103个核桃品种(系)炭疽病抗性鉴定评价

许海峰,宋长艳,傅茂润 ,王贵芳,沈广宁, 陈新*

(1.山东省果树研究所/国家核桃板栗种质资源圃,山东泰安 271000;2.东平街道农业生产综合服务队,山东东平 271500;3.齐鲁工业大学食品科学与工程学院,山东济南 250353)

核桃 (JuglansregiaL.)属于胡桃科 (Juglandaceae) 核桃属 (Juglans) 落叶乔木,是世界四大坚果(核桃、榛子、杏仁和腰果)之一[1]。核桃仁营养丰富,能够有效预防心血管疾病,是Ⅱ型糖尿病人的首选食品,被誉为“21 世纪的超级食品”[2,3],同时作为中国木本油料树种具有重要经济价值。中国栽培核桃已有 2 000 多年的历史,种质资源丰富, 南北均有分布[4]。据《中国林业统计年鉴(2018)》记载,2018年中国核桃种植面积达816.57万hm2(1.22余亿亩),产量达382万t,居世界第一位[5]。

随着核桃集中栽培面积的扩大和抗病良种的缺乏,炭疽病已成为核桃生产中的灾难性病害,严重制约了中国核桃产业的健康发展[6,7]。核桃炭疽病主要由胶孢炭疽菌(Colletotrichumgloeosprioides)引起[8],但在一些感病核桃中也分离出部分暹罗炭疽菌(Colletotrichumsiamense)、果生刺盘胞菌(Colletotrichumfructicola)和尖孢炭疽菌(Colletotrichumacutatum)等[9-11]。核桃炭疽病主要危害叶片和果实(图1),在6～7月开始发病,8～9月最为严重,症状表现为斑近圆形、黑褐色,病斑中心区凹陷产生黑色小点[12]。目前,核桃炭疽病防治主要以苯并咪唑和咪鲜胺类杀菌剂等化学药剂为主[13-15],长期单一使用此类药剂,导致了抗药性产生和对环境造成危害,选育抗病品种是炭疽病防治最理想的方法。然而,中国主栽核桃品种的炭疽病抗性鉴定和评价还不够全面。笔者采用胶孢炭疽菌室内接种方法,初步鉴定和评估了中国103个主栽核桃品种对胶孢炭疽病的抗性,以期为核桃抗病性品种选育和炭疽病的综合防治提供理论依据。

图1 炭疽病核桃果实受害状

1 材料与方法

1.1 植物材料

供试菌株胶孢炭疽菌,由山东省果树研究所果树生物技术重点实验室保存。选取无损伤、无病虫害的103份果实(树龄一致、花后120 d同期采收)用于胶孢炭疽菌接种,采摘于山东省果树研究所金牛山核桃种质资源圃。核桃品种(系)信息如下:

表1 山东省果树研究所金牛山核桃种质资源圃103个核桃品种(系)信息

1.2 马铃薯葡萄糖(PDA)培养基配置

按照蒸馏水、马铃薯、葡萄糖、琼脂质量比为100∶20∶2∶2的比例配制培养基。将未发芽的马铃薯去皮、清洗、切块后置于蒸馏水中,在电炉上加热并使其保持沸腾状态20 min,冷却后经8层纱布过滤,然后加入一定量去离子水补足至所需量,再加入称取好的葡萄糖、琼脂,摇匀,于灭菌锅中121 ℃下灭菌20 min,冷却至室温培养基待用。

1.3 菌株活化

采用划线活化的方式,将胶孢炭疽菌在PDA培养基上于 28 ℃ 恒温培养 5 d后,用打孔器取适量菌饼放入离心管中,加入无菌蒸馏水,涡旋振荡器震荡10 s,混匀后用2层无菌纱布过滤,最后借助血细胞计数板将孢子悬浮液浓度调整至 1×106个/mL,备用。

