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苜蓿根和根颈腐烂病病原致病性及品种抗病性研究



全 文 :*植保系 2002届毕业生董云霞 、王东红参与部分工
作 ,特此致谢
收稿日期:2002-04-02;修订日期:2002-05-20
基金项目:科技部“甘肃黄土高原退耕还草生态恢复和
草畜产业化技术开发与示范”项目(2000_k01_04_01)资助
作者简介:李敏权(1962),男 ,甘肃宁县人 , 副教授 , 博
士 , 1983年毕业于甘肃农业大学 ,主要从事植物病理学教
学与研究 ,先后荣获省 、厅级科技进步奖 6项 ,发表论文 25
篇 ,参编专著 2部.
苜蓿根和根颈腐烂病病原致病性及品种抗病性研究*
李敏权
(甘肃农业大学植保系 ,甘肃 兰州 730070;)
摘要:用室内试管苗人工接种方法对苜蓿根和根颈腐烂病的 3 个致病镰刀菌的致病性及 20
个苜蓿品种的抗病性进行了测定。结果表明 , 尖孢镰刀菌的 7 个分离物 、锐顶镰刀菌的 4 个分离
物和半裸镰刀菌的 5 个分离物都对苜蓿具有致病性 ,但致病性有差异;20 个苜蓿品种幼苗测定 , 各
品种对根和根颈腐烂病的抗性间存在差异 ,其中抗性较强的有维拉(Verla)、德福(Derful)、巨人 201
(Ameristand 201)、草原 2 号(Caoyuan 2)、塞特(Sitel)、阿尔冈金(Algongum)、图牧 2 号(Tumu 2)、甘
农 2 号(Gannong 2)。
  关键词:苜蓿;根和根颈腐烂病;镰刀菌;致病性;抗病性
  中图分类号:S435.4  文献标识码:A  文章编号:1000-6311(2003)01-0039-05
Comparative Pathogenicity of Isolates of Fusarium spp and Cultivars Resistance in Al-
fal fa.LI M in-quan (Gansu Agricul tural University , Lanzhou , 730070 , China):
Grassland of China , No.1 ,2003 ,pp.39 ~ 43.
Abstract:Twenty cultivars of alfalfa w ere artificially inoculation with several isolates of
Fusarium oxysporum .Four isolates of F .acum inatum and five isolates of F .
semi tectum .All of isolates originated from alfalfa in Dingxi , Gansu , China.Isolates of
species were generally similar in virulence , the isolates of the specie differed in virulence
also.Alfalfa cultivars dif fered in resistanceability .Cultivars of Verla , Derful , Ameris-
tand 201 Caoyuan 2 , Sitel Algongum , Tumu 2 , Gannong 2 expressed most resistance-
ability to crow n and root ro t of alfalfa.
Key words:Alfalfa;Crown and root rot;Fusarium spp;Pathogenicity;Resistance
  苜蓿(Medicago Sat iva L.)根和根颈腐
烂病(Crown and Root Rot)在全世界各苜蓿
种植区发生普遍 ,是苜蓿生产上的一个重要
病害 。各国学者对于该病的病原进行了大量
的研究(Л.С.АНТОНОВa , 1985 ,W.Uddin.
etal.1991等),一般认为该病的病原较为复杂 ,
但多与镰刀菌(Fusarium spp.)有关[ 1 ,2] 。
作者对甘肃定西苜蓿根和根颈腐烂病的病原
研究认为是三种镰刀菌。关于该病的防治 ,
—39—
第 25卷 第 1期            中 国 草 地            2003 年 1 月
Vol.25 No.1              Grassland of China             Jan .2003
目前认为最有效的是抗病品种的筛选和选
育 ,国外在这方面做了许多研究(J.E.Miller_
Garvin et al.1994;R.Salter et al.1994;C.Richard
et al.1980;G Emberger ,et al.1983)[ 3 ,4 ,5 ,6] 。关于
病原镰刀菌的致病性研究方面 , K.T .Leath
et al.(1978)研究了几种镰刀菌对八种牧草
的致病性和寄主范围后认为 ,苜蓿是中度感
病的[ 7] 。R.Michad et al.(1985)在加拿大魁
北克地区评价了 14个苜蓿品种对根和根颈
腐烂病的田间抗性及其抗性差异。本文将研
究报道:(1)引起甘肃中部干旱地区苜蓿根和
根颈腐 烂病的尖 孢镰 刀菌 (Fusarium
oxysporum )、锐顶镰刀菌(F.acum inatum)
和半裸镰刀菌(F.sem itectum)的不同分离
物对苜蓿的致病性;(2)采用室内试管苗接种
技术评价该地区栽培的 20 种中外苜蓿品种
的抗病性 。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌株
由甘肃农业大学植保系植物病理研究室
提供 ,从田间发病表现典型症状的植株根部
分离 ,经单孢分离纯化得到 ,其中尖孢镰刀菌
菌株 7个 ,锐顶镰刀菌菌株 4个 ,半裸镰刀菌
菌株 5个 。
1.1.2 供试品种
由甘肃省草原生态研究所和甘肃农业大
学草业学院提供(详见表 2)。
1.2 方法
1.2.1 病原菌致病性测定
采用试管苗接种法。选用无病种子 ,以
纸卷育苗法育苗 ,待两片子叶展开后移至装
有营养液的试管中 ,每管 5苗 ,置培养架培养
至两片真叶时即可接种。接种时将活化培养
7d的病原菌分离物 ,每皿加水 45ml ,连同培
养基切碎 , 制成悬浮液 , 将供试小苗浸根
5min ,同时每试管接种悬浮液 3ml ,每天观察
记载发病情况 ,以无菌水为对照 ,试验设三次
重复。供试品种为感病品种德宝(Derby)。
发病以颈基严重缢缩 、茎叶枯死为标准 。
1.2.2 品种抗病性测定
以供试的 20 个品种和致病性较强的 8
号菌(F.oxysporum)、1号菌(F.acuminatum)
和 9号菌 (F .semitectum)为材料试验 ,育
苗和接种方法同上 。试验设三次重复。以各
品种接种发病后的存活率比较其抗病性强
弱。
表 1 不同分离物在德宝上的相对致病性比较
Table 1 Relative virulence of isolates of Fusarium
on alfalfa cultivars Derby
分离物 接种苗数 发病菌数 发病率(%)
尖孢镰刀菌
JF08
JF03
JF04
JF11
JF13
JF14
JF15
总 total
锐顶镰刀菌
JF01
JF05
JF06
JF12
总 total
半裸镰刀菌
JF07
JF09
JF17
JF37
JF43
总 total
对照 CK1
对照 CK2
总 total
 
