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甜瓜根腐病病原分离与抗源鉴定



全 文 :华北农学报· 2 0 1 0,2 5(4) :2 1 8 -2 2 0
收稿日期:2010 - 07 - 30
基金项目:北京市自然科学基金项目(5052012;6072012;6092008) ;国家自然科学基金项目(30871720)
作者简介:杨 颖(1984 -) ,女,天津南开人,在读硕士,主要从事甜瓜遗传学研究。
通讯作者:王建设(1966 -) ,男,宁夏青铜峡人,副研究员,博士,主要从事甜瓜遗传育种研究。
甜瓜根腐病病原分离与抗源鉴定
杨 颖1,2,耿丽华1,王建设1,宋晓华2
(1.北京市农林科学院 蔬菜研究中心,北京 100097;2.宁夏大学 农学院,宁夏 银川 750021)
摘要:近年来根腐病在厚皮甜瓜设施与露地栽培中普遍发生,危害严重。试验对厚皮甜瓜根腐病病样进行病原
菌分离和纯化,经培养、鉴定及致病性测定,证实分离的致病菌是甜瓜根腐病菌。以所获得的病原菌菌株作为菌种,
制备病原接种体,采用幼苗离体接种法,对 267 份薄皮甜瓜种质资源进行根腐病抗性评价,结果筛选出 16 份高抗和
20 份抗病种质资源,说明薄皮甜瓜种质资源中蕴藏着对改良厚皮甜瓜根腐病抗性有潜在利用价值的基因资源。
关键词:甜瓜;根腐病;病原分离;抗源鉴定
中图分类号:S652 文献标识码:A 文章编号:1000 - 7091(2010)04 - 0218 - 03
Isolation of Root Rot Pathogen and Resistance Evaluation of Melon Materials
YANG Ying1,2,GENG Li-hua1,WANG Jian-she1,SONG Xiao-hua2
(1. Beijing Vegetable Research Center,Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences,Beijing 100097,China;
2. Agronomy College,Ningxia University,Yinchuan 750021,China)
Abstract:Resent years Melon root-rotten (Cucumis melo)has been seriously happened in melon cultivation both
in greenhouse and in field. We collected the typical diseased plants,isolated and identified the pathogen,the result of
morphological investigations of the isolate from the diseased plants indicate that it is Fusarium solani (Mart.)Sacc.
that causes Melon root-rotten. Use this pathogen to evaluate the resistance of 267 melon materials in lab,using see-
ding inoculation method. The result shows that 16 materials obtained from 267 C. melo var. chinensis materials were
highly resistant to melon root-rotten;20 materials were resistant. The result of seeding inoculation indicate there are a-
vailable resistance resources in C. melo var. chinensis . This resistance resources could be used in melon root-rotten of
melon resistance breeding.
Key words:C. melo;Root-rotten;Pathogen isolation;Resistance evaluation
厚皮甜瓜是质优味佳深受人们喜爱的一种高档
瓜果,在我国栽培历史悠久。由于连作重茬,多种病
害危害日益加剧。甜瓜根腐病由腐皮镰孢菌(Fu-
sarium solani (Mart.)Sacc.)侵染引起,是一种典型
的根部病害,病原菌危害甜瓜根部表皮柔膜组织,不
侵害根部导管系统,在整个生育期都能侵染,虽然不
同发育阶段感病症状不同,但病株具有根部形成干
腐型根腐病斑和生长中后期叶片变黄的共同特点。
20 世纪 80 年代末,新疆喀什地区巴楚县首先发现
病株,90 年代初迅速传遍喀什地区各县市,以喀什
市及周围的疏附县和疏勒县危害最重,重病田发病
率达100%。目前,除喀什外,在吐鲁番、哈密、昌吉、
巴州田等地州均有发生[1]。山东费县因根腐病使
厚皮甜瓜减产 20%以上[2]。
国内外学者对甜瓜根腐病病原研究报道很少,
对甜瓜根腐病抗源鉴定、抗性遗传以及抗病基因等
位性关系研究未见报道。为了控制病害,在栽培措
施上强调轮作倒茬、清洁田园、合理施肥、高畦栽培、
适时适量浇水和用药剂处理土壤、种子、灌根和喷药
防治,这些方法有一定的防治效果,但实际操作有一
定的困难。相比之下,鉴定抗源、选育和推广抗病品
种是一条最安全、经济和有效的病害防御措施。本
试验展开甜瓜根腐病病原分离与抗源鉴定研究,旨
在为甜瓜抗根腐病育种奠定基础。
4 期 杨 颖等:甜瓜根腐病病原分离与抗源鉴定 219
1 材料和方法
1. 1 材料
1. 1. 1 病原分离 2008 年 8 月从国家蔬菜工程技
术中心四季青农场厚皮甜瓜大棚取病株,用常规方
法进行病原菌分离、纯化,并通过回接寄主鉴别分离
物的真伪。
1. 1. 2 抗源筛选 267 份薄皮甜瓜(C. melo var.
