人工诱发条件下41份烟草品种(系)对PVY的抗性鉴定及抗性分类

陈 博， 吴委林， 郑大浩， 冯 月， 王 蕾， 朴世领

(延边大学农学院，吉林 延吉 133002)

人工诱发条件下41份烟草品种(系)对PVY的抗性鉴定及抗性分类

陈 博， 吴委林， 郑大浩， 冯 月， 王 蕾， 朴世领*

(延边大学农学院，吉林 延吉 133002)

为筛选抗马铃薯Y病毒(PVY)的优良种质,以41份烟草品种(系)为试材，在烟叶的苗期进行了人工诱发抗性鉴定和分类。结果表明：不同烟草品种(系)对PVY的抗性差异很大，其病情指数(D)和抗性指数(RI)范围分别为(10.32±0.40)～(66.33±2.31)和(-2.64±0.09)～(-0.13±0.06)。通过聚类分析法，将其划分为抗病、感病2大类群和高抗、中抗、中感、感病4个亚类群，2大类群之间均存在极显著差异，而4个亚类群之间存在显著差异。抗病类群包括高抗和中抗2个亚类群，共占参试材料的46.34%；其中，高抗亚类群包括SY04-3、SY04-6、SZ08-04等5个品种(占12.20%)，中抗亚类群包括8107、SY04-5、SZ08-1等14个品种(占34.14%)。感病类群包括中感和感病2个亚类群，共占参试材料的53.66%；其中，中感亚类群包括延晒三号、SZ08-2、SZ12-01等19份品种(占46.34%)，感病亚类群仅包括NC95、NC89、K326等3个品种(占7.32%)。基于病情指数(D)和抗性指数(RI)并通过欧氏距离-Ward’s聚类分析法划分的类群及亚类群中所包含的品种(系)及其数量都相同，抗病性分类结果也一致。

烟草；马铃薯Y病毒；聚类分析；抗性鉴定

马铃薯Y病毒病(PVY)是一种侵染烟草引起的病害，又被称作脉坏死病，褐脉病等，是由 PVY引起的蚜传病毒病，它是我国烟叶生产中的主要病害之一，在中国北方烟区危害严重，在南方烟区的危害呈上升趋势[1-3]。现阶段的研究主要针对PVY的株系鉴定、生物学特性、抗源的筛选、发生规律等方面[4-6]。PVY对烟草造成的损失会因烟草侵染时期的不同和病毒株系之间的差异而有所不同[7-9]，有资料显示，因PVY病造成的烟叶产量损失高达 25% ～ 45%[10]。近年来，马铃薯Y 病毒病在吉林省发生普遍，导致烟叶的产量和质量下降，对当地的烟叶生产造成了严重影响。缺乏抗病主栽烟草品种是目前国内导致PVY危害严重的主要原因之一[11]，尤其缺乏抗PVY的特定生态区域的主栽品种。因此，培育抗病品种是防治PVY病的最经济有效的途径。本文为筛选抗马铃薯Y病毒(PVY)的优良品种,在烟叶的苗期进行了对PVY抗性的人工诱发鉴定和分类，从而为以后马铃薯Y病毒病的综合防治提供理论依据[12-14]。

1 材料与方法

1.1 材料及地点

参试的41份烟草品种(35份晒烟、5份烤烟、1份白肋烟)均来自于延边农业科学院烟草研究所，2016年，在延边大学农学院温室进行人工诱导接种PVY试验。试验品种及编号见表1。

表1 试验品种及其编号

1.2 试验设计

幼苗长至3片真叶时假植于简塑盘中(直径8 cm，高7 cm)，每个品种假植3盘，温室中栽培。待烟苗长至5片真叶时，在晴天对41份烟草品种进行PVY人工接种，接种21 d后调查各个品种的病情指数和抗性指数，并对其进行PVY抗性程度的鉴定。

1.3 试验方法

1.3.1 病毒的接种

将新鲜的病叶在研钵中进行研磨并加入少量灭菌后的磷酸缓冲液(1∶40)，用灭菌纱布滤去病叶残体，供人工接种使用。待烟苗长至4～5片真叶时，选一晴天接种PVY，用灭菌棉签蘸取PVY汁液，轻划烟叶进行病毒接种，每片烟叶重复接种2～3次，保持适宜温度[15]。

1.3.2 调查方法

接种21 d后，分别对病情指数及抗性指数进行测定，按照国家行业标准GB /T23222 -2008规定进行操作[16](表2)，逐一调查每盘烟苗的发病情况，并且根据如下公式计算病情指数(D)及抗性指数(RI)。

其中，DI为参试品种的病情指数，D0为感病对照品种的病情指数[17]。

表2 病情指数及抗性等级划分标准

1.4 数据分析

以41份烟草品种的病情指数、抗性指数为基础，进行统计分析，将数据进行标准化处理后，运用Statistica7.0软件，基于欧氏距离(Euclidean distance)，采用离差平方和法(Ward’s method)进行聚类分析[18]。