7
14
12
6
13
14
15
81
 
10
11
11
6
38
 
8
9
13
12
12
52
12
12
24
 
7
8
5
3
6
5
10
44
 
8
5
5
4
22
 
3
8
6
6
7
27
2
2
4
 
100  
57.1
47.1
50 
46.2
35.7
66.7
54.3
 
80 
45.5
45.5
66.7
57.9
 
37.5
88.9
46.2
50 
33.3
51.9
16.7
16.7
16.7
  注:表中数据为接种第 11d 的统计数;试验温度为
26℃;分离物编号是实验时的标识号码。
—40—
中国草地 2003 年 第 25卷 第 1期
2 结果与分析
2.1 不同病原分离物的致病性
每个菌中各分离物的相对致病性有差
异 ,但三种病原菌之间的相对致病性差异不
大(表 1)。这种现象与 G.Emberger(1983)
在测定尖孢镰刀菌苜蓿专化型(F.oxyspo-
rum f .sp.medicaginis)引起的苜蓿镰刀菌
枯萎(Fusarium wilt)的病原毒性试验中相
似。其原因有待于进一步研究 。尖孢镰刀菌
的 7个分离物中 8号分离物的相对致病性最
强(发病率 100%);14 号分离物的相对致病
性最弱(发病率 35.7%)。锐顶镰刀菌的 4
个分离物中 1 号分离物的相对致病性最强
(发病率 80%),而 5号 、6号分离物的相对致
病性最弱(发病率 45.5%)。半裸镰刀菌的 5
个分离物中 9 号相对致病性最强(发病率
88.9%),而 43号最弱(发病率 33.3%)。
2.2 品种间抗病性比较
由表 2可见 ,人工接种后 ,从第 7d开始
陆续发病 , 9d 各品种已全部发病 ,从第 11d
开始幼苗已开始大量死亡 ,有些品种已接近
全部死亡 。所以 ,室内幼苗接种以 9 ~ 11d的
时间为评价品种的适宜时间。
从表 3可见 ,各品种间的幼苗存活数(抗
病性)之间有一定的差异 ,在品种 、病原组合
间虽有差异 ,但不很明显 。从本实验来初步
判断 ,接种后 9d 存活率在 75%以上为高抗
品种 ,接种 9d 后存活率在 25%~ 75%的为
中度抗病品种 ,存活率在 25%以下的为感病
品种 。由于样品数量较小 ,故没有进行统计
学分析。综合表 2 、表 3 、表 4结果来看 ,抗性
较强的品种有维拉(Verla)、德福(Derful)、巨
人201(Ameristand 201)、草原 2号(Caoyuan
2)、塞特(Sitel)、阿尔冈金(Algongum)、图牧
2号(Tumu 2)、甘农 2号(Gannong 2)。
表 2 尖孢镰刀菌接种时间与抗病性
品  种 来  源
接种时间(d)
7
总苗数 存活数 存活率(%)
9
总苗数 存活数 存活率(%)
11
总苗数 存活数 存活率(%)
维 拉
德 福
巨人 201
草原 2号
塞 特
阿尔冈金
图牧 2号
甘农 2号
金皇后
三德利
柏拉图
甘农 3号
新疆大叶
公农 2号
龙牧 801
德 宝
陕 北
庆 阳
晋 南
牧歌 401
丹麦
荷兰
美国
中国
荷兰
加拿大
中国
中国
加拿大
荷兰
 
