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36个苹果树品种对腐烂病菌的抗病性评价

2017-06-19殷辉周建波吕红张志斌秦楠牛国飞赵晓军

山西农业科学 2017年6期
关键词:抗病性苹果树病斑

殷辉,周建波,吕红,张志斌,秦楠,牛国飞,赵晓军

(1.山西省农业科学院植物保护研究所,山西太原030031;2.农业有害生物综合治理山西省重点实验室,山西太原030031)

36个苹果树品种对腐烂病菌的抗病性评价

殷辉1,2,周建波1,2,吕红1,2,张志斌1,2,秦楠1,2,牛国飞1,2,赵晓军1,2

(1.山西省农业科学院植物保护研究所,山西太原030031;2.农业有害生物综合治理山西省重点实验室,山西太原030031)

为了解不同苹果品种对腐烂病菌(Valsa mali)的抗病性情况,采用离体枝条接种腐烂病菌,将7 d后的病斑面积进行聚类分析,进而鉴定36个苹果品种的抗病性。结果表明,红玉的病斑面积最小,为1.73 cm2,伏锦的病斑面积最大,为22.43 cm2,36个品种的平均病斑面积为9.15 cm2;采用欧式距离、最长距离法进行聚类分析,结果显示,聚类结果与接种结果的吻合度最好;以欧式距离5作为聚类距离分割点,将36个苹果品种分为7个抗病品种、11个中抗品种、9个中感品种、7个感病品种和2个高感病品种。

苹果树;腐烂病;抗病性;聚类分析

腐烂病是我国苹果种植区普遍发生的枝干病害[1],该病的发生面积及危害程度日趋严重[2],造成重大的经济损失[3],制约了苹果产业的发展[4]。相关研究表明,黑腐皮壳属真菌Valsa spp.(V.mali,V. pyri,V.malicola,V.persoonii等4个病菌)侵染苹果树,导致我国的苹果树发生腐烂病[5-6],其中,腐烂病菌(V.mali)是导致我国苹果树腐烂病发生的优势病原菌[5-6]。

利用抗病品种是控制植物病害的主要方法[7],而品种抗病性鉴定是抗病育种及合理利用品种的基础[7]。BESSHO等[8]建立了离体枝条接种腐烂病菌的方法,并对接种枝条的影响因素进行了详细研究。目前,室内离体枝条接种腐烂病菌的方法已经被广泛应用于筛选评价抗病材料[9-11]、病原菌致病性[12-14]及药剂的防病效果[15]等相关研究。刘欣颖等[16]采用枝条离体接种对204份苹果种质资源进行了鉴定,结果发现,不同的种质资源的发病率和严重度均表现出丰富的多样性。高婷等[17]研究发现,采用离体枝条接种腐烂病菌后,发病与不发病表现为质量性状遗传,感病的实生苹果树对腐烂病菌的抗病性表现为多基因数量性状遗传。

我国苹果种质资源十分丰富,其种间的抗病性也存在较大差异[16]。苹果腐烂病是我国苹果生产中的重要病害之一,多数栽培品种抗病性不强,因此,非常有必要从不同来源的苹果种质资源中筛选评价抗病材料[7]。山西省是我国重要的苹果生产基地之一,但关于山西省栽培苹果品种对腐烂病的抗性情况,特别是关于腐烂病菌(V.mali)在不同苹果品种上的扩展能力的研究鲜有报道[18]。

本研究对山西省农业科学院果树研究所国家苹果产业技术体系晋中综合试验站种质资源圃的36份不同苹果品种料在室内可控条件下进行抗病性评价,采用离体枝条烫伤接种法结合聚类分析[19]研究不同苹果品种对腐烂病菌(V.mali)的抗病性,特别是研究腐烂病菌(V.mali)在不同苹果品种上的扩展能力,旨在明确不同品种间的抗病性差异,为品种审定、抗病育种及推广提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 病原菌供试苹果树腐烂病菌为V.mali(菌株编号:JZ144),分离自山西省晋中市,其ITS和EF1a的GenBank登入号分别为KX196241和KX273811。

