8种香蕉种质对枯萎病的抗性比较与分析

黄素梅 韦绍龙 韦莉萍 李朝生 覃柳燕 韦弟 田丹丹 龙盛风 何章飞 周维

摘  要  采用室内接菌、病区种植的方法，研究8种香蕉种质对香蕉枯萎病4号生理小种 （Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4， Foc 4）的抗性水平，评价其抗性级别。苗期抗性评价结果表明：GCTCV-119、GCTCV-217为高抗;桂蕉9号、GCTCV-218为抗;GCTCV-105、GCTCV-215为中抗;桂蕉1号为感;巴西蕉为高感。田间抗性评价结果为：GCTCV-119、GCTCV-217为高抗;GCTCV-215为抗;GCTCV-105、桂蕉9号、GCTCV-218为中抗;桂蕉1号、巴西蕉为高感。连续种植3年，桂蕉9号、GCTCV-218的发病率呈下降趋势，GCTCV-105发病率较稳定，发病率保持在9.7%～12.0%，所有抗病品种（系）宿根3年后，根据相对发病率评价均表现为抗;而感病品种桂蕉1号及巴西蕉发病率则逐年上升，宿根蕉发病率均在98.2%～100%。

关键词  香蕉;枯萎病;抗性评价

中图分类号  S436.68      文献标识码  A

Abstract  The resistant level of eight banana accessions to Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4 （Foc 4） was evaluated using indoor inoculating and planting in disease area. Resistance test at seedling stage revealed GCTCV-119 and GCTCV-217 presented high resistance， Guijiao 9 and GCTCV-218 exhibited resistance， GCTCV-105 and GCTCV-215 showed moderate resistance， but Guijiao 1 and Baxi presented susceptibility and high susceptibility， respectively. Field evaluation indicated that GCTCV-119 and GCTCV-217 also presented high resistance， GCTCV-215 was resistance， and GCTCV-105， Guijiao 9 and GCTCV-218 were of moderate resistance， and both Guijiao1 and Baxi presented high susceptibility. After successive planting in the field for three years， it was found that the morbidity of Guijiao 9 and GCTCV-218 showed a declining trend， but GCTCV-105 kept a stable incidence rate of Fusarium wilt with 9.7%12.0%. Furthermore， all resistant banana accessions presented resistance grade to Fusarium wilt according to relative incidence rate （RIR） evaluation after ratoon planting for three years， while the incidence rates of Guijiao 1 and Baxi increased year by year， ranged from 98.2% to 100%.

Keywords  banana; Fusarium wilt; resistance evaluation

DOI  10.3969/j.issn.1000-2561.2019.11.013

香蕉枯萎病是一种危害极严重而且传播迅速的毁灭性土传病害，自20世纪初发生以来，给全球香蕉产业造成了巨大损失[1]。全球对香蕉枯萎病的防治研究已经有100多年历史，仍未找到能彻底解决香蕉枯萎病的防治方法;培育和种植抗（耐）病香蕉品种被认为是目前香蕉枯萎病防控最有效的途径之一[2-3]。

廣西是我国最大的香蕉主产区之一，其选育的品种、种苗以及种植技术在全国享有盛名，然而最近几年受到了香蕉枯萎病的严重威胁，种蕉面积逐年递减、产业急剧萎缩，急需加快抗病品种的选育与推广应用，应对香蕉枯萎病带来的危机。但目前，我国大陆地区育成的抗病品种不多，能适应广西种植的更是鲜见[4-6]。我国台湾在香蕉抗病育种上起步早，育成的品种已在台规模化种植多年，育成的“GCTCV”系列抗枯萎病香蕉品系捐赠给国际生物多样性中心（Biodiversity International，简称BI），在全球香蕉育种界具有重要的影响力[7-8]。本研究通过对我国主栽香蕉品种桂蕉1号及巴西蕉，广西自主选育的抗枯萎病新品种桂蕉9号以及5个台湾选育的“GCTCV”系列抗枯萎病香蕉品系等进行苗期及田间抗病性比较与评价，以期为广西香蕉产业在抗病品种的选择应用及香蕉抗病育种提供更多参考。

