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剑麻种质资源斑马纹病抗性鉴定及评价



全 文 :剑麻是中国热带地区重要的经济作物, 中国
的剑麻单产是世界平均水平的 4 倍以上, 居第 1
位。 剑麻在促进热区农业结构调整, 增加农民收
入及促进出口创汇方面发挥着重要作用 [1-2]。 剑麻
斑马纹病 (Agave zebra disease)是由烟草疫霉菌
(Phytophthora nicotianae)引起的真菌病害 , 中国
从20 世纪 60 年代从东非引进优良品种 H.11648,
70 年代初即在广东东方红农场发生斑马纹病并暴
发流行 , 病区面积 400 多 hm2, 发病率达 7% ,
经济损失 100 多万元 [3], 以后都有不同程度地发
生于各个植麻区 , 严重影响剑麻的生产 [4-8], 由
于病菌的卵孢子或厚垣孢子可以在土壤中长期存
活, 一般的方法很难根除该病, 所以抗病育种是
防治剑麻斑马纹病的重要途径 [9], 而种质的抗病
性鉴定是抗病育种的一项重要工作。 对于剑麻斑
马纹病的抗性鉴定研究还鲜有报道, 本文对斑马
纹病的抗性鉴定方法进行了研究, 并对多个剑麻
种质的抗病性进行了测定评价, 以促进剑麻抗病
种质的筛选 , 为剑麻的抗病育种奠定良好的基
础。
热带作物学报 2014, 35(4): 640-643
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2013-05-31 修回日期 2014-01-06
基金项目 现代农业产业技术体系建设专项资金资助(No. CARS-19)。
作者简介 赵艳龙(1968 年—), 男, 本科, 高级农艺师; 研究方向: 热带作物病虫害综合防治。 *通讯作者(Corresponding author): 周文钊
(ZHOU Wenzhao), E-mail: zwenzhao@163.com。
剑麻种质资源斑马纹病抗性鉴定及评价
赵艳龙, 周文钊 *, 陆军迎, 张燕梅, 杨玉梅, 何衍彪, 常金梅, 李国平
中 国 热 带 农 业 科 学 院 南 亚 热 带 作 物 研 究 所
海南省热带园艺新产品采后生理与保鲜重点实验室 广东湛江 524091
摘 要 通过大田鉴定与室内鉴定相结合的方法, 对 18 份剑麻种质资源的抗病性进行了测定评价。 结果表明:
H.11648、 K1、 K3 属于高感种质; 普通剑麻、 粤西 114、 东 109、 东 5、 东 74、 东 16、 南亚 2 和灰叶剑麻为中
感种质; K2 在大田鉴定为高感, 而在室内鉴定为中感; 广西 76416、 银边假菠萝麻为中抗种质; 马盖麻为高抗
种质; 南亚 1 号大田鉴定为高抗种质, 而室内鉴定为免疫种质; 无刺番麻和番麻为免疫种质。
关键词 剑麻; 斑马纹病; 抗性鉴定; 评价
中图分类号 S563.8 文献标识码 A
Identification and Evaluation of Resistance to
Zebra Disease of Sisal Germplazm
ZHAO Yanlong, ZHOU Wenzhao*, LU Junying, ZHANG Yanmei,
YANG Yumei, HE Yanbiao, CHANG Jinmei LI Guoping
South Subtropical Crops Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences
/Key Laboratory of Hainan Province for Postharvest Physiology and Preservation of Tropical
Horticultural Products, Zhanjiang, Guangdong 524091, China
Abstract The resistance to zebra disease of 18 sisal germplasms were identified and evaluated by inoculation
with Phytophthora nicotianae in the greenhouse and field. The results showed that H.11648, K1 and K3 were
highly susceptible to P. Nicotianae; Agave sisal, YueXi114, Dong109, Dong5, Dong74, Dong16, Nanya2 and Agave
fourcroydes were moderately susceptible to P. Nicotianae; K2 was highly susceptible in the field, while was
moderately susceptible in the greenhouse. Guangxi76416 and A. angustifolia var. marginata Frel. had a moderate
resistance to P. nicotianae; A. cantala Roxb. had a high resistance, A. americana L. and A. americana var. rmis
were immune to P. nicotianae, Nanya1 had a high resistance in the greenhouse, while was immune to P.
nicotianae in the field.
