桂葛系列品种拟锈病病害调查

潘睿扬，袁高庆，何龙飞，肖 冬，王爱勤

（广西大学农学院，广西 南宁 530004）

【研究意义】葛根〔Pueraria lobata（Willd.）Ohwi〕为豆科葛属（PuerariaDC.）多年生藤本植物，其块根富含淀粉和异黄酮，是重要的药食同源植物［1］。其生长迅速、生物产量高、适应性好、抗逆性强，茎叶富含蛋白质，可作为优质饲草和水土保持植物［2-3］,具有很好的市场前景。葛根是广西传统种植的农作物，种质资源丰富且具有一定的种植规模。其中，广西藤县和平镇是我国著名的“葛根之乡”，目前葛根种植面积占全国的20%，是当地农民的主要经济收入来源和增收渠道［4-5］。近年来随着广西葛根种植面积不断扩大、长期连作和无性繁殖，导致产区种植葛品种退化严重、病虫害增多、产量和品质逐年下降，制约葛根产业的发展［6］。【前人研究进展】1995年冯岩等［7］首先在广州地区发现此病，经鉴定发现葛拟锈病是由壶菌门葛藤集壶菌〔Synchytrium puerariaeMiy，异名：小集壶菌Synchytrium minutum（Pat）Gaum〕侵染引起的一种真菌病害。葛藤集壶菌是葛属Pueraria植物上的内生、专性寄生菌，引起拟锈病［8］。该病主要为害叶片、叶柄及葛藤，形成黄色泡状隆起，最后破裂散出黄色粉末，病叶早落，后期造成病藤呈肿瘤状［7］。它是为害葛园最严重的一种病害，轻则影响叶片光合作用，导致葛根产量品质下降；重则使得叶片皱缩、卷曲、嫩藤扭曲、叶片黄化脱落，3 d左右导致毁园，给葛农带来极大损失，也给葛产业发展带来严重阻碍［9］。【本研究切入点】葛拟锈病是目前产区重要病害之一，但有关此病害的研究报道较少。张静等［10］利用隶属函数法综合评价本课题组前期收集的葛根种植资源，选育出高产优质、极具开发潜力的桂葛系列品种，并在不同产区进行推广示范。在此基础上，我们于2018—2019年对推广示范区葛品种拟锈病发生情况进行田间调查，旨在为下一步病害防控提供数据参考。【拟解决的关键问题】本研究以4种桂葛品种为材料，通过测定其病情指数，观察分析苗期不同处理及不同栽培管理方式对拟锈病发病的影响，旨在了解桂葛品种的拟锈病情况，为其在今后种植中预防葛拟锈病的发生提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 调查地点及品种

调查时间：2018年11月至2019年11月。

调查地点：广西隆安县那桐镇，藤县太平镇石夏村、和平村，藤县藤州镇，藤县蒙江镇兴义村，藤县和平镇，藤县和平镇榄莫村、双垌村，广西大学农科基地，龙州县彬桥乡广西南亚热带农业科学研究所，凌云县玉洪乡板塘村，田林县浪平镇央村、百乐乡板干村；广东平远县长田镇。

调查品种：本课题组选育推广的桂葛1号、桂葛8号、桂葛17号和桂葛18号。

1.2 调查方法

主要在葛拟锈病发病盛期（8—11月）进行调查。每块种植地观察植株发病情况，然后采用对角线五点取样法，每点随机确定5株，每株从不同藤蔓上调查50张叶片，根据曾永三等［11］的方法进行病情分级，计算病情指数（DI），并划分抗性级别。

葛拟锈病病情分级方法：0级，叶片无孢子堆；1级，每张叶片有1～10个孢子堆；2级，每张叶片有11～30个孢子堆；3级，每张叶片有31～100个孢子堆；4级，每张叶片有101～300个孢子堆；5级，每张叶片有300个以上孢子堆。抗性分级标准为：免疫，DI为0；高抗，DI为1～15；中抗，DI为16～30；中感，DI为31～45；高感，DI＞45。

