温室条件下中棉所96B 对新疆棉花黄萎病菌的抗性评价

张亚林，吕峻元，冯自力，冯鸿杰，魏锋，赵丽红，朱荷琴

（棉花生物学国家重点实验室/ 中国农业科学院棉花研究所，河南 安阳 455000）

棉花黄萎病严重阻碍棉花产业发展[1]。在我国，大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）是引起棉花黄萎病的主要病原菌。该病原菌有稳定的休眠结构——微菌核，变异性强且与寄主协同进化，致病机理十分复杂，是其难以有效防治的关键[2-3]。 新疆作为我国棉花主产区，近年来棉花种植面积占全国的80%左右[4]，而新疆50%～70%的棉田受黄萎病危害，部分棉田发病率达30%～50%，黄萎病已成为制约新疆棉花生产发展的主要因素之一[5-7]。 当下，培育和种植抗病品种是防治棉花黄萎病最经济有效的方法[8]。 系统评价棉花品种对黄萎病的抗性，明确其适宜种植范围，充分发挥抗病棉花品种优势，不仅有利于减轻黄萎病危害，而且对于指导棉花品种区划具有重要参考意义。

前期，本团队先后从14 个主产棉省84 个县市采集分离了具有代表性的棉花黄萎病菌菌株728个，建立了棉花黄萎病菌种群资源数据库[9]。 本研究从黄萎病菌种群资源数据库筛选出具有不同致病力，采集于新疆石河子、阿拉尔、阿克苏和河北辛集、河南安阳等主产棉区的黄萎病菌菌株10 个，对中棉所96B 进行抗病性评价，探索建立中棉所96B（中棉所118）[10]抗病性评价体系，为中棉所96B 品种区划提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试棉花品种为中棉所96B，由中国农业科学院棉花研究所南疆优质棉育种课题组提供。感病棉花品种冀棉11、耐病棉花品种鲁棉研21、抗病棉花品种中植棉2 号的种子均为本团队保存。

棉花黄萎病菌菌株10 个（参见表1），来源于本团队已建立的棉花黄萎病菌种群资源数据库。

1.2 方法

1.2.1供试黄萎病菌菌株致病力测定。参照蛭石沙土无底纸钵定量蘸菌液法[11]测定黄萎病菌菌株致病力。 主要方法：将连续种植棉花的新疆棉田土壤和蛭石按2∶3 的体积比混匀配制成营养土， 分装到纸钵（直径6 cm，高度10 cm），浇水润湿营养土，每个纸钵中分散放置10 粒棉花种子，覆盖1 cm 厚的沙土，按压抚平，每个处理6 个纸钵，3 次重复，共计18 个纸钵。 播种结束后按照常规方法进行抚育管理，每钵留苗5～6 株。当棉花第1 片真叶平展时，进行黄萎病菌接种，每个纸钵接种10 mL 的孢子悬浮液（孢子含量为1×107mL－1），跟踪监测棉花长势情况，适时调查棉花黄萎病发病症状。 根据平均病情指数（Disease index，DI）将黄萎病菌的致病力划分为强、中等、弱3 种致病型[6]。

1.2.2中棉所96B 抗病性评价。 采用1.2.1 的温室鉴定方法，利用已筛选的强、中等、弱3 种不同致病力的黄萎病菌测定中棉所96B 的抗病能力。 在播种后21 d 接种黄萎病菌。 播种后49 d，每个处理随机测量5 株棉花株高、根长、鲜物质质量等生物量指标[12]，并对DI 与生物量指标间的相关性进行分析。

1.2.3数据处理。 采用Microsoft Excel 2013 软件进行数据统计整理，GraphPad Prism 8 软件进行单因素方差分析和最小显著差数法（Least significant difference，LSD）多重比较。

2 结果与分析

2.1 供试黄萎病菌菌株致病力测定

致病力测定结果（表1）表明，10 个黄萎病菌菌株的平均DI 为9.6～65.6， 依据致病力可划分为强、中等、弱3 种致病型，其中强致病型菌株7 个，中等致病型菌株2 个，弱致病型菌株1 个，具有一定的代表性，可用于中棉所96B 抗病性评价。

