北京、山东和山西菠菜霜霉病菌生理小种鉴定初报

范桂彦 折红兵 张合龙 钱 伟徐兆生

〔中国农业科学院蔬菜花卉研究所，中蔬种业科技（北京）有限公司，北京 100081〕

北京、山东和山西菠菜霜霉病菌生理小种鉴定初报

范桂彦 折红兵 张合龙 钱 伟*徐兆生*

〔中国农业科学院蔬菜花卉研究所，中蔬种业科技（北京）有限公司，北京 100081〕

利用国际菠菜霜霉病菌生理小种鉴别系统，对采集自北京、山东、山西的5份霜霉病样品进行人工接种鉴定。结果表明：北京的3份霜霉病样品均为9号生理小种，山东的1份霜霉病样品为8号生理小种，山西的1份霜霉病样品为5号生理小种；说明我国不同地区存在不同的菠菜霜霉病菌生理小种。

菠菜；霜霉病；生理小种；鉴定

菠菜霜霉病是菠菜生产中的重要病害，是由菠菜霜霉菌（Peronospora farinosaf. sp.spinaciae）引发的专性寄生病害，主要为害菠菜叶片，影响产品质量，降低经济效益。近些年，随着我国菠菜生产面积的逐渐扩大，特别是在秋冬保护地菠菜生产中，由于低温高湿、种植密度大等因素使得菠菜霜霉病愈发严重，对我国菠菜生产造成极大损失。

菠菜霜霉菌是专性寄生真菌，不同地区存在着生理小种分化现象。国外很早就开始了针对菠菜霜霉病菌的研究，截至目前共报道了15个菠菜霜霉病菌生理小种。1824年，Greville报道了第1个菠菜霜霉病菌生理小种（Pfs-1）；1958年，Smith报道了第2个菠菜霜霉病菌生理小种（Pfs-2）；1976年，第3个菠菜霜霉病菌生理小种被鉴定（Pfs-3）；1990～2015年，又有12个新的生理小种被报道（Correll et al.，1990；Irish & Correll，2003；Irish et al.，2007；Feng et al.，2014）。近些年由荷兰园艺检测总署、美国阿肯色大学等单位成立国际菠菜霜霉病工作组（IWGP），建立了一套菠菜霜霉病菌生理小种鉴别系统，对美国、欧洲等地的菠菜霜霉病菌进行鉴定分析。Irish等（2007）研究表明，这套菠菜霜霉病菌生理小种鉴别系统含有不同的抗性位点，可以对世界各地不同的菠菜霜霉病菌以及新的生理小种进行鉴定分析。Yamauchi等（2011）从荷兰园艺检测总署引进该套鉴别系统，利用人工温室接种鉴定方法对日本不同地区的4份霜霉病菌进行鉴定分析，结果表明1份霜霉病菌为Pfs-6生理小种、3份霜霉病菌为Pfs-8生理小种。Feng等（2014）利用该套鉴别寄主对来自美国和欧洲的188份菠菜霜霉病样品进行鉴定分析，发现这些病菌样品中大多数为单一生理小种，极少数为混合生理小种。近十余年来，美国、欧洲、日本等地的菠菜霜霉病菌生理小种陆续被鉴定出来，菠菜霜霉病菌生理小种变异及进化速度呈加快趋势（Correll et al.，2011），然而我国菠菜霜霉病菌生理小种鉴定还没有相关的研究报道。

中国农业科学院蔬菜花卉研究所菠菜课题组自美国阿肯色大学及荷兰园艺检测总署引入国际菠菜霜霉病菌生理小种鉴别系统，建立稳定的菠菜霜霉病人工室内接种鉴定体系，对采集自北京、山东及山西等3个地区的5份菠菜霜霉病样品进行鉴定分析，以期明确该区域生理小种分化，为菠菜抗霜霉病育种提供参考。

1 材料与方法

1.1试验材料

菠菜霜霉病菌生理小种鉴别寄主为10份菠菜品种，由美国阿肯色大学和荷兰检验检疫总署提供。

参试的菠菜霜霉病菌样品共5份（表1），采集新鲜带菌叶片直接放入保鲜袋中，-20 ℃低温保存备用。

表1参试的5份霜霉病菌编号及来源

1.2试验方法

1.2.1 接种方法及病情调查 2015年6月，将10份鉴别寄主播种于中国农业科学院蔬菜花卉研究所温室中，穴盘育苗，植株2～4片真叶时参考Feng等（2014）的方法在实验室内进行菠菜霜霉病菌接种。分别用毛刷将霜霉病菌从低温保存的感病菠菜叶片上刷下，制成浓度为2.5×105个·mL-1的孢子悬浮液。用喷壶均匀喷于鉴别寄主植株叶片上，每份鉴别寄主接种20株，3次重复。接种后，先将植株在18～20 ℃、湿度95%、黑暗条件下保湿24 h；然后置于18～20 ℃、湿度50%、光照12 h、光照强度5 000 lx条件下正常生长6～7 d；最后再次置于18～20 ℃、湿度95%、黑暗条件下保湿24 h。保湿完成后，即可取出植株观察感病状况。

参考Feng等（2014）的鉴定方法调查植株发病情况，感病植株叶片上有可见的白色霜霉菌或灰色霜霉层或淡黄色感病病斑，抗病植株则无以上症状。鉴别寄主植株发病率＜15%即为抗病，＞85%即为感病，15%～85%之间则说明该病样为混合生理小种。

1.2.2 生理小种划分标准 参照国际菠菜霜霉病工作组（IWGP）建立的菠菜霜霉病菌生理小种鉴别系统（表2），根据霜霉病菌在10份鉴别寄主上的抗、感反应确定生理小种。