2 结果与分析

葛拟锈病病害调查结果见表1，所有种苗均经过消毒处理。

2.1 桂葛系列品种拟锈病发病情况

从表1可以看出，桂葛8号拟锈病病情指数最高，在18.00～50.31之间，平均为31.98，为中感品种；桂葛1号病情指数在6.20～30.83之间，平均为16.77，为中抗品种；桂葛17号病情指数在0.10～30.79之间，平均为16.48，同为中抗品种；桂葛18号病情指数在0～0.16之间，平均为0.04，为高抗品种。

2.2 桂葛系列品种组培苗和扦插苗拟锈病发病情况

由表1可见，桂葛8号组培苗病情指数在18.00～49.40之间，平均为21.84，扦插苗平均病情指数为47.41；桂葛1号组培苗病情指数在6.20～28.48之间，平均为12.78，扦插苗病情指数在21.22～30.83之间，平均为25.77；桂葛17号组培苗病情指数在0.10～19.30之间，平均为12.87，扦插苗病情指数在5.33～30.79之间，平均为20.11。同一品种用组培苗栽种的发病程度明显低于扦插苗的发病程度。

2.3 不同搭架栽培方式对桂葛系列品种拟锈病病情指数的影响

桂葛8号露地匍匐栽培拟锈病病情指数最高达50.31，搭架栽培病情指数在18.00～44.50之间，平均为29.36；桂葛17号露地匍匐栽培病情指数为30.79，搭架栽培病情指数在0.10～24.20之间，平均为13.63；桂葛1号组培苗采用搭“米”字形架和搭单杆架栽培，平均病情指数分别为9.98和16.28，发病程度上搭米字型架的多为零星发生。桂葛18号露地匍匐栽培病情指数为0，搭架栽培病情指数在0～0.16之间，平均为0.05。

2.4 喷施多效唑（PP333）对桂葛系列品种拟锈病病情指数的影响

桂葛8号经过PP333处理拟锈病病情指数在18.17～49.40之间，平均为33.35，未处理的病情指数在18.00～50.31之间，平均为29.69；桂葛1号经过PP333处理的病情指数在8.01～30.83之间，平均为21.32，未处理的病情指数在6.20～22.89之间，平均为10.35；桂葛17号经过PP333处理的病情指数在0.10～24.20之间，平均为12.21，未处理的病情指数在19.30～30.79之间，平均为25.05；对于高抗品种桂葛18号，不管是否经过PP333处理，发病都很轻；而对于中感品种桂葛8号，PP333处理对发病没有明显影响；但对中抗品种桂葛1号和桂葛17号，PP333防病效果较为明显。

表1 桂葛系列品种拟锈病发生情况Table 1 Occurrence of pseudo-rust disease of Pueraria varieties in Guangxi Province

3 讨论

3.1 不同葛根品种抗病性差异

莫贱友等［12］调查发现，葛根拟锈病发生非常普遍，品种、株系之间的发病差异极大，一般田块病株率5%～10%，严重的达90%～100%。本调查结果与该调查结果吻合，说明葛根品种间抗病性存在差异。

苯丙氨酸类的化合物，包括木质素、香豆素、类黄酮、羚基肉桂酸脂以及异类黄酮的衍生物等，与植物抵御病原入侵有关，统称为植物抗毒素。苯丙氨酸代谢重要酶如苯丙氨酸解氨酶（Phenylanine ammonia-lyase，PAL）、4-香豆酸连接酶（4-Coumarate ligase，4-CL）、苯基苯乙烯酮合成酶（Chalcore Synthase，CHS）、6'-羟基查尔酮合酶（6'- Hydroxy chalcone synthase，CHI）、肉桂基乙醇脱氢酶（Cinnamyl alcohol dehydrogenase，CAD）基因在病菌感染时，抗病品种比敏感品种更快速表达［13］。马晖玲等［14］认为，植物的抗病性是抗病基因通过酶蛋白的表达、产生抗病调控物质，涉及一系列的物质代谢、植株体形态结构和生理生化等变化，综合抵抗病害入侵的结果。韩冬［15］研究表明，植物防御性酶CAT、POD、SOD、PPO活性变化与红小豆品种抗锈性呈正相关，几丁质酶（CHI）基因和β-1,3葡聚糖酶（GLU）基因表达量与红小豆品种抗锈性密切相关。番茄扩展蛋白基因 LeExp1在易感病的果实中表达或被病菌Botrytis cinerea诱导表达［16］。水稻对白叶枯病菌的抗性与扩展蛋白基因 EXPA1、EXPA5、EXPA10、EXPB7 的相对表达水平呈负相关［17］。韩阳阳等［18］认为，病原菌侵害会使水稻中IAA积累，引起扩展蛋白上调表达，从而导致细胞壁松弛，削弱阻止病原菌入侵最基础、最重要的天然防御系统，使植物更容易受到多种病原菌的侵害。张静等［10］研究表明，桂葛8号块根总黄酮和异黄酮含量显著高于桂葛1号。本调查田间观察发现，8号品种较其他品种生长迅速，桂葛8号抗拟锈病能力明显低于桂葛1号，而同为大叶型的桂葛18号却表现为高抗。出现这种现象的原因与这些品种叶片、叶柄和茎皮细胞扩展蛋白表达和IAA积累差异，由此导致组织细胞壁变薄、病菌容易侵入有关，还是与这些部位总黄酮和异黄酮类植物抗毒素含量与块根不同有关，尚需进一步研究。本调查所获得的高抗和中感桂葛品种，可为后续葛抗病机理研究提供材料，建议在育种上，加大葛根高产优质抗病品种的筛选和推广力度。