中国
中国
中国
中国
荷兰
中国
中国
中国
美国
15
15
15
14
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
14
15
13
15
15
15
15
15
15
15
15
15
12
13
13
11
7
15
12
9
15
3
100  
100  
100  
100  
100  
100  
100  
100  
100  
100  
86.7
86.7
86.7
80.0
73.3
100  
80.0
50.0
64.3
20.0
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
14
14
15
15
14
14
13
12
12
11
11
10
10
10
10
10
9
9
8
8
1
1
2
100  
93.3
93.3
86.7
80.0
80.0
73.3
73.3
66.7
66.7
66.7
66.7
66.7
60.0
60.0
53.3
46.7
21.4
21.4
13.3
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
14
14
15
15
10
14
9
11
8
5
9
10
5
8
5
7
8
8
4
6
3
1
1
100  
66.7
93.3
60.0
73.3
53.3
33.3
60.0
66.7
33.3
53.3
33.3
46.7
53.3
53.3
26.7
40.0
21.4
7.1
6.7
  注:表中数据为接种第 9d的统计数。
—41—
李敏权 苜蓿根和根颈腐烂病原致病性及品种抗病性研究
表 3 三种镰刀菌混合接种时间与抗病性
品  种
接 种 时 间 (d)
7
总苗数 存活数 存活率(%)
9
总苗数 存活数 存活率(%)
11
总苗数 存活数 存活率(%)
维 拉
德 福
巨人 201
草原 2号
塞 特
阿尔冈金
图牧 2号
甘农 2号
金皇后
三德 利
柏拉图
甘农 3号
新疆大叶
公农 2号
龙牧 801
德 宝
陕 北
庆 阳
晋 南
牧歌 401
10
15
15
15
15
15
15
15
13
14
15
15
15
15
15
15
14
14
14
14
10
13
15
15
15
14
12
13
11
9
15
15
11
12
13
14
4
9
12
12
100  
86.7
100  
100  
100  
93.3
80.0
86.7
84.6
64.3
100  
100  
73.3
80.0
86.7
93.3
28.6
62.3
85.7
85.7
10
15
15
15
15
15
15
15
13
14
15
15
15
15
15
15
14
14
14
14
9
11
13
14
15
13
7
12
9
1
11
11
8
9
11
8
2
8
8
11
90 
73.3
86.7
93.3
100  
86.7
46.7
80.0
69.2
7.1
73.3
73.3
53.3
60.0
73.5
53.3
14.3
57.1
57.1
78.6
10
15
15
15
15
15
15
15
13
14
15
15
15
15
15
15
14
14
14
14
8
5
12
13
14
8
0
9
7
0
8
7
8
6
9
5
0
6
4
10
80.0
33.3
80.0
86.7
93.3
53.3
0 
60.0
53.8
0 
53.3
46.7
53.3
43.6
60.0
33.3
0 
42.9
28.6
71.4
表 4 不同品种的相对抗病性比较
品  种
尖孢镰刀菌
总苗数 存活数 存活率(%)
锐顶镰刀菌
总苗数 存活数 存活率(%)
半裸镰刀菌
总苗数 存活数 存活率(%)
混合菌
总苗数 存活数 存活率(%)
维 拉
德 福
巨人 201
草原 2号
塞 特
阿尔冈金
图牧 2号
甘农 2号
金皇后
三德利
柏拉图
甘农 3号
新疆大叶
公农 2号
龙牧 801
德 宝
陕 北
庆 阳
晋 南
牧歌 401
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
14
14
15
15
14
14
13
12
12
11
11
10
10
10
10
9
9
8
8
7
3
3
2
100  
93.3
93.3
86.7
80.0
80.0
73.3
73.3
66.7
66.7
66.7
66.7
60.0
60.0
53.3
53.5
46.7
21.4
21.4
13.3
15
5
14
15
7
5
10
13
11
4
7
5
14
11
6
10
13
 
