗病育种研究提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 供试材料及地点

2013年从湖南省采集典型根肿病样品27份,分别来自长沙县路口镇、湘潭县冯家村、怀化市溆浦县罗丰村和益阳市桃江县罗家谭村十字花科作物白菜、红菜薹种植病区(表1),将新鲜膨大根瘤洗净后密封,对单个肿瘤编号,在-20 ℃冰箱中保存。

鉴别寄主为2个结球甘蓝品种‘Jersey Queen’和‘Badger Shipper’,2个芜菁甘蓝品种‘Laurentian’和‘Wilhelmsburger’,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。

表1 供试的27份病株来源

1.2 试验方法

1.2.1 菌土的制备

参考肖崇刚、Möller、Castlebyry等人的方法[7-9],制备孢子悬浮液：取15 g单个根瘤解冻后切碎,放入匀浆机中加无菌水搅匀,制成100 mL菌液,用Neubauer血球计数板计数,调节菌液中休眠孢子的浓度至4×107个 /mL,准备300 g已灭菌的育苗基质土,将制备好的菌液加入其中搅拌均匀,加适量无菌水使菌土达到手握成团、触之能散[10],密封后置于24 ℃恒温箱中避光发酵2 d以上。

1.2.2 种子的处理

消毒：将鉴别寄主种子放在60 ℃的热水中浸泡10 min,然后将水温降至30 ℃,继续浸泡3～4 h。

催芽：育苗盘底垫几层纱布、滤纸或吸水的纸巾,用清水浸湿,把浸泡过的种子去水,放在育苗盘中,置于28～30 ℃的环境中1～2 d,直至种子发芽露白,即可播种。催芽期间,如种子干燥,可加水到育苗盘中,以保持浸润纱布等铺垫物,保持种子湿润为宜。

1.2.3 接种方法

播种基质2 h灭菌后装入营养钵(规格为9 cm×9 cm)中,浇透基质,用实心棒在基质中心插一个圆穴(直径2 cm,深3 cm),放入已制备好的菌土。每份菌土分装50钵,其中包括4个鉴别寄主和1个感病对照品种,每个寄主各10钵,每钵菌土上播4粒种子,每个寄主保苗30株以上[11-12]。播种后放置于人工培养室,控制昼温25 ℃,夜温15 ℃,土壤湿度保持在90%,pH值6.0～7.0[13],每份不同菌土分装好的50个营养钵必须用不同的托盘分开放置,以免交叉感染[14]。

1.2.4 病情调查

接种后60 d左右进行病情调查与统计,按照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”项目组制定的标准,其中：

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倍以上～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。

发病率及病情指数按以下公式进行计算：

发病率(%)=(病株数/调查株数)×100;

病情指数=∑(各级发病株数×级数)×100 /(调查总株数×最高病情级数);

病情指数<10为抗病,病情指数≥ 10为感病[15]。

1.2.5 生理小种划分标准

参照Williams根肿菌生理小种鉴别系统[16-17],按照根肿菌在4个鉴别寄主上的致病反应型确定生理小种号。

表2 Williams根肿病菌生理小种鉴别系统1)

1) +代表感病反应;-代表抗病反应。下表同。

+Represents susceptible reaction; -Represents resistant reaction. The same as in the following table.

2 结果与分析

湖南长沙、湘潭、益阳、怀化地区的27份十字花科作物白菜、红菜薹根肿病株,经Williams鉴别系统初步鉴定出5个生理小种：1号、5号、8号、9号和11号,它们在湖南地区采集的病样中出现的频率分别为22.3%、18.5%、14.8%、33.3%和11.1%(如表3)。

表3 十字花科作物根肿菌生理小种鉴定

续表3 Table 3(Continued)