chinensis)材料由北京市农林科学院蔬菜研究中心甜
瓜育种室提供。
1. 2 方法
1. 2. 1 病原菌分离与鉴定
1. 2. 1. 1 分离与纯化 采用方中达[3]的组织分离
法和琼胶平板表面单孢子挑取法分别进行病原菌的
分离和纯化。
1. 2. 1. 2 致病性测定 将获得的分离物接种于 PSA
平板培养基上,28℃培养 10 d 左右,从培养基上刷
洗菌丝和孢子,制成孢子悬液,孢子浓度为 5 × 106
个 /mL,在厚皮甜瓜幼苗两片子叶展平时浸根 15
min 接种,温度保持在 23 ~ 28℃,以清水浸根为对
照。接种后每天观察,当接种植株发病后,从发病组
织上进行病原菌分离,比较前后分离物的形态特征,
以确定所得分离物是否是甜瓜根腐病病原菌。
1. 2. 1. 3 形态特征观察 将得到确认的病原菌接
种在 PSA 培养基上,25℃培养,7 d 后测量其直径,
观察其形态、色泽;用显微镜观察大、小分生孢子的
形态,并随机选大、小分生孢子各 50 个测量其大小;
挑取培养 2 ~ 3 d 的菌落边缘菌丝,在显微镜下观察
产孢细胞类型。根据 Booth C[4]的分类系统鉴定该
病原菌的种类。
1. 2. 2 接种体的制备 将已分离、纯化的菌种在
PSA 培养基上培养 7 d,将菌丝体切成边长为 0. 2
cm 的小块,移入 150 mL 三角瓶中,在 PS 培养基、
30℃、120 r /min 条件下振荡培养 7 d,用灭菌的双层
纱布过滤,滤液 3 000 r /min 离心 15 min,弃上清液,
将沉淀部分加适量无菌水,充分搅拌,用血球记数板
调整孢子浓度,制成 1 × 106个 /mL 的悬浮液,以备
接种使用。
1. 2. 3 种子预处理与发芽 先将供试种子用 10%
的 NaClO 溶液消毒 10 min,然后用无菌水洗净,置
于灭菌的培养皿,在 25℃ 培养间培养 5 d,准备
接种。
1. 2. 4 接种 采用幼苗离体接种法,在距子叶约 1
cm 处切断上胚轴,将幼苗置于预先准备好的孢子悬
浮液中,浸泡 30 min。抗性鉴定重复 3 次,每个重复
10 株幼苗。
1. 2. 5 病情调查与分级标准 每 5 d 观察发病情
况,记载发病程度。品种抗病性划分标准参考李树
德等[5]的标准,略有改动,分级标准见表 1。
表 1 甜瓜根腐病分级标准
Tab. 1 Lesion rating scale of root rot
C. melo var. chinensis
病级
Scale
分级标准
Rating scale
抗性水平
Resistance level
Ⅰ 幼苗子叶碧绿 高抗(HR)
Ⅱ 幼苗子叶呈黄绿色 抗 (R)
Ⅲ 幼苗子叶全部变黄 中抗(MR)
Ⅳ 幼苗全株呈水浸状或腐烂 感 (S)
2 结果与分析
2. 1 病原分离与鉴定
2. 1. 1 病原菌的分离和致病性测定 对甜瓜根腐
病病样进行分离纯化后获得 1 个分离物。用获得的
分离物进行甜瓜幼苗离体接种,25 d 后,接种植株
下部叶片黄枯,近根茎部出现褐色病斑,而对照植株
生长良好。对病株进行病原再分离,并对重新得到
的分离物进行培养、纯化和形态观察,结果与最初获
得的分离物相同,说明最初获得的分离物是甜瓜根
腐病病原。
2. 1. 2 病原菌形态与显微观察结果 在 PSA 培养
基上,菌落呈圆形,气生菌丝白色、绒状,有蓝色色
素,培养基背面呈乳白至黄褐色,菌落直径 5. 2 ~
5. 4 cm(图 1)。菌丝无色、平滑、分枝,具隔膜。小
型分生孢子肾形,大小为(4. 9 ~ 15. 0)μm × (2. 8 ~
4. 9)μm,大型分生孢子纺锤形、弯曲,两端较钝,顶
孢稍弯,多为 2 ~ 4 隔,大小为(22. 7 ~ 33. 6)μm ×
(4. 3 ~ 6. 6)μm(图 2) ;厚垣孢子球形至近球形,单
生或链生,顶生或间生,平滑,直径 5 ~ 12 μm;产孢
细胞在气生菌丝上长出,为长筒形单瓶梗(图 3)。
综上,依据 Booth《镰刀菌属》分类系统进行鉴
定,该病菌为腐皮镰孢菌(Fusarium solani(Mart.)