表2菠菜霜霉病菌生理小种鉴别系统

2 结果与分析

由表3可知，采自北京海淀、昌平、顺义的3份菠菜霜霉病菌样品（BJ-1、BJ-2、BJ-3）均为9号生理小种；采自山东聊城的1份菠菜霜霉病菌样品（SD-1）为8号生理小种；采自山西忻州的1份菠菜霜霉病菌样品（SX-1）为5号生理小种。

3 结论与讨论

据FAO统计数据显示，2014年我国菠菜产量占全世界总产量的91%，是最大的菠菜生产国和消费国。随着我国菠菜生产面积的逐渐扩大，尤其是秋冬大棚栽培面积的扩大，霜霉病开始大面积频发，给我国菠菜种植者造成了重大损失。本试验首次对我国不同地区的菠菜霜霉病菌生理小种进行鉴定，结果表明我国不同地区存在着不同的菠菜霜霉病菌生理小种。防治菠菜霜霉病最经济有效的方法是选择抗病品种，因此只有对我国菠菜不同生产区域内的生理小种进行鉴定及跟踪监测，才能有针对性地进行抗病育种及抗病品种的选择推广。

表3参试菠菜霜霉病菌生理小种鉴定结果

采集自山东聊城地区的菠菜霜霉病菌样品SD-1是从国外抗病品种皇家速腾上收集而来，皇家速腾抗1～7、9、11、13生理小种，最初在山东聊城地区表现抗病且大量推广，但是近年来开始感病，本试验对采自该品种的霜霉病菌进行鉴定表明其为8号生理小种，说明山东聊城地区出现了与以往不同的生理小种。Correll等（2011）针对菠菜霜霉病菌新生理小种的出现原因提出两种假说，一种假说认为该生理小种在自然环境中已经存在，在一定环境下被选择出来成为一种新的生理小种，可以侵染已存在的抗病品种；另一种假说认为新的生理小种在自然胁迫环境下，由已存在的生理小种进化而来。Yamauchi等（2011）报道了在日本新发现的8号生理小种，认为其可能是由其他携带8号生理小种的菠菜品种带入的。菠菜霜霉病菌可以通过种子传播，目前我国菠菜生产中使用的抗霜霉病品种95%以上来自国外种子公司（黄铎，2013），山东聊城地区主要种植不同来源的国外抗病品种，因此新发现的8号生理小种也可能是由携带8号生理小种的品种带来的，还需要进一步的考证。我国菠菜栽培历史悠久，南北方各地普遍种植，今后还要继续对不同地区的菠菜霜霉病菌生理小种进行长期跟踪监测，增加不同地区取样地点，分析我国菠菜霜霉病菌生理小种分布状况以及变异特点，有针对性地培育和推广适宜的抗病品种从而缓解霜霉病的危害。

黄铎．2013．中国大陆菠菜种植分布和菠菜种子应用现状概述．广州：国际菠菜大会．

Correll J C，Koike S T，Brandenberger L P，Black M C，Morelock T E．1990．A new race of downy mildew threatens spinach．California Agriculture，44（6）：14-15．

Correll J C，Bluhm B H，Feng C，Lamour K，Toit L J，Koike S T．2011．Spinach：better management of downy mildew and white rust through genomics．European Journal of Plant Pathology，129（2）：193-205．

Feng C，Correll J C，Kammeijer K E，Koike S T．2014．Identification of new races and deviating strains of the spinach downy mildew pathogenPeronospora farinosaf. sp.spinaciae．Plant Disease，98（1）：145-152．

Irish B M，Correll J C．2003．Identification and cultivar reaction to three new races of the spinach downy mildew pathogen from the United States and Europe．Plant Disease，87（5）：567-572．

Irish B M，Correll J C，Koike S T，Morelock T E．2007．Three new races of the spinach downy mildew pathogen identified by a modified set of spinach differentials．Plant Disease，91（11）：1392-1396．

Yamauchi N，Horinouchi H，Sakai K，Yonemoto K，Satou M，Shirakawa T．2011．First report of spinach downy mildew caused by race Pfs-8 ofPeronospora farinosaf. sp.spinaciaein Japan．Journal of General Plant Pathology，77（4）：260-262．

Initial Report of Physiological Race of Peronospora farinosa f. sp. spinaciae Identif i cation in China

FAN Gui-yan，SHE Hong-bing，ZHANG He-long，QIAN Wei*，XU Zhao-sheng*

（InstituteofVegetablesandFlowers，ChineseAcademyofAgriculturalSciences，ChinaVegetableSeedTechnologyCo.，Ltd.，Beijing100081，China）

This study conducted artificial inoculation identification by international spinach downy mildew physiological race identification system on 5 field samples of spinach downy mildew pathogen from Beijing，Shandong and Shanxi．The results indicated that the 3 samples collected from Beijing were race No.9，the one from Shanxi Province was typed out as race No.5，the one from Shandong Province was typed out as race No.8．These results showed that there were different physiological races of spinach downy mildew in different regions of China.

Spinach；Downy mildew；Physiological race；Identification

范桂彦，女，硕士研究生，专业方向：蔬菜遗传育种，E-mail：18511554025@163.com

*通讯作者（Corresponding authors）：徐兆生，女，研究员，硕士生导师，专业方向：蔬菜遗传育种，E-mail：xuzhaosheng@caas.cn；钱伟，男，副研究员，专业方向：蔬菜遗传育种，E-mail：qianwei@caas.cn

2017-02-15；接受日期：2017-05-13

“十二五”国家科技支撑计划项目（2014BAD01B08），国家自然科学基金项目（31401872），中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP-IVFCAAS），农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室项目