2015―2020 年国家西北内陆棉区棉花品种区域试验参试品种（系）枯黄萎病抗性评述

郑志鸿，王宁山，鲍健，艾尼江，赵建军，冯国礼*

（1.石河子农业科学研究院，新疆 石河子832000；2.石河子市科技情报研究所，新疆 石河子832000）

种植抗病或耐病品种，是生产上防治棉花枯萎病、黄萎病最经济、有效的措施，因此选育抗病棉花品种是防治这2 种病害的关键。而抗病性鉴定是选育抗病品种的关键程序， 也是区域试验的重要内容[1-4]。 笔者分析了2015―2020 年参加国家西北内陆棉区棉花品种区域试验的早熟常规品种、早熟机采常规品种和早中熟常规品种共192 个品种（系）枯黄萎病的抗性鉴定结果，以期为棉花抗病育种及新品种的审定推广提供科学依据，加快育种进程和获得最大的经济效益。

1 材料与方法

1.1 试验材料

由全国农业技术推广服务中心提供的国家西北内陆棉区棉花品种区域试验参试品种 （系）192个， 其中2015 年13 个、2016 年18 个、2017 年30个、2018 年51 个、2019 年41 个、2020 年39 个。 参试的棉花品种（系）可分为早熟常规、早中熟常规品种（系），2018 年增加了早熟机采常规品种（系）。 鉴定所用的枯萎病感病对照为新陆早7 号，黄萎病感病对照为新陆早36 号， 均由石河子农业科学研究院棉花研究所提供；抗病对照中植棉2 号由中国农业科学院棉花研究所提供。感病和抗病对照均由中国农业科学院棉花研究所朱荷琴研究员和石河子农业科学研究院棉花研究所赵建军副研究员在人工病圃内联合测试确定，符合国家标准[5-6]。

1.2 鉴定方法

1.2.1抗枯萎病鉴定。 依据国家标准，试验采用人工病圃成株期鉴定法[5]。 每年采用人工麦粒砂繁殖枯萎病病原菌，并将病秆粉碎还田，以增加病圃土壤中病原菌的含量。枯萎病菌为农业生产中棉花致病的优势小种7 号生理小种。

1.2.2抗黄萎病鉴定。 依据国家标准，试验采用人工病圃成株期鉴定法[6]。每年进行病秆粉碎还田，以增加病圃土壤中病原菌的含量。 黄萎病菌株为V991，属落叶型、强致病性菌株。

1.3 试验设计

供试品种（系）于每年4 月中下旬播种，采用1.45 m 宽的地膜进行人工膜上点播， 采用1 膜4行、宽窄行配置，窄行0.3 m，宽行0.6 m，株距0.09 m。每个品种种植1 行，行长5 m，3 次重复，随机排列，每重复间留0.5 m 宽的走道。5 月中旬定苗，确保每行基本苗在50 株左右。病圃施肥、滴灌及田间管理措施与其他试验地相同。

1.4 调查与统计方法

1.4.1病害的调查。 在人工接种病圃中，棉花出苗现行后，定期调查感病对照的发病情况，当感病对照病情指数（病指，DI）高于40.0 时，进行第1 次全面调查[5-11]，此后每10 d 左右调查1 次，病指达到65 时结束调查，整个生育期调查次数不少于3 次。

1.4.2抗病性评价指标。病情分级参照国家标准[5-6]中所述的5 级分级法，根据调查结果计算的相对病情指数（RDI）来划分各品种（系）的抗病类型[9]。 计算公式：RDI＝DI/DICK×50， 其中DI为参试品种（系）病情指数，DICK为感病对照的病情指数。

1.4.3抗病类型的划分。 品种的抗病类型按国家标准划分为5 个级别，分别为免疫（I）、高抗（HR）、抗病（R）、耐病（T）和感病（S），具体划分标准参见表1[5-6]。

表1 棉花品种（系）抗枯、黄萎病性评定标准的划分

1.4.4品种的总体抗性指数。 2015―2020 年参试品种（系）采用总体抗性指数进行分析[1-2]。rF（rV）＝（4nI＋3nHR＋2nR＋1nT＋0nS）×100/（4N），其中rF、rV分别表示品种（系）对枯、黄萎病的总体抗性指数，nI、nHR、nR、nT、nS分别表示免疫、 高抗、 抗病、耐病、感病的品种（系）数，N为品种（系）总数。 品种（系）的总体兼抗指数（rFV）＝∑rij×n×100/（16N），其中n为枯黄萎病不同兼抗性级别的品种（系）数，rij为枯黄萎病不同兼抗性级别的系数 （表2），i为枯萎病抗性系数，j为枯萎病抗性系数，N为品种（系）总数[1-2]。

1.4.5数据的处理。采用Microsoft Excel 数据处理软件分析。

2 结果与分析

2.1 枯萎病的抗性水平分析

参试品种（系）中，各年份不同枯萎病抗性级别品种的比例见图1。 其中未出现免疫品种 （系）；2016 年、2017 年和2020 年均为抗或高抗枯萎病品种（系），且2017 年和2020 年高抗枯萎病的占比分别为96.7%和92.3%， 远远高于抗病品种 （系）的3.3%和7.7%；2018 年耐病品种（系）占比为11.8%，2015 年和2019 年出现感病品种， 分别占7.7%和2.4%，但都远低于高抗和抗病的占比。 总体上参试棉花品种（系）对枯萎病的抗性水平较高，除2018年高抗和抗病品种（系）占比为88.2%外，其他年份均在92%以上。

