浙江省马铃薯地方品种的鉴定评价方法与应用

2016-02-01卞晓波程林润钱秋平

浙江农业科学 2016年2期

关键词：晚疫病块茎种质

卞晓波，吴伟，程林润，钱秋平，张良

(1.金华市农业科学研究院,浙江金华 321000; 2.浙江省种子管理总站,浙江杭州 310004)

浙江省马铃薯地方品种的鉴定评价方法与应用

卞晓波1，吴伟2，程林润1，钱秋平1，张良1

(1.金华市农业科学研究院,浙江金华 321000; 2.浙江省种子管理总站,浙江杭州 310004)

摘要：介绍一套适宜浙江省的试验设计、植物学特征和生物学特性鉴定、数据分析与校验的马铃薯种质资源鉴定评价技术体系,以有利于整理、鉴定、发掘优异性状和基因,推动马铃薯育种水平的提升。

关键词：马铃薯;地方资源;鉴定评价;应用;浙江

DOI 10.16178/j.issn.0528-9017.20160205

浙江省马铃薯全年种植面积约为6万hm2。近年来,在国家和省一系列政策引导下,特别是2013年浙江省出台的《浙江省人民政府办公厅关于加快发展旱粮生产的意见》(浙政办发〔2013〕128号)和2015年国家马铃薯主食化战略的提出,促使浙江省马铃薯种植面积不断扩大。然而现在浙江省生产用种全部为引进品种,马铃薯育种进展一直较为缓慢,其中育种资源少是重要原因之一。

浙江省马铃薯有许多地方品种,早期种植的诸如小黄皮、宁波杖锡花旗芋艿、仙居猪腰洋芋等地方资源均因品质优等特性而得以保存,可作为马铃薯育种的优良亲本。合理与全面地评价这些资源,对信息交流、资源共享及开发利用具有重要意义。但由于浙江省对马铃薯种质资源的鉴定评价缺乏统一的标准和方法,各地获取的马铃薯地方资源信息较为混乱,同一品种相同性状的描述差异很大,使得地方资源利用率明显偏低。为打破这种现状,提高马铃薯种质资源的鉴定评价和利用效率,针对浙江省马铃薯地方资源的实际情况,结合国内马铃薯鉴定评价中的一系列要求和相应标准,介绍一种较为完善的马铃薯地方种质资源鉴定评价体系,以方便各育种单位整理、鉴定、发掘优异性状和基因,推动浙江省马铃薯育种水平整体提升。

1　地方资源种质提纯与脱毒

通过查阅文献、农史、县志等资料详细了解马铃薯地方资源典型性状,根据已掌握信息,分别于苗期、成株期、开花期、成熟期或采收期等进行最初引种地考察,采集与查阅资料中性状表现相对一致的种薯作为样本。对采集的样本安排1～2个生长周期的试种和种质提纯,提纯时分别于苗期、成株期、开花期、成熟期标记杂株,但不予拔除,并对杂株单独收获,若杂株利用价值较高应单独鉴定。.试种过程中参照《浙江省农作物种质资源调查收集技术规范(试行)》记录马铃薯地方种质生育动态与典型性状等信息。经提纯的种质进行茎尖脱毒处理,繁育足量的脱毒种薯,以脱毒1代种薯作为鉴定评价使用种薯。

2　田间试验

2.1试验地点

鉴定的试验地环境条件要能满足马铃薯正常生长和获得正常产量的需要,其基本特征特性能正常表达。选择鉴定评价的地块要求地势平坦,远离污染源,附近无大树、高大建筑物,排灌条件较好,无人、畜、兽等生物危害。试验地土壤应为砂壤土,肥力中等、均匀,前茬一致,前作不能是马铃薯、茄子、辣椒、番茄、烟草等茄科作物,且试验地周围不能种植其他茄科作物。

2.2处理设计

浙江马铃薯资源以春季鉴定为佳,可采用地膜覆盖或露地栽培模式,地膜覆盖播种期为1月上中旬,露地栽培播种时间为2月中上旬。马铃薯单垄种植,垄高30 cm,垄宽60 cm,垄间留20 cm排水沟。每份种质重复3次,每个小区播种60株(采用3行区),随机区组排列。设立对照品种,对照品种可选大面积应用的同类生育期品种,如中薯3号、中薯5号、东农303等。四周设立保护行。

采用脱毒1代种薯整薯播种,播种行距为28～30 cm。每个小区标记连续10株生长状况正常的植株进行性状观察,其余用于测产。试验地栽培管理同大田生产,采用相同的水肥管理,及时防治病虫害,保证幼苗和植株的正常生长。