1  材料与方法

1.1  材料

供试香蕉材料包括：广西育成的抗枯萎病品种桂蕉9号，台湾香蕉研究所育成的GCTCV-105、GCTCV-119、GCTCV-215、GCTCV-217、GCTCV- 218等抗枯萎病香蕉品系以及感病品种桂蕉1号及巴西蕉（对照品种）等8个香蕉品种（系）（AAA Cavendish）。所有品种（系）均由广西农科院生物所提供。

供试菌株为尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种（Fusarium oxysporum f. sp. cubense， Foc 4），编号J-2，该菌株经测定为强致病力菌株[9]，由华南农业大学环境与资源学院姜子德教授惠赠。

1.2  方法

1.2.1  苗期抗性比较与评价  将Foc 4菌株在PDA平板培养基上培养7 d后，取直径0.6 cm的菌饼接种于经高温灭菌（121 ℃，20 min）2次后的Foc 4专用培养基质中，28 ℃、暗培养3周后，将培养有Foc 4的基质与香蕉育苗基质配制成2.68×106 CFU/g含孢子的Foc 4病土基质，备用。以未接种Foc 4的香蕉育苗基质作为对照基质。

分别取各供试香蕉品种（系）的5～6叶无病组培杯苗，伤根后种植到病土基质及对照基质中，每品种（系）设接菌、不接菌（对照/CK）2个处理，每处理10株，重复3次。接种40 d后调查每株香蕉苗的枯萎病病害外部及内部症状，计算枯萎病发病率及病情指数。蕉苗病害分级标准参照谢子四等[10]、宋晓兵等[11]的方法，略作改动，具体参见图1及表1。分级时主要以球茎的褐变程度并辅以外部叶片变黄情况进行判断，各重复级别不一致时，以抗性差者的级别作为该品种（系）的抗性级别。

苗期抗性强弱的评价，按照黄秉智等[12-13]的评价方法（下称抗性评价方法Ⅰ）香蕉苗期对枯萎病的抗病性，根据病情指数可分为5级。在多年的试验中，我们发现不同的Foc 4菌株致病力差异很大[9]，为了减少接种病原菌菌株致病力、基质营养等因素造成的影响，最大限度排除条件差异对评价结果的影响，本研究除了采用抗性评价方法Ⅰ外，还参照黄秉智等[12-13]及其他作物抗性鉴定的方法[14]，以相对病情指数（relative disease index， RDI）作为香蕉苗期抗性评价指标（下称抗性评价方法Ⅱ），方法Ⅱ的具体计算公式及标准如下：

相对病情指数（RDI）=k×待测品种（系）病情指数，校正系数k=50/感病对照品种病情指数。

根据相对病情指数（即方法Ⅱ）苗期抗性评价标准分级：1级，高抗（0

1.2.2  田间抗性比较与评价  分别在2015—2017年在广西南宁市武鸣区宁武镇伏塘村、南宁市西乡塘区坛洛镇群南村桂洁公司蕉园设种植点3个，试验采取完全随机区组设计，每块试验点按随机分组设3个小区，每小区共8个处理，每品种（系）为一个处理，25株/处理。3个试验点，前作均为桂蕉6号，由4号生理小种引起的枯萎病发病率为60%～80%，未经轮作直接种植。种植试验品种（系）前，经检测土壤中Foc 4孢子浓度约为103 CFU/g。株行距1.8 m×2.2 m，中等水平栽培管理。3个种植试验点情况如表2所示。定植后每月调查记录农艺性状、发病情况。其中群南村试验点A连续种植3年，上一年发病植株，次年继续留吸芽观察其发病情况，收集3年数据。

发病率能很好的反映群体中枯萎病发病的频率，参照黄秉智等[12-13]的方法（下称：抗性评价方法Ⅲ）;田间抗性鉴定需选择前作枯萎病80%的蕉园，田间病害分级标准为高抗、中抗、抗、感、高感等5个级别。