Sacc.) ,其分类地位为半知菌亚门(Deuteromycoti-
na)丝孢纲(Hyphomycetes)瘤座孢目(Tubercularia-
les)瘤座孢科(Tuberculariaceae)镰孢属(Fusarium)。
这与杨来新等[4]1997 年在新疆地区发病植株上分
离的甜瓜根腐病的病原菌相同。
2. 2 抗源鉴定
采用幼苗离体接种法接种 267 份不同薄皮甜瓜
种质资源,按照病情分级标准,在 4 种抗性类型中,
高抗(HR)材料 16 份,占供试材料的 6%;抗病(R)
材料 20 份,占供试材料的 7. 5%;中抗(MR)材料 45
220 华 北 农 学 报 25 卷
份,占供试材料的 16. 9%;感病(S)材料 186 份,占
供试材料的 69. 6%。说明薄皮甜瓜不同种质资源
对根腐病抗性存在质与量差异。
A.正面;B.背面。
A. Front;B. Back.
图 1 PSA 培养基上病原菌落
Fig. 1 Pathogen colonies on PSA
图 2 甜瓜根腐病菌大、小分生孢子
Fig. 2 Microconidia and macroconidia of
melon root-rotten pathogen
图 3 甜瓜根腐病菌分生孢子梗
Fig. 3 Conidia terrier of melon root-rotten pathogen
3 讨论
由于连作重茬,厚皮甜瓜根腐病发生早、蔓延
快、危害大、损失重,近年来,发展成为影响我国西北
露地哈密瓜和东部保护地厚皮甜瓜产量和质量的重
要病害之一。国内外学者对甜瓜根腐病研究很少,
以往主要与病症相似的其他根部病害展开比较研
究,以鉴定病原。Uematsu S[6] 报道 Monosporascus
cannonballus Pollack & Uecker 侵染引起甜瓜黑点根
腐病;Sumner D R[7]报道 F. oxysporum f. sp melonis
侵染引起甜瓜枯萎病(Fusarium wilt) ,Fusarium sola-
ni f. sp. cucurbitae 侵染引起南瓜的基腐病(Crown
and foot rot) ;Munnecke D E[8]报道 Pythium sp.造成
美国加州甜瓜成熟阶段的急速萎凋(Sudden wilt) ;
Pivonia 等[9]报道以色列南部甜瓜急性萎凋病株根
部最常分离到 Monosporascus sp、Pythium aphanider-
matum (Edson)Fitzp.、Rhizoctonia solani Kuhn、Ol-
pidiumsp.、Fusarium solani(Mart.)Sacc. 及 F. prolif-
eratum 等 5 种;在人工单独接种时,以 Monosporascus
sp.所造成的萎凋率(73%)较高,其他 4 种菌类所造
成的萎凋率(0 ~ 23%)较低;两菌复合接种时都较
单独接种者之萎凋率高,且以含有 Monosporascus
sp.所造成的萎凋率(80% ~ 97%)最高。本试验以
多年连作重茬的厚皮甜瓜大棚的病株为材料,进行
常规分离、纯化,并通过回接试验验证分离物为甜瓜
根腐病病原。
国内外有关甜瓜根腐病抗源鉴定研究至今未见
报道。抗病育种依赖于抗病基因的鉴定和利用。我
国是薄皮甜瓜的重要次级起源中心之一,具有极为
丰富的种质资源。由于厚皮甜瓜根腐病抗源贫乏,
期望能在薄皮甜瓜种质资源中找到抗源,以展开厚
皮甜瓜抗根腐病育种工作。为此,以 267 个不同薄
皮甜瓜种质资源为材料,采用幼苗离体接种法,结果
筛选出 16 份高抗(HR)、20 个抗病(R)抗源,说明
薄皮甜瓜种质资源中蕴含着优异的对改良厚皮甜瓜
根腐病抗性有潜在利用价值的基因资源。下一步将
着手分析抗源的遗传多态性,研究抗源的抗性遗传
规律和不同抗源携带的抗病基因的等位性关系,对
不同抗源基因展开分子标记定位研究,以期为我国
培育优质、多抗、专用、多样化的厚皮甜瓜新品种打
下良好的理论基础与材料基础。
参考文献:
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