1.1.2 苹果品种以山西省农业科学院果树研究所苹果种质资源圃的36个苹果品种为材料(树龄21 a,所鉴定品种长势良好),分别为红玉、帅光、丹霞、新红星、松本锦、北海道9号、国光、惠民短枝富士、羽红、华冠、斗南、金冠、嘎啦、沙果、藤木1号、秋富1号、魔里士、早富(玉华)、黑系乔纳金、甜国光、乔富(长富1号)、巨深1号、红印度、新乔纳金、红星、富士王、巨深2号、丽红、短枝富士1号、烟富3号、丽嘎、短枝红将军、津轻、陆奥、新嘎、伏锦。

1.2 方法

1.2.1 接种方法参考藏睿等[13]烫伤接种法接种,对照为无菌PDA菌饼,每个品种重复5个枝条。选取1年生苹果背上枝为材料,截成长度90~100 cm作为接种材料。将接种材料用自来水冲洗2次,75%酒精冲洗1次,无菌水冲洗晾干,枝条顶端用石蜡封口。将冲洗好的枝条放置于消毒的托盘中,用铁打的钉帽(直径5 mm)在枝条上烫伤口,伤口相距10 cm。在苹果腐烂病菌(V.mali)菌落距离培养皿边缘3 cm处打取菌饼。将菌饼接种于枝条烫伤部位,接种体上方2 cm处用无菌水棉花包裹,最后用保鲜膜包扎烫伤部位,扦插在湿沙土花盆中,将花盆置于25℃培养室直至发病。观察记录枝条发病情况,7 d后测量病斑大小,按照椭圆面积计算病斑大小[15]。

1.2.2 数据处理及分析采用SPSS 19.0软件进行数据分析。去掉病疤面积数据的最大值和最小值,然后依次进行以下6种处理:不转换、对数转换、平方根转换、中心化转换、规格化转换以及标准化转换;聚类距离依次采用欧式距离、绝对值距离、切比雪夫距离、兰氏距离、马氏距离、卡方距离共6种距离;聚类方法采用最短距离法、最长距离法、重心法、WPGMA法、类平均法、可变类平均法、可变法、离差平方和法共8种方法。将数据处理方法、聚类距离和聚类方法分别组合进行数据分析,依据接种后的平均病斑面积,筛选出最适合的聚类分析方法[19]。

1.3 抗病性评价

根据最适聚类分析结果,以最佳聚类距离的值作为分割点,将36个苹果品种对V.mali的抗病性划分为不同的抗病类型。

2 结果与分析

2.1 不同苹果品种接种V.mali后病斑大小的差异

将腐烂病菌(V.mali)接种36个苹果品种后,红玉的病斑面积最小,为1.73 cm2;伏锦的病斑面积最大,为22.43 cm2,平均病斑面积为9.15 cm2(图1-A)。其中,2个品种的病斑面积大于20.00cm2,7个品种的病斑面积小于5.00 cm2,27个品种的病斑面积范围在5.00~15.00 cm2(图1-A)。

参考《中国果树志》,将36个苹果品种分为早熟、中熟、晚熟3个类型。4个早熟品种的病斑面积范围在0~15.00 cm2,中熟和晚熟品种的病斑面积范围在0~25.00 cm2,其中,各有1个中熟和1个晚熟品种的病斑面积范围在20.01~25.00 cm2,1个早熟、1个中熟和5个晚熟的病斑面积范围为0~5.00 cm2(图1-B)。

2.2 苹果品种对腐烂病菌的抗病性评价

依据接种后的病斑平均面积,对36个品种进行了系统聚类分析,结果显示,接种腐烂病菌(V. mali)后,将各重复病斑平均面积原始数值不作转换、聚类距离采用欧式距离、聚类方法采用最长距离法,所得聚类效果与接种结果吻合度最好。据此,以欧式距离5作为聚类分割点,将36个苹果品种分为5类(图2)。第Ⅰ类包括红玉、帅光、丹霞、新红星、松本锦、北海道9号、国光等7个品种,病斑面积范围为1.73~4.65 cm2;第Ⅱ类包括惠民短枝富士、羽红、华冠、斗南、金冠、嘎啦、沙果、藤木1号、秋富1号、魔里士、早富等11个品种,病斑面积范围为5.56~8.80 cm2;第Ⅲ类包括黑系乔纳金、甜国光、乔富(长富2号)、巨深1号、红印度、新乔纳金、红星、富士王、巨深2号等9个品种,病斑面积范围为9.40~11.48cm2;第Ⅳ类包括丽红、短枝富士1号、烟富3号、丽嘎、短枝红将军、津轻、陆奥等7个品种,病斑面积范围为12.19~14.33 cm2;第Ⅴ类包括新嘎、伏锦2个品种,病斑面积范围为20.29~22.43 cm2(图2、表1)。