2 结果与分析

2.1 41份烟草品种人工诱导接种PVY抗性鉴定结果

由表3可知,各参试品种的病情指数可划分为4个级别:1) 高抗品种,其病情指数为1.0%～15.0%,共有5份烟草品种,分别是SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90、CV91;2) 中抗品种,其病情指数为15.0%～30.0%,共有14份烟草品种,分别是8107、SY04-5、SZ08-1、SZ08-3、吉烟九号、延晒九号、延晒六号、延晒十号、白城护脖香、延晒八号、延晒一号、坝林晒烟、半坤村晒烟、SY03-1;3) 中感品种，其病情指数为30.0%～50.0%，共有19份烟草品种,分别是延晒三号、SZ08-2、SZ12-01、SZ12-02、SZ12-04、延吉千层塔、SZ12-07、建平大人头烟、延晒四号、延晒二号、自来红、SZ12-05、延晒五号、SZ12-06、SZ12-03、B7、大马稀、延晒七号、小马稀;4) 感病品种,病情指数为50.0%～100%,共有3份烟草品种，分别是NC89、K326、NC95。说明不同烟草品种间的抗性差异以及PVY对不同品种的致病力存在差异。

表3 41份烟草品种病情指数调查及人工鉴定结果

续表3 41份烟草品种病情指数调查及人工鉴定结果

不同烟草品种的抗性指数调查结果见表4。

表4 41份烟草品种抗性指数调查及人工鉴定结果

结果表明,SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90和CV91,5份烟草品种抗性指数均为<-2.5,为高抗品种;8107、SY04-5、SZ08-1、SZ08-3、吉烟九号、延晒九号、延晒六号、延晒十号、白城护脖香、延晒八号、延晒一号、坝林晒烟、半坤村晒烟、SY03-1,14份烟草品种抗性指数为-2.5～-1.5,为中抗品种;延晒三号、SZ08-2、SZ12-01、SZ12-02、SZ12-04、延吉千层塔、SZ12-07、建平大人头烟、延晒四号、延晒二号、自来红、SZ12-05、延晒五号、SZ12-06、SZ12-03、B7、大马稀、延晒七号、小马稀抗性指数为-1.5～-0.5,为中感品种;NC89、K326和NC95等3个品种的抗性指数均大于-0.5,为感病品种。

2.2 41份烟草品种聚类分析结果

由图1可知,无论是基于病情指数还是抗性指数的聚类分析,都将41份烟草品种划分为感病类群(占53.66%)和抗病类群(占46.34%)2大类。其中感病类群(Ⅰ)包括2个亚类群(Ⅰ-1、Ⅰ-2):Ⅰ-1(中感亚类群)包含19个品种(占46.34%),分别是延晒三号、SZ08-2、SZ12-01、SZ12-02、SZ12-04、延吉千层塔、SZ12-07、建平大人头烟、延晒四号、延晒二号、自来红、SZ12-05、延晒五号、SZ12-06、SZ12-03、B7、大马稀、延晒七号、小马稀;Ⅰ-2(感病亚类群)包含3个品种(占7.32%),分别是NC89、K326、NC95。第二大类群(Ⅱ)也包含两个亚类群(Ⅱ-1、Ⅱ-2):Ⅱ-1(高抗亚类群)包含5个品种(占12.20%)，分别是SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90、CV91;Ⅱ-2(中抗亚类群)包含14个品种(占34.15%),分别是8107、SY04-5、SZ08-1、SZ08-3、吉烟九号、延晒九号、延晒六号、延晒十号、白城护脖香、延晒八号、延晒一号、坝林晒烟、半坤村晒烟、SY03-1。

R.高抗；MR.中抗；MS.中感；S.感病

2.3 41份烟草品种的抗感性

差异显著性测定结果表明(表5),2大类群间指数和抗性指数都存在极显著差异(P<0.01),所有亚类群(4个亚类群)间,病情指数和抗性指数也都存在显著差异(P<0.05),这说明无论是基于病情指数还是抗性指数,通过聚类分析都能将41份烟草品种对PVY的抗感性进行有效分类。即类群Ⅰ的病情指数(平均值48.35%±1.52%,变幅30.38%～66.33%)和抗性指数(平均值-0.71±0.1,变幅-1.41～-0.13)极显著差别于类群Ⅱ病情指数(平均值19.18%±0.98%,变幅10.31%～28.04%)和抗性指数(平均值-2.12～0.09,变幅-2.64～1.60)。说明基于病情指数和抗性指数的聚类法划分41个烟草品种的抗感性结果基本一致。