Key words Sisal; Zebra disease; Resistance identification; Resistance evaluation
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.04.005
第 4 期 赵艳龙等: 剑麻种质资源斑马纹病抗性鉴定及评价
种质名称 来源 种质名称 来源
H.11648 坦噶尼喀 K2 肯尼亚
普通剑麻 墨西哥 K3 肯尼亚
番麻 墨西哥 灰叶剑麻 墨西哥
无刺番麻 东方红农场农科所 马盖麻 墨西哥
粤西 114 南亚热带作物研究所 银边假菠萝麻 墨西哥
南亚 1 号 南亚热带作物研究所 东 5 东方红农场农科所
南亚 2 号 南亚热带作物研究所 东 74 东方红农场农科所
广西 76416 广西亚热带作物研究所 东 109 东方红农场农科所
K1 肯尼亚 东 16 东方红农场农科所
表 1 参试种质及来源
Table 1 The tested germplazms and source
种质 病情指数 抗性评价
K2 81.6 HS
K1 78.2 HS
H.11648 78.1 HS
粤西 114 63.2 MS
南亚 1 号 22.4 HR
表 2 剑麻种质大田抗病性测定结果
Table 2 Results of resistance measurement
of sisal germplazms in the field
1 材料与方法
1.1 材料
植物材料: 来自中国热带农业科学院南亚热带
作物研究所的剑麻种质圃, 供试种质有 18 个, 见
表 1。
病原菌: 本试验所用菌株采自广东省农垦方红
农场农科所剑麻园。 以常规组织分离法从剑麻斑马
纹病病株分离病原物并纯化。 按柯赫氏法则验证并
鉴定确认为烟草疫霉菌后保存, 选致病力强的菌株
备用。
1.2 方法
1.2.1 不同剑麻种质资源大田抗病性测定 选取
H.11648、 粤西 114、 南亚 1 号、 K1、 K2, 每份种
质 25 株, 各株叶片至少 20片以上, 大小一致, 按
随机区组设计, 于雨季来临前的 4月份种植于地势
低洼易积水的剑麻斑马纹病重发区, 重复 3次。 试
验地点为广西东方农场, 2012 年 4月种植。
雨季过后, 于当年 10 月, 调查各种质的发病
情况(包括有无病斑及病情扩展程度), 计算病情指
数。 病情分级标准参照行业标准《龙舌兰麻抗病性
鉴定技术规程》[10]: 0 级-无病; 1 级-叶片有病斑;
2级-叶片基部出现病斑; 3级-茎腐或轴腐。
1.2.2 剑麻不同种质室内抗病性测定 接种方法:
采用叶面针刺法接种。 每株于不同方向选取种苗中
下部的叶片 3 片, 先用 70%酒精棉球擦拭叶片表
面进行消毒后, 再用灼烧灭菌后冷凉的大头针在距
离叶基部 10 cm处将叶片正面的表皮刺破, 将菌饼
的菌丝生长面贴在针刺的位置, 用无菌湿棉花覆盖
菌饼保湿, 48 h后除去棉花及菌饼, 继续在温度为
25~30℃, 湿度 80%以上的条件下培养。
以 K1、 K2、 K3、 番麻 、 无刺番麻 、 普通剑
麻、 灰叶剑麻、 马盖麻、 银边假菠萝麻、 东 74、
东 5、 东 109、 东 16、 南亚 2 号、 南亚 1 号、 H.