1.4 核桃果实接种

供试核桃果实经0.5%的NaClO溶液浸泡30 s后用清水冲洗干净,自然阴干,备用。用无菌的不锈钢钉在所有青皮核桃果实赤道表面的中心部位扎孔(大小一致),在每个伤口中注入15 μL 1×106个/mL胶孢炭疽菌孢子悬浮液,选择无菌蒸馏水接种做对照,在室温下自然风干,每个品种重复3个果实。然后将 103份核桃果实分别移入塑料筐(长320 mm、宽240 mm、高100 mm)内,用0.03 mm的聚乙烯保鲜袋封口,放置在保鲜柜中(温度25 ℃、湿度90%),在损伤接种后的0、2、4、6、8 d观察103份核桃果实炭疽病感病情况,拍照记录。

1.5 数据处理及分析

采用十字交叉法量取病斑直径并进行分析,用Excel进行数据处理和绘图。

2 结果与分析

2.1 103份核桃果实炭疽病感染情况

103份核桃果实胶孢炭疽菌接种后发病趋势及感病情况见图2。

图2 103个核桃品种果实胶孢炭疽菌接种后8 d内感病情况

可以看出,胶孢炭疽菌接种后4 d内,所有的核桃果实都没有感病;从第6 d开始,103份核桃果实青皮表现出不同的发病趋势,表明室内接种胶孢炭疽菌可能存在6 d的缓冲期,但此时仍有53份果实未发病;至第8 d,不同品种核桃果实已表现出明显感病差异,梨园12号(编号93)病斑几乎覆盖整个果实青皮,表明此品系对胶孢炭疽菌的抗性最弱。

2.2 103份核桃果实抗病性评价

由上述知,胶孢炭疽菌接种后第6 d,103份核桃果实呈现不同的发病趋势,至第8 d病斑呈现明显差异。测量接种后第8 d果实病斑直径大小(图3,图4)可对不同核桃果实抗病性进行初步评价。结果表明:有40份核桃果实,如鲁核1号(编号13)、元林(编号25)、中林1号(编号44)、强特勒(编号56)、鲁康8号(编号102)、鲁康10号(编号103)等病斑直径为0,对胶孢炭疽菌表现出极强的抗性;有3份核桃果实,梨园5号(编号86)、梨园12号(编号93)、下港薄皮(编号98)病斑直径大于4 cm,对胶孢炭疽菌表现极敏感性;其余60份核桃果实病斑直径差异不等,对胶孢炭疽菌表现轻中度感染。

图3 胶孢炭疽菌接种8 d后编号1-50核桃果实病斑直径

图4 胶孢炭疽菌接种8 d后编号51-103核桃果实病斑直径

3 小结与讨论

炭疽病的发生和缺乏有效的防控技术是影响中国核桃产业发展的重要因素之一,核桃炭疽病主要由胶孢炭疽菌引起[8],是全球公认的第八类重要植物病原菌之一[16],已被国家林业局确定为林木有害微生物[17]。胶孢炭疽菌以半活养寄生的方式完成其致病过程,该病菌的特点是潜伏期长、发病时间短、暴发性强,主要对叶和果实进行侵染。室内接种胶孢炭疽菌能较好的排除田间环境因素的影响,最大程度保证条件一致,对筛选抗病核桃品种(系)和抗性物质具有重要参考价值[18]。本研究通过室内接种胶孢炭疽菌鉴定了103个核桃品种(系)对胶孢炭疽菌感染情况,结果表明,室内接种胶孢炭疽菌后第6 d,103份果实病斑表现出不同发病趋势,至第8 d呈现明显差异,表明室内接种胶孢炭疽菌可能存在一定缓冲期,鲁核1号、元林、中林1号、强特勒、鲁康8号、鲁康10号等40份核桃果实无明显病斑,高度抗病,梨园5号、梨园12号、下港薄皮3份核桃果实病斑直径大于4 cm,极敏感染病,此外,另60份核桃果实均有轻中度感染。依据试验结果,按照病斑大小、抗病性强弱对103份核桃果实进行了初步抗病性评价,研究结果可为核桃抗病性品种选育和炭疽病综合防治提供理论依据。