鉴定样品Testeddiseasedsample鉴别寄主Differentialhost调查数/株Thenumberofsurveyedplants发病数/株Thenumberofthediseasedplants发病率/%Diseaseincidence病情指数Diseaseindex抗感反应Reactionofresistance生理小种号Raceno.1-LHS-1-8JerseyQueen27933.334.53-BadgerShipper25832.003.56-5号Laurentian351131.433.49-Wilhelmsburger24312.501.39-1-LHS-1-9JerseyQueen291862.077.66-BadgerShipper271659.269.05-5号Laurentian241770.839.72-Wilhelmsburger321753.139.38-1-LHS-1-10JerseyQueen331030.304.04-BadgerShipper2300.000.00-5号Laurentian292689.669.96-Wilhelmsburger392564.108.83-55-FJC-1-5JerseyQueen221463.6412.12+BadgerShipper381950.007.89-1号Laurentian373183.7820.12+Wilhelmsburger382976.3213.74+55-FJC-1-6JerseyQueen392358.9711.68+BadgerShipper291241.385.36-1号Laurentian392153.8511.11+Wilhelmsburger362775.0018.83+55-FJC-1-7JerseyQueen422559.5210.85+BadgerShipper371643.245.41-1号Laurentian452657.7811.85+Wilhelmsburger443477.2718.69+55-FJC-1-8JerseyQueen413278.0511.92+BadgerShipper21733.334.76-1号Laurentian372978.3811.11+Wilhelmsburger252184.0012.00+55-FJC-2-5JerseyQueen311135.484.66-BadgerShipper432762.7911.11+11号Laurentian372772.9715.32+Wilhelmsburger493163.2717.01+55-FJC-2-6JerseyQueen251248.009.78-BadgerShipper261557.6913.25+11号Laurentian281864.2911.90+Wilhelmsburger523975.0019.44+55-FJC-2-7JerseyQueen291344.838.81-BadgerShipper422866.678.99-8号Laurentian302790.0021.85+Wilhelmsburger181266.677.41-55-FJC-2-8JerseyQueen24520.832.31-BadgerShipper22313.641.52-8号Laurentian332266.6710.77+Wilhelmsburger331957.588.42-78-LF-1-1JerseyQueen312167.749.68-BadgerShipper321340.634.51-9号Laurentian341955.8814.05+Wilhelmsburger352468.5713.97+78-LF-1-2JerseyQueen442454.556.57-BadgerShipper341852.949.15-9号Laurentian302376.6715.19+Wilhelmsburger493673.4713.61+

续表3 Table 3(Continued)

鉴定样品Testeddiseasedsample鉴别寄主Differentialhost调查数/株Thenumberofsurveyedplants发病数/株Thenumberofthediseasedplants发病率/%Diseaseincidence病情指数Diseaseindex抗感反应Reactionofresistance生理小种号Raceno.78-LF-1-3JerseyQueen332575.769.76-BadgerShipper471940.434.49-9号Laurentian282796.4329.76+Wilhelmsburger242083.3317.59+78-LF-1-4JerseyQueen372156.769.91-BadgerShipper27518.522.88-9号Laurentian322371.8811.46+Wilhelmsburger312270.9714.34+78-LF-1-5JerseyQueen371643.248.41-BadgerShipper301860.009.63-9号Laurentian603456.6711.85+Wilhelmsburger352674.2911.43+78-LF-1-6JerseyQueen252080.009.78-BadgerShipper362261.119.26-9号Laurentian473165.9610.17+Wilhelmsburger433274.4210.85+16-LJT-1-1JerseyQueen322268.757.64-BadgerShipper462963.0415.22+11号Laurentian371745.9517.12+Wilhelmsburger392051.2810.83+16-LJT-1-2JerseyQueen262492.3112.82+BadgerShipper371129.733.30-1号Laurentian342779.4116.67+Wilhelmsburger432762.7913.18+16-LJT-1-3JerseyQueen332369.7011.11+1号BadgerShipper15960.006.67-16-LJT-2-1JerseyQueen271555.569.47-BadgerShipper422354.766.08-8号Laurentian402050.0010.56+Wilhelmsburger211466.679.52-16-LJT-2-2JerseyQueen451533.333.70-BadgerShipper442147.737.32-8号Laurentian534890.5744.03+Wilhelmsburger311445.165.02-16-LJT-2-3JerseyQueen271762.967.82-BadgerShipper391948.728.26-9号Laurentian622946.7710.93+Wilhelmsburger462758.7011.35+

从寄主上病菌生理小种组成看,白菜根肿病菌生理小种有1号、5号、9号、11号,分别占31.5%、26.3%、36.8%和5.2%;红菜薹根肿病菌生理小种有8号、9号和11号,分别占50%、25%和25%。