表1 苹果不同品种接种腐烂病菌后的抗病性反应

3 结论与讨论

聚类分析法将一批样品在抗病性方面的数量性状按照其性质上的亲疏程度进行分类[20-21],进而应用于室内抗病性鉴定[19]。在本研究中,采用SPSS软件分析室内离体枝条接种腐烂病菌(V.mali)后的病斑大小,据此将36个苹果品种对腐烂病菌(V.mali)的抗病性反应划分为抗病、中抗、中感、感病、高感共5类,抗性类型的划分与已有报道基本一致[16]。

本试验是在室内可控条件下对部分苹果品种所做的抗病性评价,特别是研究腐烂病菌(V.mali)在36个不同苹果品种上的扩展能力。桂腾茸等[22]采用离体叶片接种方法评价得出,对腐烂病的抗性由强到弱的顺序为:玉华早富、新嘎啦、短枝富士。本研究结果与已报道的室内抗病性趋势基本一致。但是在本试验中,腐烂病菌在丹霞品种上的扩展能力弱,平均病斑面积为2.02 cm2。而刘欣颖等[16]采用发病率和严重度(病斑长度)评价不同材料对腐烂病的抗性,将丹霞鉴定为高感品种。由于不同的接种方法、病原物(Valsa spp.)致病力的差异及评价指标不同等因素都有可能导致评价结果不同。

植物的抗病性通常是多层次、综合性的[7,23],室内抗病性评价不能完全代表其抗性水平[24]。田间自然状态下评价能展示苹果资源对腐烂病菌(V.mali)的自然抗病表现。李志敏等[25]通过连续3 a调查腐烂病田间发病率,结果将新红星、乔纳金、长富1号、秋富1号等鉴定为抗病品种、津轻鉴定为感病品种。刘书晓等[26]对生长在同一条件下的苹果树抗病性进行调查发现,对腐烂病菌的抗病强弱顺序为新红星、长富1号、乔纳金。刘捍中等[27]采用田间人工接种分析腐烂病发病率,将国光、金冠鉴定为中感品种、红星鉴定为高感品种。本试验结果与已报道的田间抗病性趋势基本一致。室内人工接种发病情况较田间自然发病严重,对鉴定有一定的影响[22]。因此,不同苹果品种对腐烂病菌的田间抗性还有待于进一步研究。

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Evaluation of Resistance of 36 Apple Tree Varieties toValsa mali

YINHui1,2,ZHOUJianbo1,2,L譈Hong1,2,ZHANGZhibin1,2,QINNan1,2,NIUGuofei1,2,ZHAOXiaojun1,2
(1.Institute ofPlant Protection,Shanxi AcademyofAgricultural Sciences,Taiyuan 030031,China;2.Shanxi KeyLaboratoryofIntegrated Pest Management in Agriculture,Taiyuan 030031,China)

To understand the resistance of apple varieties the dominant pathogen,36 apple varieties were inoculated with the V. mali.The lesion sizes of inoculated apple branches on the 7 days after inoculation were analyzed.The results showed that the lesion size of36 apple varieties ranged from1.73 cm2to22.43 cm2(average was 9.15 cm2).The best clusteringeffect were combined with euclidean distance and the longest distance method together,which had best degree ofagreement with the inoculation results.The 36 apple varieties were grouped into five groups of 7 resistant,11 moderately resistant,9 moderately susceptible,7 susceptible,2 highly susceptible varieties at groupingpoint 5 ofeuclidean distance.

apple tree;Valsa mali;disease resistance;clusteringanalysis

S436.611.1+1

:A

:1002-2481(2017)06-0998-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.06.33

2017-01-17

山西省重点研发计划项目(201603D221013-3);山西省应用基础研究计划青年基金项目(201601D202073);山西省农业科学院优势课题组自选项目(YYS1716)

殷辉(1983-),男,山西汾阳人,助理研究员,主要从事果蔬病害病原菌多样性研究工作。

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