因种植地块、种植年限、前作发病程度、气候、管理水平等因素对香蕉的田间发病率会产生较大影响，即使同一品种在不同的地块或者同一地块不同年份种植，其发病率也会有很大差异，因此仅用发病率作为抗病评价的指标不够科学合理。通常，田间抗性评价试验中，若前作发病80%的重病区，在未经轮作而且不施用抗菌剂等，再种植高感品种的发病率一般在80%左右。为了最大限度排除上述条件差异对评价结果的影响，本实验除了采用抗性评价方法Ⅲ外，还对该方法稍作改进，以相对发病率（relative incidence rate， RIR）作为香蕉田间抗性评价指标（下称抗性评价方法Ⅳ），方法Ⅳ的具体计算公式及标准如下：

相对发病率（RIR）=k×待测品种（系）发病率;校正系数k=80%/感病最严重的对照品种发病率。

田间病害分级标准根据相对发病率（即方法Ⅳ）分为以下级别：高抗，相对发病率<10%;抗，相对发病率为10%～20%;中抗，相对发病率为20%～40%;感，相对发病率为40%～60%;高感，相对发病率≥60%。各试验点评价级别不一致时，以抗性差者的级别作为该品种（系）的抗性级别。

2  结果与分析

2.1  不同品种（系）苗期抗性表现

伤根种植到含有Foc 4的病土15 d后，部分品种（系）叶片从叶尖处开始变黄，出现香蕉枯萎病初步表征。20 d后变黄叶片数增多，由最初的叶尖变黄变成整张叶片至叶脉全部变黄;未接菌（对照/CK）未见枯萎病症状。40 d后调查每株香蕉苗的枯萎病病害外部及内部症状，主要以球茎的褐变程度进行判断，并辅以外部叶片变黄情况进行判断，各品种（系）的发病情况见表3。数据表明，巴西蕉与桂蕉1号发病率最高，均为100%，其余品种（系）发病率由高到低的顺序为：GCTCV 215>GCTCV 105>GCTCV 218 >桂蕉9號> GCTCV 217>GCTCV 119，从发病率判断，所有品种（系）中苗期抗病性最强的是GCTCV 119，其次为GCTCV 217，桂蕉1号及巴西蕉的抗病性最差;由病情指数数据可得，各品种（系）的抗病性由弱到强的顺序如下：巴西蕉<桂蕉1号< GCTCV 215

2.2  不同品种（系）苗期抗性评价

从表4数据可见，按照黄秉智[13]的方法即根据病情指数（抗性评价方法Ⅰ）进行抗性评价的结果显示GCTCV 119为高抗，GCTCV 217及GCTCV 218为抗，桂蕉9号为中抗，GCTCV 215及GCTCV 105为感，巴西蕉及桂蕉1号为高感。而我们采用改进后的评价方法，即用相对抗性指数（抗性评价方法Ⅱ）进行抗性评价结果则是GCTCV 217及GCTCV 119为高抗，GCTCV 218及桂蕉9号的级别为抗，GCTCV 105及GCTCV 215为中抗，桂蕉1号属于感病品种，巴西蕉的抗性最差，属于高感品种。

综上所述，综合发病率、病情指数及相对抗性指数进行分析结果，所有供试品种（系）苗期对Foc 4抗性由强到弱的顺序为：GCTCV 119> GCTCV 217>GCTCV 218>桂蕉9号>GCTCV 105>GCTCV 215>桂蕉1号>巴西蕉。苗期抗性评价结果以方法Ⅱ的评价结果更为准确，即：GCTCV 217及GCTCV 119的级别为高抗，GCTCV 218及桂蕉9号为抗，GCTCV 105及GCTCV 215为中抗，桂蕉1号为感，巴西蕉为高感。

2.3  新植蕉田间抗性比较与评价

2015—2017年在武鸣区宁武镇伏塘村（试验点1）、西乡塘区坛洛镇群南村（试验点2及试验点3）的重病蕉园的新植蕉发病情况如表5所示。从表5可知，感病品种桂蕉1号、巴西蕉在3个试验点的发病率分别为72.9%～90.6%、89.3%～ 93.3%，说明种植地块的病原菌浓度已达到可以作为枯萎病田间评价的标准。