从地区生理小种分布来看,长沙白菜根肿病菌为生理小种5号和9号,湘潭白菜和红菜薹根肿病菌分别为生理小种1号、8号和11号,怀化白菜根肿病菌为生理小种9号;益阳白菜和红菜薹根肿病菌分别为生理小种1号、11号、8号和9号。

3 结论与讨论

本研究采用Williams系统鉴定了27份采自湖南十字花科作物白菜、红菜薹根肿病株的生理小种,共鉴定出1号、5号、8号、9号和11号5种类型。其中白菜根肿病菌优势小种为9号,红菜薹根肿病菌优势小种为8号。湖南长沙、湘潭、怀化、益阳4个市十字花科主要作物根肿病菌为9号生理小种。来自同一地区不同寄主的病株,鉴定出的生理小种不同,如湘潭冯家村的白菜和红菜薹根肿病菌分别为1号、8号和11号生理小种;来自同一地区相同寄主的病株,生理小种也有所不同,如长沙的白菜病株,经鉴定得到5号和9号两个生理小种;本研究结果与彭沙莎[18]等的研究结果有差异,新出现了5号和11号生理小种。由此看出,不同地区的根肿菌生理小种组成和分布不尽相同,不同的寄主既可能存在相同的小种也可能存在不同的小种[19]。

沈向群等[10]对采自辽宁、山东、云南、吉林、四川等15个大白菜根肿病主要发病区域的病原菌进行了鉴定,其中11个地区的根肿病菌主要种群为4号生理小种,其他4个地区出现2号、7号、10号、11号生理小种各一个。丁云花等[20]对采自国内8省市的18份根肿菌病样进行了鉴定,其中16份根肿菌均为4号生理小种,其他2份分别为2号和7号生理小种,说明目前国内十字花科作物根肿病菌优势小种为4号。本研究中湖南地区白菜根肿病菌生理小种有1号、5号、9号和11号,可此可知,不同地区白菜根肿病菌生理小种的组成和分布也都不同。

本研究通过室内鉴定根肿菌生理小种,采用菌土法接种,保证了发病条件的稳定性和一致性,初步弄清了湖南省白菜和红菜薹根肿病菌生理小种的组成和分布,为湖南白菜和红菜薹抗根肿病品种合理利用及抗病育种提供了参考。但目前Williams鉴别系统存在一定的局限性,而且本研究病菌取自病根肿瘤,未进行单孢分离,鉴定结果为根肿菌主要侵染种群[21],可能不能满足鉴定的需要。今后还需要使用更完善的鉴别系统[22-23]和更广泛地调查取样,深入开展生理小种的鉴定研究工作。

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(责任编辑：王 音)

Identification of physiological race ofPlasmodiophorabrassicaethat infect Chinese cabbage and red brassica sprouts in Hunan

Yang Hua, Ren Zuohua, Song Qiong, Huang Lu, Liu Erming

(College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Hunan Provincial Key Laboratory for Biology and Control of Plant Diseases and Insect Pests, Changsha 410128, China)

In order to clarify the composition and distribution of physiological races ofPlasmodiophorabrassicaein Hunan crucifer crops,Chinese cabbage and red brassica sprouts, the races ofP.brassicaefrom 27 clubroot plants of Chinese cabbage and red brassica sprouts in four different disease areas, Changsha, Xiangtan, Yiyang and Huaihua in Hunan were identified by the Williams system in 2013. The results showed that five races, 1, 5, 8, 9 and 11 were identified, which accounted for 22.3%, 18.5%, 14.8%, 33.3% and 11.1% in total races, respectively. Based on the crucifer crops, there were race 1, 5, 9 and 11 in Chinese cabbage, while races in red brassica sprouts held 8, 9 and 11; from the race area distribution, race 5 and 9 in Chinese cabbage distributed in Changsha, race 1, 8 and 11 in Chinese cabbage and red brassica sprouts in Xiangtan, race 9 in Chinese cabbage in Huaihua, race 1, 11, 8 and 9 in Chinese cabbage and red brassica sprouts in Yiyang. Race 9 was the main physiological race among 27 clubroot samples in Hunan.

Cruciferae; clubroot; physiological race; identification

2014-04-10

2014-08-20

公益性行业(农业)科研专项(201003029)；南方粮油作物协同创新中心项目(MCSMP20120802)

S 436.349

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.028

* 通信作者 E-mail: ermingliu@163.com