3.2 葛组培苗和扦插苗对拟锈病发病的影响

王頔等［19］研究表明，蓝莓组培苗产量显著高于扦插苗，与其净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率、硝态氮含量、根系活力、叶绿素总量均大于扦插苗密切相关。方华舟［20］报道百合组培苗较扦插苗生长健壮、抗病能力强，扦插苗由于长期直接与土壤接触,容易感染积累细菌病毒等病原微生物, 导致生产性状下降。王若森等［21］研究表明，山葡萄组培苗较扦插苗生长快，抗寒性、抗病虫害发能力强。葛根主要以扦插枝条进行无性繁殖，长期连作导致病菌积累、品种退化，拟锈病病原菌的孢子囊和游动孢子专性寄生在茎皮内越冬［22］。用带菌葛藤作为扦插枝条，是葛拟锈病的初侵染来源，而采用脱毒组培苗可大大减轻种茎带菌率。鉴于此，建议主产区应加大推广葛组培苗力度。

3.3 栽培管理措施对葛拟锈病发生的影响

拟锈病病原菌通过风和雨水的重复侵染和传播，通风不良、低洼潮湿地以及植株下部较荫蔽处发病相对较重，而通风干燥地发病轻，湿度是此病发生的关键因素［23］。葛藤接触土壤后，藤节易发新根系和侧枝［24］。搭架可有效减少葛藤分支生长, 提高光合效率，促进营养生长［25］。本调查结果与前人研究结果相吻合，搭架栽培比匍匐栽培发病指数轻，与其能有效提高葛根通风透气、减少藤蔓交叉攀爬感染和分支消耗养分直接相关。因此，建议葛根栽培以引蔓搭架为宜。

3.4 关于多效唑对拟锈病发生的影响

多效唑（PP333）是一种植物生长延缓剂。王竞红［26］研究表明，PP333通过抑制赤霉素在植物体内的合成从而延缓植物纵向生长，促进横向生长，提高植物抗逆性，延缓衰老。但孙华光等［27］报道，过多PP333可引起植物矮化，节间缩短变粗，进而枝叶聚集，伸展不开，导致通风不良、植株下部较荫蔽处的病菌传播迅速。本调查结果显示，使用PP333总体上对葛根拟锈病有一定的防控效果，但对感病品种的防控效果不明显。一方面,可能是不同葛根品种对PP333浓度的敏感性差异，导致PP333引起矮化、节间缩短变粗的程度不同，进而导致不同品种在通风透光方面存在差异；另一方面，品种间叶片大小差异，导致在同样节间缩短的情况下，通风透气性产生差异。建议各产区结合实际，采用PP333与多种措施进行配合使用，以取得更佳效果。

4 结论

本调查结果表明，4个葛根品种在不同产地推广，拟锈病病情指数在0～50.31之间，因不同品种、不同栽培方式、不同种苗来源存在显著差异。桂葛8号为中感品种，桂葛1号和桂葛17号为中抗品种、田间病情严重程度基本一致，桂葛18号为高抗品种、田间发病很轻；相比露地匍匐种植，搭架种植可显著降低病情；同一品种组培苗发病明显低于扦插苗。