总体上看，抗病品种桂蕉9号及GCTCV的5个品系发病率为6.5%～42.7%，而桂蕉1号及巴西蕉的发病率分别为72.9%～90.6%、89.3%～93.3%，与感病品种相比，桂蕉9号及GCTCV品系均表现了较强的抗（耐）性。从3个试验点的发病率可知，所有供试品种（系）中GCTCV 119的发病率最低的，田间抗（耐）性最强，其次是GCTCV217;抗（耐）性最差的是巴西蕉，桂蕉1号的田间抗（耐）明显差于其他抗（耐）品种（系），但稍好于巴西蕉，这与苗期抗性评价的结果相一致。因GCTCV 105、GCTCV 215、GCTCV 218及桂蕉9号等品种（系）在不同地块所表现抗（耐）性强弱并不一致，难以判断并排列其抗性强弱的顺序。

采用相对发病率（方法Ⅳ）对田间抗性评价结果，GCTCV 119及GCTCV 217为高抗;桂蕉9号及GCTCV 218为中抗;桂蕉1号及巴西蕉为高感;GCTCV 105在试验点2的抗性级别为高抗，而在试验点1及试验点3均表现中抗;GCTCV 215在试验点2及试验点3抗性级别均为抗，而在试验点1则为中抗。可见，同一品种在不同的地块种植，其抗性表现也会存在一定差异。

采用田间发病率（方法Ⅲ）进行抗性级别评价试验点1的GCTCV 215、GCTCV 217、GCTCV 218 3个品系，结果显示GCTCV 217抗性级别为抗，GCTCV 215、GCTCV 218抗性级别为感。而用相对发病率（方法Ⅳ）进行评价，结果显示GCTCV-217抗性级别为高抗，GCTCV-215、GCTCV-218抗性级别为中抗。经过比较数据发现，在同一地块上种植的同一品种，按照不同的评价方法所得的结果之间会存在一定差异，查阅文献可知，用方法Ⅳ评价所得的结果与育成单位所公布的结果更一致[15-16]。

因每个地块病原菌浓度及各种栽培管理措施之间存在差异，如果不参考对照品种的发病程度，仅采用发病率进行抗性分级，则所得抗性级别有可能会出现较大偏差。比如GCTCV 215、GCTCV 218本是具有一定抗（耐）性的品系[15-16]，但按方法Ⅲ评价结果被划分为感病级别;而GCTCV 217品系，本为高抗品系[15-16]，但按方法Ⅲ评价后抗性级别为抗。

因方法Ⅳ是以对照品种作为参考进行抗性级别评价的，可以最大限度的规避不同蕉园在土壤条件、栽培技术等外界因素造成的影响，故用其所获得的评价结果相对而言更科学准确。

综上所述，根据方法Ⅳ所得结果，按照各试验点级别不一致时，以抗性差者的级别作为该品种（系）的抗性级别的原则，各品种（系）田间抗性评价情况为：GCTCV 119、GCTCV 217为高抗;GCTCV 215为抗;GCTCV 105、桂蕉9号、GCTCV 218为中抗;桂蕉1号、巴西蕉为高感。

2.4  连作香蕉田间抗性表现与评价

在群南村试验点A，连续3年种植桂蕉9号及GCTCV抗病品系，各品种（系）3年的发病情况如表6所示。表6数据显示，桂蕉1号及巴西蕉2个感病品种，3年内发病率在72.9%～100%，而且发病程度及发病率逐年递增。供试的抗病品种（系）中，桂蕉9号及GCTCV 218的发病率随着种植年限的增加，发病率呈下降趋势;GCTCV 119、GCTCV 217、GCTCV 105新植蕉发病率較低，按照相对发病率（方法Ⅳ）评价均属于高抗级别，但宿根蕉（2～3年）的发病率随着种植年限增长而增加，抗性级别降至抗。种植3年后，GCTCV 105的发病率为12.0%，是所有抗病品种（系）中发病率最低的，其余5个抗病品种（系）发病率差别不大，发病率在20.3%～21.6%之间。从表6可知，新植蕉抗性前三强的是GCTCV 119、GCTCV 217、GCTCV 105;宿根二代蕉GCTCV 217、GCTCV 105、GCTCV 215、GCTCV 119的发病率均低于20%，抗性级别为抗;而桂蕉9号及GCTCV 218发病率在23%左右，抗性级别为中抗。由此可见，虽然桂蕉9号及GCTCV 218的新植蕉抗（耐）性相对其他品系偏高，但宿根后，其发病率逐年下降;而GCTCV 119虽然1代蕉抗性很强，但宿根蕉的抗性下降幅度较大;GCTCV 105、GCTCV 217无论是新植蕉还是宿根蕉其田间抗性都表现很好;GCTCV 215虽然新植蕉抗性表现不及高抗品种（系），但连续种植发病率变化不大，抗性比较稳定。

