四川省马铃薯主栽品种对晚疫病的抗性评价

李洪浩， 陶 向， 范中菡， 陈庆华， 王晓黎， 胡建军， 唐铭霞， 王克秀*

(1.四川省农业科学院 植物保护研究所， 四川 成都 610066；2.四川师范大学， 四川 成都 610101；3.四川省农业科学院 作物研究所， 四川 成都 610066)

0 引言

【研究意义】马铃薯是我国第四大主粮作物，营养丰富，在我国广泛种植。由卵菌致病疫霉〔Phytophthorainfestans(Mont.) de Bary〕引起的马铃薯晚疫病是危害其生产的主要病害之一，且危害程度高、流行速度快、防治难度大，全球每年因马铃薯晚疫病造成的经济损失达170亿美元，中国的损失约10亿美元[1]。马铃薯晚疫病属典型的气候型流行性病害，其发生和流行与气温和湿度等气候因素关系密切，近年来在我国西南地区发生严重，发病面积约占种植面积的1/3[2]。CARAH预警模型是比利时埃诺省(Hainaut)农业应用研究中心(Centre for Applied Research in Agriculture-Hainaut,CARAH)开发的马铃薯晚疫病预警系统，其基于气象数据(温度、相对湿度和降雨量)和晚疫病菌的侵染规律预测马铃薯晚疫病的发生状况[3]，可有效预测马铃薯晚疫病的发生[4]。近年来，四川省马铃薯种植面积稳定在67万hm2以上，是国内马铃薯重要产区之一，也是马铃薯晚疫病高发区。因此，利用CARAH预警模型评价四川省马铃薯主栽品种晚疫病的抗性，对四川省马铃薯的区域合理布局及产业稳定发展具有重要意义。【前人研究进展】种植抗病马铃薯品种是预防马铃薯晚疫病最经济有效的措施，但随着种植年限的增加，病原菌的致病性产生变异，品种抗病性存在明显差异[5]。肖春芳等[6]采用病情发展曲线下面积法和病情指数法评价结果表明，武陵山区13个主栽马铃薯品种仅3个马铃薯品种为抗病。李威等[7]研究表明，贵州省10个主栽马铃薯品种仅2个品种晚疫病田间抗病性为中抗。冯明义等[8]对贵州春播一熟区36个马铃薯品种(系)进行晚疫病田间抗性评价，仅3个品种(系)为高抗，占参试品种的8.3%。【研究切入点】受地理环境、气候状况、品种特性和耕作方式等因素的影响，同一品种在不同地域对马铃薯晚疫病的抗性程度不同。目前为止，针对四川省马铃薯主栽品种对晚疫病的抗性评价鲜见报道，为此，利用CARAH马铃薯晚疫病预警模型评价四川省马铃薯主栽品种对晚疫病的抗性程度。【拟解决的关键问题】探明四川省马铃薯主栽品种对晚疫病的抗性程度，旨在提升四川省马铃薯晚疫病预警防控水平，以期为马铃薯品种布局和抗病品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年在成都市彭州市龙门山镇进行，试验地块的马铃薯晚疫病常年严重发生，海拔950 m，地势平坦，土壤肥力中等。

1.2 供试品种

马铃薯品种为川芋10号、川芋117、川芋56、达芋2号、费乌瑞它、会-2、丽薯6号、凉薯97、陇薯10号、米拉、青薯9号、蓉紫芋5号、希森6号、夏波蒂和兴佳2号，共计15个品种，均为四川省生产上的主栽品种。

1.3 方法

1.3.1 播种与施肥 采取单行单垄整播马铃薯，株距0.3 m，行距0.6 m。每个品种每小区面积15 m2， 3次重复，采用随机区组排列，设保护行0.6 m。播种日期为2021年2月1日，以硫酸钾型复合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)750 kg/hm2作底肥，全程不进行马铃薯晚疫病防治。

1.3.2 马铃薯晚疫病侵染监测 采用无线自动气象站MLS 1306监测田间每小时的气温和相对湿度，无线传输到服务器进行侵染程度分析，并根据Conce的方法绘制马铃薯晚疫病侵染病程曲线，参考Guntz-Divoux模型计算马铃薯晚疫病的潜在侵染程度[9]。

1.3.3 病害调查 马铃薯晚疫病调查分级标准参考《农药田间药效试验准则(一)》划分：0级，无病斑；1级，病斑面积占整个叶面积的5%以下；3级，病斑面积占整个叶面积的6%～10%；5级，病斑面积占整个叶面积的11%～20%；7级，病斑面积占整个叶面积的21%～50%；9级，病斑面积占整个叶面积的50%以上[10]。

1.3.4 抗性评价 以感病品种费乌瑞它发病高峰期的病情指数为对照(CK)，采用相对抗病指数评价各品种对马铃薯晚疫病的抗性程度，分为免疫(I)、高抗(HR)、中抗(MR)、中感(MS)和高感(HS)，相对抗病指数分别为1.00、0.80～0.99、0.40～0.79、0.20～0.39和0.20以下[11]。