4
5
6
1
13
8
4
3
6
5
5
0
2
1
9
10
1
7
7
 
0
4
40.0
20.0
92.9
53.3
57.1
60.0
60.0
38.5
45.5
0 
28.6
20.0
64.3
90.9
16.7
70.0
53.8
 
0 
80.0
15
4
14
14
4
6
11
9
14
6
7
4
11
12
5
14
10
 
4
8
7
1
8
7
2
0
5
7
5
2
0
1
3
5
1
10
4
 
2
3
46.7
25.0
57.1
50.0
50.0
0 
45.5
77.8
35.7
33.3
0 
25.0
27.3
41.7
20.0
71.4
40.0
 
50.0
37.5
10
15
15
15
15
15
15
15
13
14
15
15
15
15
15
15
14
14
14
14
9
11
13
14
15
13
7
12
9
1
11
11
8
9
11
8
2
8
8
11
90.0
73.3
86.7
93.3
100  
86.7
46.7
80.0
69.2
7.1
73.3
73.3
53.3
60.0
73.5
53.3
14.3
57.1
57.1
78.6
—42—
中国草地 2003 年 第 25卷 第 1期
3 讨论
3.1 关于苜蓿对根和根颈腐烂病的抗病性鉴
定方法 , 前人已做了大量的研究工作 , C.
Richard et al(1980)通过大田和温室移栽人工
接种的方法 ,筛选评价苜蓿的抗病性 ,并用杂
交的方法试图改进和提高品种的抗病性[ 4] 。
R.Mchand et al(1985)用十二级病害分级标准
研究了在大田自然接种条件下评价品种抗病
性 ,并探讨了品种干物质产量及不同生态条件
与病害的关系[ 11] 。其后 , J.E.Miller_Garvin et
al.(1994)[ 3] , R.Salter , et al.(1994)[ 5] ,R.G.
Pratt et al.(1995)[ 9]等亦在大田和温室条件下
通过人工接种来评价品种的抗病性 ,并用杂交
的方法探索了抗性的遗传关系。本文所采用
的室内试管苗营养液培养鉴定的方法 ,目前尚
未见到过类似研究报道 ,为快速 、批量鉴定种
质抗性提供了新的途径。
3.2 关于镰刀菌不同分离株系的毒性比较研
究 ,前人亦有探索 , 但做为专门研究 , K.J.
Leath et al.(1978)[ 7]从寄主范围的角度研究了
分别从白三叶草(Trifolium subterranneum)、
苜 蓿 (Medicago sativa)、 鸭 茅 (Dactylis
glomerata)、小冠花草(Coronilla varia)、牛角
花草(Lotus corniculatus)等牧草上分离的尖
孢镰刀菌(F.oxysporum)、粉红镰刀菌(F .
roseum)、茄镰刀菌(F .solani)及串珠镰刀菌
(F.moniliforme)的相互致病性。G.Emberger
et al.(1983)[ 10]报道孢镰刀菌苜蓿专化型(F .
oxysporum F.sp.medicaginis)对不同苜蓿品
种引起枯萎的毒性。在苜蓿上关于病原菌毒
性的研究还有 R.G.Prat t et al.(1995)[ 9]对丝
核菌(Sclerotinia sp)的 5个株系的毒性比较;
J.G.Stutz et al.(1983)[ 8]用两个镰刀菌种对红
三叶幼苗的致病性研究 。本文关于三种镰刀
菌病原对苜蓿品种的致病性研究 ,目前尚未见
到过相关报道。
3.3 关于苜蓿对根和根颈腐烂病抗病性的
评价标准 ,不同的学者采用不同的试验条件
和方法 ,提出了多个标准[ 1~ 11] ,这些标准和
方法尚有待于进一步规范和研究。
3.4 D.W.Kalb et al.(1994)报道 ,苜蓿真
菌性根和根颈腐烂病与三叶草根象虫
(Sitona hispidulus)造成的伤口有关[ 10] 。另
外 ,由于苜蓿是杂合四倍体 ,因此从理论上讲
对种质抗病性的评价应保持较大的群体 ,其
具体指标及其操作规范有待于进一步研究。
参考文献:
[ 1 ]  Л.C.AHTOHOBa(党清正译).苜蓿根腐病的病原
菌[ J] .国外畜牧学———草原与牧草 , 1986 ,(5):18.
[ 2 ]  Uddin W , T R Knous.Fusarium species associated
wi th crow n rot of Alfalfa in Nevada[ J] .Plant Dis ,
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