3  讨论

由Foc 4引起的香蕉枯萎病在我国大陆发现至今已经有20多年[17]，其危害性已是众所周知，亟需寻求有效的防控途径，选育和种植抗枯萎病品种是最有效的枯萎病防控途径之一，而开展香蕉种质对枯萎病的抗性比较与评价是选育和应用抗病品种的基础。

最近十几年，陆续有关于香蕉种质对枯萎病抗性评价的研究报道，这些研究所采用的评价方法多以行业标准进行评价[13]，即苗期评价以病情指数，田间抗性评价多以枯萎病发病率作为抗性级别的判定标准[12-13， 18-20]。我们在多次试验中发现，因每批次试验接菌量或者每个地块病原菌浓度不可能完全一致，导致即使是同一品种，若不参考对照品种的相关数据，仅以病情指数及田间发病率为标准评价，则所得抗性级别有时会存在很大偏差。参考其他作物抗性评价的方法，发现其他作物抗性级别的评价大多以最感病一个种质作为参照样本[14， 21-22]，根据待评价种质与参照样本的病情指数或发病率之间的相对值进行评定，最大限度排除每次试验条件差异对评价结果的影响。为此，本研究参照其他作物的一些做法，同时根据香蕉植株感染枯萎病后的特性，对香蕉枯萎病抗性评价方法进行了一些改进，即苗期评价以相对抗病指数，田间以相对发病率来划分抗性级别。同时将改进后的方法与原方法所得结果进行了比较。根据报道，本研究所用的5个GCTCV品系均为台湾香蕉研究所经过多年选育出的抗枯萎病品系，对Foc 4均具有一定的抗性[15-16]，但采用抗性评价方法Ⅰ评价结果GCTCV 215及GCTCV 105均为感，这与育出单位的结论相差太大;而用改进方法（方法Ⅱ）二者抗性级别均为中抗，此评价结果更接近品种育成单位公开发表的结论。与此类似，田间抗性评价用改进前的方法（方法Ⅲ），试验点1的抗性品系GCTCV 215及GCTCV 218抗性级别为感，而采用改进方法（方法Ⅳ），则二者均为中抗;参考相关文献数据可知，采用改进后的方法，评价结果受外界因素影响更小、更接近品种育成单位公开发表的结论[15-16]。

本文通过对桂蕉9号等8份香蕉种质对Foc 4的抗性比较分析，结果发现由台湾香蕉研究所（TRBI）育出的GCTCV 119、GCTCV 217无论在苗期还是在田间都表现出高抗水平，而GCTCV 215、GCTCV 218属于中抗水平，与台湾香蕉研究所评价的结果一致[15];GCTCV 105在台湾香蕉研究所抗性评价为高抗[15-16]，但是在本次研究中，GCTCV 105苗期表现为中抗水平，在田间表现为高抗或中抗，但随着种植年限的增加，该品系的发病率比其他品种（系）更稳定，可能是因GCTCV 105的苗期对Foc 4的抗性相对弱，随着种植年限的增加，宿根蕉对Foc 4的抗性逐渐增强。这可能也是台湾种植GCTCV 105时，更倾向于采用吸芽苗而非组培苗的原因。

综上所述，本研究针对已有的香蕉枯萎病抗性评价方法易受到外界因素的影响而造成评价结果的偏差，对已有的评价方法进行改进，并利用改进前后的方法对8份香蕉种质进行苗期及田间评价，通过比较2种方法所得结果发现，采用改进后的方法进行评价可最大限度的减少Foc 4菌株、接种孢子浓度、前作发病率、地块间病原菌浓度差异等因素造成的影响，有利于提高可比性和准确度，可为香蕉苗期及田间抗性评鉴提供更为科学合理的方法。此外，通过对8份香蕉种质在苗期和大田抗性的评价，比较分析各品种（系）在苗期及大田的抗性的综合表现，可为香蕉品种选择及育种等提供更多参考和依据。

参考文献

[1] 孙雪丽， 郝向阳， 王天池， 等. 香蕉枯萎病防控和抗病育种研究进展[J]. 果树学报， 2018， 35（7）： 870-879.