相对抗病指数=1-供试品种平均病情指数/对照品种平均病情指数

2 结果与分析

2.1 马铃薯晚疫病的侵染病程

马铃薯出苗日期为3月10日，即播种后第37天，此时CARAH预警模型显示为马铃薯晚疫病第1代第1次侵染；费乌瑞它在4月12日出现马铃薯晚疫病中心病株，为马铃薯晚疫病第4代第1次侵染，侵染病程累积分值为2.5分(图1)。希森6号、蓉紫芋5号、夏波蒂、川芋56、兴佳2号、会-2、川芋117、川芋10号和米拉9个品种主要在马铃薯晚疫病第4代侵染病程末期陆续出现中心病株，凉薯97、陇薯10号、青薯9号、丽薯6号和达芋2号5个品种主要在第5代侵染病程陆续出现中心病株。试验期马铃薯晚疫病侵染病程共8代，出现46次侵染。其中，极重度侵染、重度侵染、中度侵染和轻度侵染分别发生18次、8次、4次和16次，发生比例分别为39.13%、17.39%、8.70%和34.78%。

图1 2021年彭州市龙门山镇马铃薯晚疫病前6代的侵染病程曲线

2.2 不同品种对马铃薯晚疫病的抗性评价

从表1可知，15个品种中无免疫品种，病情指数为9.82～82.65，费乌瑞它(CK)最高，达芋2号最低。与CK相比，达芋2号、丽薯6号、青薯9号、陇薯10号和凉薯97表现为高抗，占供试品种的33.33%；米拉、川芋10号、川芋117和会-2表现为中抗，占26.67%；兴佳2号和川芋56表现为中感，占13.33%；夏波蒂、蓉紫芋5号和希森6号表现为高感，占20.00%。

表1 不同品种马铃薯晚疫病的病情指数与抗性评价

3 讨论

马铃薯晚疫病发生的严重程度受品种特性、病原菌致病性、栽培管理水平和气候状况等因素的影响。青薯9号在四川对马铃薯晚疫病的抗病性较强，但在湖北[6]、贵州[7]和陕西[12]等地的抗病性表现为中感、中抗或抗病，可能与不同区域马铃薯晚疫病菌致病力差异有关。研究结果表明，试验期马铃薯晚疫病侵染病程共8代，出现46次侵染，极重度侵染、重度侵染、中度侵染和轻度侵染分别发生18次、8次、4次和16次，发生比例分别为39.13%、17.39%、8.70%和34.78%；15个主栽品种中无免疫品种，病情指数为9.82～82.65，费乌瑞它(CK)最高，达芋2号最低。与CK相比，达芋2号、丽薯6号、青薯9号、陇薯10号和凉薯97表现为高抗，占15个供试品种的33.33%；米拉、川芋10号、川芋117和会-2表现为中抗，占26.67%；兴佳2号和川芋56表现为中感，占13.33%；夏波蒂、蓉紫芋5号和希森6号表现为高感，占20.00%。达芋2号、丽薯6号、青薯9号、陇薯10号和凉薯97在马铃薯晚疫病第5代侵染病程才出现中心病株，可在晚疫病常发区种植，但也应加强监测预警防控以获得较高的产量和经济效益；费乌瑞它、希森6号、蓉紫芋5号和夏波蒂等生育期短、商品薯率高的马铃薯晚疫病高感品种可种植在海拔低于800 m的盆周山区和平坝丘陵区，一般在12月播种，翌年4月上市，生育期间气温较低、空气湿度也较低，马铃薯晚疫病侵染程度相对较低，加强马铃薯晚疫病预警防控也可获得显著的经济效益。

大多数马铃薯普通栽培种缺乏晚疫病广谱抗性基因和多个主效抗性基因，加之马铃薯晚疫病菌进化速度快，存在生理小种分化现象，可导致品种的小种专化抗性丧失进程加快。水平抗性由多个微效基因控制，对马铃薯晚疫病菌多个或所有小种均有一定抗性，一般表现为中抗，且抗性持久，但水平抗性育种材料少，导致水平抗性育种难度大、效率低。目前，四川马铃薯育种资源主要来源于国际马铃薯中心和国家马铃薯种质资源库，引进和选育的大量优良品种已在生产上大面积推广应用，显著提升了四川马铃薯产业发展水平。尽管四川部分主栽马铃薯品种对晚疫病的抗病性相对较高，但自主育成的高抗品种严重缺乏，仍需继续引进抗性资源和改进抗病育种策略，同时加强马铃薯晚疫病菌的致病性监测，选育抗病性更强更持久的具有水平抗性的品种，促进四川省马铃薯产业持续健康发展。四川不同生态区对马铃薯品种的特性要求存在差异，应根据历年马铃薯晚疫病发生情况及种植目的等，因地制宜选择适宜的品种，加强马铃薯晚疫病预警防控，以实现最佳经济效益。

4 结论

四川省马铃薯晚疫病侵染病程共8代，极重度侵染、重度侵染、中度侵染和轻度侵染分别发生18次、8次、4次和16次，发生比例分别为39.13%、17.39%、8.70%和34.78%，达芋2号、丽薯6号、青薯9号、陇薯10号和凉薯97较费乌瑞它表现为高抗，在马铃薯晚疫病第5代侵染病程才出现中心病株，可在晚疫病常发区种植，但应加强监测预警防控，以获得较高的产量和经济效益。