表2 品种总体兼抗性指数系数

2.2 黄萎病的抗性水平分析

2015―2020 年不同黄萎病抗性级别参试品种（系）的比例见图2。6 年的参试品种（系）中，没有出现免疫或高抗品种（系）；抗病品种（系）所占比例为5.1%～36.7%，呈先上升后下降趋势，2017 年最高；耐病品种（系）比例为23.1%～76.9%，呈逐年上升趋势；2017 年感病品种（系） 比例仅为6.7%，2018年有所上升，之后又下降；但6 年整体上呈下降趋势， 由2015 年的69.2%下降至2020 年的17.9%。除2017 年参试品种（系） 的黄萎病抗性水平较高外，其余年份均较低，以耐病品种（系）为主，6 年平均耐病品种（系）占比为56.2%。

2.3 参试品种的枯黄萎病兼抗性分析

由图3 可以看出，2015 年和2016 年兼抗品种的比例相差不大， 分别为7.7%和7.1%；2017 年兼抗品种的比例较高为36.7%，之后兼抗品种的比例呈下降趋势，至2020 年仅为5.1%（2 个品种）。

2.4 不同熟性常规棉的枯萎病总体抗性比较

由图4 可以看出，2015－2020 年早熟常规棉品种（系）的rF分别为26.9、33.3、51.7、44.6、49.4、46.8，早中熟常规棉品种（系）的rF分别为57.1、59.4、75.0、61.4、75.0、73.2。 各年份早中熟常规棉品种（系）的rF均大于早熟常规棉品种（系），这表明早中熟常规棉对枯萎病的总体抗性优于早熟常规棉。

图1 2015－2020 年不同枯萎病抗性级别参试品种（系）的比例

图2 2015－2020 年不同黄萎病抗性级别参试品种（系）的比例

图3 2015－2020 年参试品种（系）兼抗品种的比例

2.5 不同熟性常规棉的黄萎病总体抗性比较

由图5 可以看出，2015－2020 年早熟常规棉品种 （系） 的rV分别为1.9、9.7、23.3、13.2、13.4、12.8，2017 年为最高， 呈先上升后下降并趋于稳定的趋势；早中熟常规棉品种（系）的rV分别为14.3、21.9、30.6、36.4、35.0、25.0，2018 年为最高， 呈先上升后下降的趋势。各年份早中熟常规棉品种（系）的rV均大于早熟常规棉品种（系），这表明早中熟常规棉对黄萎病的总体抗性优于早熟常规棉。

图4 2015－2020 年不同熟性枯萎病总体抗性指数（rF）

2.6 参试品种（系）的总体抗性分析

从图6 可以看出，各年参试品种（系）的rF为57.7～98.3，总体呈上升趋势，2018 年稍有回落；各年参试品种（系）的rV为11.5～41.7，2017 年为最高，2018 年有所下降， 之后变化幅度较小；各年参试品种（系）的rFV为5.8～23.0，2017 年为最高，2018 年有所下降，之后趋于稳定。 各年参试品种的rF远大于rV和rFV， 且三者均呈振荡上升趋势。

图5 2015－2020 年不同熟性常规棉黄萎病总体抗性指数（rV）

图6 2015－2020 年参试品种（系）的枯萎病（rF）、黄萎病抗性指数（rV）和总体兼抗性指数（rFV）

3 讨论与结论

目前，种植抗病品种是控制病害的经济有效措施[12]。2015－2020 年参试品种（系）的抗病性分析结果表明，西北内陆棉区在抗枯萎病、抗黄萎病和兼抗棉花品种的选育方面取得了一定的成效，尤其是在棉花枯萎病抗性方面。除2018 年外，其他年份高抗和抗病品种（系）占比均在92%以上，棉花枯萎病抗性达到了较高水平且趋于稳定；棉花黄萎病抗性水平较低，各年份以耐病品种（系）为主，没有高抗品种（系），只有2017 年抗病品种（系）占比较高，为36.7%；各年度参试的品种（系）的枯黄萎病兼抗性较差， 且2017 年以后呈下降趋势，2020 年兼抗品种（系）的比例最低，仅为5.1%。

大部分参试品种（系）的枯萎病抗性较好，黄萎病抗性较差，多数年份总体兼抗性指数的变化程度与抗黄萎病指数的变化程度相近。 可见，选育兼抗棉花品种时提高黄萎病抗性是关键。 不过，这6 年品种的总体兼抗性指数呈振荡上升趋势。

在同样的气候条件和栽培管理方式下，早中熟常规棉的枯萎病抗性、黄萎病抗性及兼抗性均优于早熟常规棉，这可能与品种（系）的生物学特征特性有关。早中熟品种生育期较长，一般生长势强，茎秆粗壮坚韧，抗逆性较强。棉花黄萎病发生时间较长，受气候的影响较大， 与气温和湿度关系密切[13-15]。2017 年参试品种（系）中抗黄萎病及兼抗品种（系）比例远高于其他年份， 可能与当年气候条件有关，高温干旱抑制黄萎病的发生发展，造成黄萎病发生偏轻。 近几年，夏季不同程度的高温干旱抑制黄萎病发生，影响抗病性鉴定。