[2] Ploetz R C. Fusarium wilt of banana[J]. Phytopathology， 2015， 105（12）： 1512-1521.

[3] Ploetz R C. Fusarium wilt of banana is caused by several pathogens referred to as Fusarium oxysporum f. sp. cubense[J]. Phytopathology， 2006， 96（6）： 653-656.

[4] 韦绍龙， 黄素梅， 韦莉萍， 等. 香蕉抗（耐）枯萎病新品种桂蕉9号的选育及其高产栽培技术[J]. 南方农业学报， 2016， 47（4）： 530-536.

[5] 王葫青， 潘廷由， 吴兰芳， 等. 7个抗（耐）枯萎病香蕉品种（系）在百色地区引种试种结果初报[J]. 广西农学报， 2017， 32（6）： 24-27， 37.

[6] 解华云， 周洁琼， 邓筱艳. 抗枯萎病香蕉新品种引种试验[J]. 东南园艺， 2017， 5（1）： 1-3.

[7] 周  维， 田丹丹， 覃柳燕， 等. 台湾香蕉产业现状、栽培技术及抗枯萎病品种选育[J]. 中国南方果树， 2017， 46（3）： 157-159， 161.

[8] 李建华. 台湾香蕉栽培品种介绍[J]. 台湾农业探索， 2002， 3： 43-44.

[9] 覃柳燕， 孙嘉曼， 韦  弟， 等. 5株香蕉枯萎病菌（Foc4）菌株对桂蕉6号的致病力测定[J]. 南方农业学报， 2014， 45（12）： 2153-2157.

[10] 谢子四， 张  欣， 陈业渊， 等. 10份香蕉种质对枯萎病的抗性评价（简报）[J]. 热带作物学报， 2009， 30（3）： 362-364.

[11] 宋晓兵， 彭埃天， 凌金锋， 等. 18份广东香蕉种质对枯萎病的抗性评价[J]. 生物安全学报， 2016， 25（3）： 218-221.

[12] 黄秉智， 许林兵， 杨  护， 等. 香蕉种质资源枯萎病抗性田间评价初报[J]. 广东农业科学， 2005， 6： 9-10.

[13] 黄秉智. 香蕉种质资源描述规范和数据标准[M]. 北京： 中国农业出版社， 2006： 99-101.

[14] 吴征彬. 棉花枯黄萎病及其抗性鉴定技术[J]. 植物遗传资源学报， 2000， 4： 47-51.

[15] 黄新川. 组培技术在香蕉黄叶病防治上之应用[J]. 植物病理学会刊， 2002， 11： 57-61.

[16] Hwang S C， Ko W H. Cavendish banana cultivars resistant to Fusarium wilt acquired through somaclonal variation in Taiwan[J]. Plant Disease， 2004， 88（6）： 580-588.

[17] 卓國豪， 陈绍平， 郑康炎， 等. 香蕉枯萎病发生原因及控制对策[J]. 广东农业科学， 2005， 1： 56-57.

[18] 黄素梅， 韦绍龙， 龙盛风， 等. 几个香蕉品种对枯萎病的抗性与主要性状比较[J]. 中国南方果树， 2014， 43（5）： 74-77， 80.

[19] 李朝生， 霍秀娟， 韦绍龙， 等. 5份香蕉种质对枯萎病的抗性评价[J]. 南方农业学报， 2012， 43（4）： 449-453

[20] 刘文清， 周建坤， 李洪波， 等. 抗枯萎病香蕉新品种引种评价[J]. 广东农业科学， 2010， 37（3）： 110-113.

[21] 费维新， HWANG Sheau-fang， 王淑芬， 等. 根肿菌生理小种鉴定与甘蓝型油菜品种资源的抗性评价[J]. 中国油料作物学报， 2016， 38（5）： 626-639.

[22] 刘  勇， 秦西云， 李文正， 等. 抗青枯病烟草种质资源在云南省的评价[J]. 植物遗传资源学报， 2010， 11（1）： 10-16.