鉴定一般连续进行2年,若遇自然灾害严重的年份或试验当年2个(含)以上小区缺株率超过15%时,应相应延长鉴定周期,直到获得2年正常的数据。

3　数据采集

3.1数据采集

所有植物学特征与生物学特性、品质特性等观测试验原始数据采集均应在种质材料正常生长情况下获得,如遇自然灾害等因素影响植株正常生长,应重新进行观测试验和数据采集。每个材料至少观察10株以上,且进行2年重复观察。

3.2图片采集

采集马铃薯植株苗期、成株期、开花期和成熟期图片及块茎图片,以及种质在原产地主要特征特性及其表现图片。在进行植物学形态特征和特性鉴定的同时,拍摄品种重要特征特性的图片,并建立图片数据库。

4　数据采集内容与方法

4.1形态特征与生物学特性

植物学特征与生物学特性测定的内容包括:株高、主茎数、幼芽形状、幼芽颜色、株型、茎色、茎横断面形状、叶色、叶表面光泽度、叶缘、小叶着生密度、顶小叶宽度、顶小叶基部形状、托叶形状、花冠形状、花冠大小、花冠颜色、重瓣花、花柄节颜色、开花繁茂性、柱头形状、柱头颜色、柱头长短、花药形状、花药颜色、天然结实性、薯形、皮色、芽眼深浅、芽眼色、芽眼多少、薯皮光滑度、肉色、块茎大小、块茎颜色、块茎整齐度、结薯集中性、块茎产量、休眠性、播种期、出苗期、现蕾期、始花期、开花期、盛花期、成熟期等。

4.2品质特性

品质特性中测定指标有干物质含量、淀粉含量、维生素含量、粗蛋白含量、还原糖含量及食味等。

4.3观察记载方法

植物学特征与生物学特性各观察指标、观察时期、观测部位、观测方法及分类标准,以及品质特性各指标测定方法参照《马铃薯种质资源描述规范和数据标准》执行。植物学特征与生物学特性记载时间要做到及时、准确,严格按照描述规范和数据标准执行,若出现资料中不存在的性状时,应同时拍摄需描述部位清晰的全貌图片,以便专家审核时予以纠正;品质特性指标的检测应有如农业部蔬菜品质监督检验测试中心(北京)等有资质的单位出具的检测报告。

5　抗性鉴定

5.1苗期耐寒性

浙江省3—4月时常发生倒春寒现象,苗期会遇冻害,抗逆性鉴定以苗期耐寒性鉴定为主。

苗期耐寒性鉴定采用人工气候室模拟鉴定法。将同级别的脱毒种薯在温室中播种,每份种质种植30盆,重复3次。当幼苗第1片叶展开时,移至人工气候室内进行处理,设定温度- 2℃,时间4 h,用不同耐寒性品种作对照。后将低温处理的种质幼苗重新移至温室内,3～4 d后调查幼苗受冻害情况,冻害级别根据冻害症状分为5级。具体分级标准:无冻害症状,0级;叶片稍有萎蔫,1 级;叶片失水严重,2级;叶片严重萎蔫,3级;叶片萎蔫死亡,4级。

根据冻害级别计算冻害指数:

DI =100Σ(sini) /(4N)。

式中:DI表示冻害指数; si表示冻害级别; ni表示相应冻害级别的株数; i表示冻害分级的各个级别; N表示调查的总株数。

苗期耐寒性根据冻害指数分为3级:＜30,较强;≥30～60,中等;≥60,较弱。

5.2抗病性

马铃薯在浙江地区种植,以晚疫病和疮痂病发生频率和影响较为严重,抗病性鉴定以植株晚疫病与块茎晚疫病、疮痂病抗性为主。

5.2.1马铃薯晚疫病

马铃薯植株晚疫病鉴定可选在发病严重的地块。设感病品种作对照,田间采用随机区组排列,重复3次,株行距为30 cm×70 cm。供试材料和对照品种均采用脱毒1代健康种薯,每隔4份材料种植1份感病品种。田间管理同一般生产田。

晚疫病发病初期,广泛采集病叶,接种到5 mm厚薯片上,将薯片置于底部垫有湿润滤纸的培养皿中。20℃黑暗培养5～7 d,蒸馏水洗下孢子囊于烧杯中。6 000 r·min-1离心1 min,收集孢子囊,制成悬浮液。接种前在12℃下静置培养2 h,接种浓度为50 000个孢子囊·mL-1,接种时对植株喷雾,使每片叶表面与背面均匀接种。

接种后5～7 d调查发病情况,记录病株数与病级。病级分级标准如下:无任何症状,0级;叶片上有个别病斑,1级; 1/3叶片有病斑,3级; 1/3～1/2叶片上有病斑,5级; 1/2～2/3叶片上有病斑,7级; 2/3以上叶片上有病斑,9级。