表5 基于病情指数和抗性指数的聚类类群与对PVY抗感性

3 讨论与结论

3.1 41份烟草品种PVY抗性鉴定

马铃薯Y病毒在侵染烟草过程中会表现出一定程度的致病性分化,不同品种在条件适宜的情况下就会不同程度发病[19]。本试验在接种PVY 10 d后,供试的41份烟草品种逐渐出现发病症状,接种21 d后,病害发展较为严重。结果表明,SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90和CV91 5份烟草品种全株烟苗发病症状较轻,病情指数范围在1.0%～15.0%,为高抗品种；8107、SZ08-1、SZ08-3等15份烟草品种发病症状比较明显,叶片出现了花叶和斑驳的现象,病情指数范围在15.0%～30.0%,为中抗品种；SY04-5、SZ08-2、SZ12-01等18份烟草品种发病症状较重,出现褐脉病等症状，病情指数范围在30.0%～50.0%,为中感品种；NC89、K326、NC95发病症状严重,整株凋萎，出现脉坏死等症状，根系变褐，生长严重受阻，病情指数范围在50.0%～100%,为感病品种。本试验的鉴定结果与陈荣平等[20]和金爱兰等[21]的研究结果基本一致。

本试验在接种21d后,对抗性指数的分析结果表明，SY04-3、SY04-6、SZ08-04、TN90、CV91,抗性指数均小于-2.5NL,为高抗品种;8107、SY04-5、SZ08-1等15份烟草品种,抗性指数为-2.5～-1.5,为中抗品种,其中SZ08-1抗性最小, 坝林晒烟抗性最大;SZ08-2、SZ12-01、SZ12-02等18份烟草品种抗性指数为-1.5～-0.5,为中感品种,其中SZ12-02抗性最小, 建平大人头烟抗性最大;NC89、K326、NC95等3个品种的抗性指数均大于-0.5,为感病品种。本试验的鉴定结果与金爱兰[21]的研究结果基本一致。

3.2 41份烟草品种聚类分析

聚类分析指将物理或抽象对象的集合分组为由类似的对象组成的多个类的分析过程。前人研究结果表明,采用聚类法可使鉴定结果和抗感性划分结果更加准确可靠[22-23]。本试验通过对41份烟草品种(系)的病情指数和抗性指数的聚类分析,达到了抗性鉴定和抗性分类的目的。无论是基于病情指数还是抗性指数进行聚类,都将参试品种分为抗病和感病2大类群,其中感病类群(Ⅰ)包括中感亚类群(Ⅰ-1)和感病亚类群(Ⅰ-2)；抗病类群(Ⅱ)包括高抗亚类群(Ⅱ-1)和中抗亚类群(Ⅱ-2)。2大类群间病情指数和抗性指数都存在极显著差异，2大类群内的4个亚类群间，病情指数和抗性指数都存在显著差异，并且聚类分析可以将41份烟草品对PVY的抗感性进行有效分类。结果表明,利用聚类分析法划分41份烟草品种(系)的抗病性结果可靠，为以后筛选抗马铃薯Y病毒病的品种和综合防治提供了理论依据。

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Identification and classification of susceptibility resistance of 41 tobacco varieties(lines)to PVY disease under artificial induction

CHEN Bo， WU Weilin， ZHENG Dahao， FENG Yue， WANG Lei， PIAO Shiling*

(AgriculturalCollegeofYanbianUniversity，YanjiJilin133002,China)

In order to screen out elite germplasm resistant to potato virus Y (PVY), 41 tobacco varieties (lines) as materials, the identification and classification of their PVY resistances were carried out by artificial induction of PVY at the seedling stage. The results showed that the resistances of divergent tobacco varieties (lines) to PVY was obviously different, their disease index (D) and resistance index (RI) varied from (10.32±0.40) to (66.33±2.31) and (-2.64±0.09) to (-0.13±0.06), respectively. Cluster analysis based on the disease index (D) and resistance index (RI) data by Euclidean distance-Ward’s method resulted in the same classifications with two groups of resistance and susceptibility. The resistant group involving 46.34% of lines divided into 2 subgroups with highly resistance and mid-resistance. The highly resistant subgroup involved 5 lines including SY04-3, SY04-6 and SZ08-04, accounting for 12.20%, whereas the mid-resistant sub-group involved 14 lines including 8107, SY04-5 and SZ08-1, accounting for 34.14%. The susceptible group involving 53.66% of lines divided into two subgroups with mid-susceptibility and susceptibility. The mid-susceptible subgroup involved 19 lines including Yanshai No.3, SZ08-2 and SZ12-01, accounting for 46.34%, whereas the susceptible subgroup involved only 3 lines of NC95, NC89 and K326, accounting for 7.32%.

tobacco; potato virus Y; cluster analysis; resistance identification

2017-03-03 基金项目：吉林省教育厅重点项目(吉教科合字[2015]第2号)；吉林省科技厅项目(201205089)

陈博(1994—)，男，吉林四平人，在读硕士，研究方向为烟草营养生理。朴世领为通信作者，E-mail：pslpjj@ybu.edu.cn

1004-7999(2017)01-0009-07

10.13478/j.cnki.jasyu.2017.01.002

S435.72

A