表1 棉花黄萎病菌致病力测定结果

2.2 中棉所96B 抗病性评价

由表2 可知，不同致病型的黄萎病菌侵染中棉所96B 后，棉花发病症状不同，且随着时间延长，病情指数逐渐增大。 播种后49 d， 弱致病型菌株Vd321 的DI 为12.93， 中等致病型菌株Vd324、Vd517 的DI 分别为15.71、14.63，而强致病型菌株的DI 为16.65～34.44，均高于弱致病型、中等致病型菌株。 其中， 强致病型菌株Vd080 的DI 为34.44，比弱致病型菌株Vd321 提高了166.36%；比中等致病型菌株Vd324、Vd517 分别提高了119.22%、135.41%。 根据棉花对黄萎病的抗病类型划分标准[11]，中棉所96B 对来自新疆的不同致病型黄萎病菌菌株均表现较好的抗性，属于抗病或耐病品种。

表2 基于10 个黄萎病菌菌株的中棉所96B抗病能力测定结果

2.3 中棉所96B 生物量测定

由表3 可知，播种后49 d，不同致病型的黄萎病菌对中棉所96B 生物量指标影响不同。 对于棉花株高、地上部鲜物质质量、地下部鲜物质质量，不同致病型菌株对棉花的影响差异不显著。根长测量结果表明， 强致病型菌株Vd369 侵染的棉花根长最大，为11.10 cm，比强致病型菌株Vd076（9.40 cm）增加18.09%。 根冠比结果表明， 强致病型菌株Vd080 侵染的棉花根冠比最大，为0.73，比强致病型菌株Vd518（0.31）增加135.48%。然而，分离自新疆的不同致病型黄萎病菌菌株侵染的棉花根长、根冠比差异均不显著。

表3 10 个黄萎病菌菌株接种处理后中棉所96B 生物量指标测定结果

2.4 病情指数与生物量指标间的相关性分析

对黄萎病菌侵染棉花的病情指数与株高、根长、地上部鲜物质质量、地下部鲜物质质量、根冠比等生物量指标间的相关性分析结果（表4）显示，DI与根冠比显著正相关（r＝0.372），与其他生物量指标没有显著相关性。 值得一提的是，根冠比与地上部鲜物质质量极显著负相关（r＝－0.626），与地下部鲜物质质量极显著正相关（r＝0.933）。

表4 棉花黄萎病病情指数与生物量指标间的相关系数

3 结论与讨论

随着新疆棉花种植面积大幅度增加，逐渐产生了新问题，而品种熟性与品质区划却未及时跟进，导致品种布局和生产种植乱象丛生，种植区域的适配性较差，既不能发挥品种优势，又浪费了自然禀赋[13]。在培育抗病品种时应重视不同区域黄萎病菌的遗传分化， 利用不同菌系进行品种抗病性鉴定，才能培育出具有广谱抗病性的品种[14]。 反之，采用不同区域的棉花黄萎病菌检测品种的抗病性，建立品种抗病性评价体系，一方面有利于降低棉花黄萎病危害，另一方面有利于合理划分品种的适宜种植区域，为品种区划提供重要参考。

本研究采用新疆石河子、阿拉尔、阿克苏等主产棉区分离的黄萎病菌，其中石河子3 个菌株（强、中等、弱致病型各1 个），阿拉尔3 个菌株（强、中等致病型分别为2 个、1 个），阿克苏2 个菌株（均为强致病型），涵盖不同致病型黄萎病菌。 接种10 个黄萎病菌菌株后49 d， 中棉所96B 的DI 为12.93～34.44，依据棉花对黄萎病的抗病类型划分标准，中棉所96B 属于抗病或耐病品种， 这与中棉所96B品种审定时抗病鉴定结果[10]一致，初步证明了采用不同致病力黄萎病菌菌株检测棉花品种的抗病性能较好地反映出品种的抗黄萎病能力。 此外，分析了DI 与生物量指标间的相关性，DI 仅与根冠比显著正相关。综上，通过棉花黄萎病病情指数与生物量指标相结合可较好地评价品种的黄萎病抗性，进一步为棉花品种区划提供参考。