病情指数计算公式参照《马铃薯种质资源描述规范与数据标准》。

DI =100Σ(sini) /(9N)。

式中:DI表示病情指数; si表示发病级别; ni表示相应发病级别的株数; i表示病情分级的各个级别; N表示调查的总株数。

根据植株晚疫病病情指数,把马铃薯植株晚疫病抗性分成5级。标准如下:＜15%,1级,高抗品种;≥15%～35%,3级,抗病品种;≥35%～55%,5级,中抗品种;≥55%～75%,7级,感病品种;≥75%,9级,高感品种。马铃薯块茎晚疫病鉴定,收获时取健康块茎,每个品种60个,重复3次,设感病品种(要求均为脱毒原种1代健康薯)作对照,将块茎在饱和的漂白粉溶液下清洗干净。在晚疫病发病初期,广泛采集病叶,接种到5 mm厚薯片上,将薯片置于底部垫有湿润滤纸的培养皿中,20℃黑暗培养5～7 d后,蒸馏水洗下孢子囊于烧杯中,6 000 r·min-1离心1 min,收集孢子囊,制成悬浮液。接种前在12℃下静置培养2 h。接种时将浓度为50 000 mL-1悬浮液均匀接种到块茎表面,接种过的薯块用湿报纸包裹3层装入塑料袋内,15℃保湿24 d,然后在18～24℃条件下保存,14 d后调查发病情况。

记录感病块茎及病级。病级的分级标准如下:无任何症状,0级;感病表面积占整薯表面积5%以下,1级;感病表面积占整薯表面积5%～20%,3级;感病表面积占整薯表面积21%～50%,5 级;感病表面积占整薯表面积51%～70%,7级;感病表面积占整薯表面积70%以上,9级。

根据病级计算病情指数,计算公式同植株晚疫病。

根据块茎晚疫病情指数,把马铃薯块茎晚疫病抗性分成5级。分级标准同植株晚疫病。

5.2.2马铃薯疮痂病

马铃薯疮痂病的抗性鉴定,采用病圃内自然发病鉴定法。试验地点应选择在疮痂病年年发生和流行的重茬区。设立感病品种作对照,田间采用随机区组法,重复3次,3行区,行长6 m,株行距30 cm×60 cm,供试材料及对照种薯均为脱毒原种1代健康种薯,田间管理与当地生产田一致。

收获时每试验区随机取样10株,调查块茎的发病情况,记录感病块茎数和病级。病级分级标准与马铃薯块茎晚疫病相同。

计算病情指数,计算方法与马铃薯植株晚疫病的相同。马铃薯种质资源对疮痂病的抗性根据病情指数分5级,分级标准与马铃薯植株晚疫病的相同。

6　数据统计分析与校验

马铃薯种质资源鉴定采集的信息应包括形态学特征和生物学特性、品质特性、抗逆性、抗病性、栽培技术等方面,最后对该种质做出综合评价。每份种质的形态特征和生物学特性观测数据要根据2年的观测值,计算每份种质性状的平均值,并判断试验结果的可靠性。

7　评价报告与专家审核

马铃薯鉴定评价报告包括鉴定方案、实施过程、结果分析、结论、种质简介(包括作物、品种名称与别名、来源及分布,特征、特性,栽培要点,综合评价)等内容。在鉴定试验最后一个生长周期,于3月中下旬到4月上旬马铃薯特征特性最佳表现时期,邀请同行专家2～3名对种质鉴定结果(包括所有鉴定试验获得的原始数据和图片、鉴定评价报告)进行审核,并出具审核意见。

参考文献:

［1］吴伟,卞晓波,童琦珏.浙江省农作物种质资源保护利用管理工作思考［J］.浙江农业科学,2015,56 (5):722-726.

［2］汪宝根,阮晓亮,吴伟,等.瓠瓜种质资源鉴定评价技术及其应用［J］.浙江农业科学,2015,56 (5):738-740.

［3］方嘉禾.中国生物种质资源保护现状与行动建议［J］.中国农业科技导报,2001 (3):77-80.

［4］方嘉禾,刘旭,卢新雄,等.农作物种质资源整理技术规程［M］.北京:中国农业出版社,2008.

［5］郑殿升,刘旭,卢新雄,等.农作物种质资源收集技术规程［M］.北京:中国农业出版社,2007.

［6］农作物种质资源鉴定技术规程马铃薯:NY/T 1303—2007 ［S］.http://down.foodmate.net/standard/sort/5/18216.html.

［7］刘喜才,张丽娟.马铃薯种质资源描述规范和数据标准［M］.北京:中国农业出版社,2008.

(责任编辑：张才德)

作者简介:卞晓波(1986—),男,山东潍坊人,助理农艺师,硕士研究生,主要从事旱粮新品种选育与推广工作,E-mail:zjjhxiaobo @sina.com。

收稿日期:2015-12-15

中图分类号：S532