11648、 粤西 114、 广西 76416 等 18 个种质为试
材, 每份种质各 3 株, 3 次重复。 分别按上述方法
进行接种并培养。 7 d 后, 调查发病情况, 并计算
病情指数。 病情分级标准参照行业标准《龙舌兰麻
抗病性鉴定技术规程》[10]: 0 级-叶片无病斑; 1 级-
叶片出现病斑, 但不扩展; 2 级-叶片出现病斑并
向外扩展; 3 级-叶片病斑向叶基部扩展达 5 cm 以
上; 4级-病斑扩展到叶基部或茎部。
1.3 实验数据计算及抗病性评价方法
病情指数=Σ(病级叶片数×代表级值)×100/调
查总叶片数×发病的最高级别值
抗病等级的划分:
免疫(Immune,Ⅰ) 病情指数=0
高抗(Highly Resistant, HR)0<病情指数≤25
中抗(Middle Resistant, MR)20<病情指数≤50
中感(Middle Susceptible, MS)50<病情指数≤75
高感(Highly susceptible, HS)75<病情指数
2 结果与分析
2.1 剑麻不同种质大田抗病性测定结果
大田抗病性测定结果见表 2, 从表 2 中可以看
出, K1、 K2 和 H.11648 的病情指数都超过了 75,
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第 35 卷热 带 作 物 学 报
种质 病斑长度/cm 病情指数 抗性评价 种质 病斑长度/cm 病情指数 抗性评价
K1 7.2 75.9 HS 普通剑麻 5.7 60.9 MS
K3 6.9 75.9 HS 灰叶剑麻 5.2 54.6 MS
H.11648 7.4 75.9 HS 东 109 5.3 51.2 MS
南亚 2 6.8 74.1 MS 银边假菠萝麻 4.1 50.0 MR
东 16 6.8 72.0 MS 广西 76416 3.9 49.0 MR
K2 6.4 71.2 MS 马盖麻 2.0 24.1 HR
东 5 6.6 69.8 MS 番麻 0.0 0.0 I
东 74 6.6 69.4 MS 无刺番麻 0.0 0.0 I
粤西 114 5.7 66.7 MS 南亚 1 号 0.0 0.0 I
表 3 剑麻种质室内抗病性测定结果
Table 3 Results of resistance measurement of sisal germplazms in the greenhouse
都属于高感种质, 粤西 114 病情指数为 63.2, 属中
感种质, 而南亚 1号病情指数低, 为 22.4, 属于高
抗种质。
2.2 剑麻不同种质室内抗病性测定结果
表 3 列出了室内抗病性测定结果 ,从表 3 可以
知道, K1、 K3、 和 H.11648 病情指数为 75.9, 属
于高感种质; 南亚 2 号、 东 16、 K2、 东 5、 东 74、
粤西 114、 普通剑麻、 灰叶剑麻、 东 109 病情指数
分别为 74.1、 72.0、 71.2、 69.8、 69.4、 66.7、 60.9、
54.6、 51.2, 均属于中感种质; 银边假菠萝麻、 广
西 76416 病情指数分别为 50.0、 49.0, 属于中抗种
质; 马盖麻病情指数为 24.1, 属于高抗种质; 而番
麻、 无刺番麻、 南亚 1 号病情指数为 0.0, 都是免
疫种质。
其中: K1、 K2、 K3 是近年从国外引进的种
质, 抗病性鉴定结果表明, 它们都是感病种质; 南
亚 1号是由南亚热带作物研究所 20世纪 90 年代育
成, 经过多年的试验证明其纤维产量与当家品种
H.11648 接近, 本次试验再次证明南亚 1 明显比当
家品种抗病, 具有较好的潜力。
从上述结果可见, 有个别种质的抗病性大田鉴
定与室内鉴定结果有一定差异, 如 K2 大田鉴定为
高感, 而室内鉴定为中感, 南亚 1号大田鉴定为高
抗, 室内鉴定为免疫。 但其相对抗病性强弱都是一
致的
3 讨论与结论
在抗病性鉴定研究中,大多采用大田鉴定与室
内鉴定相结合的方法,室内鉴定采用致病力强的菌
株才具有较好的筛选效果 [11-12]。 而室内鉴定以活体
接种最能反映其本身的抗病性, 对于大量鉴定材
料, 也有采用离体接种进行室内鉴定的报道 [13]。 本
研究也是以致病力强的菌株接种, 采用室内活体接
种与大田鉴定相结合的方法, 对 18 份剑麻种质的
抗病性进行了鉴定与评价。
大田鉴定与室内鉴定的结果基本相符, 只有个
别的结果不一致, 如 K2 大田鉴定为高感, 而室内
鉴定为中感, 粤西 114 大田鉴定为中感, 而室内鉴
定为中抗, 南亚 1号大田鉴定为高抗, 室内鉴定为
免疫。 可能是因为大田的环境如湿度更适合斑马纹
病的发生与扩展, 所以表现得严重一些。 另外, 病
原菌不同的生理小种或者致病力强弱不同的菌株接
种, 都可能引起实验室鉴定结果的差异, 本文中大
田鉴定与室内鉴定的结果不完全相同, 可能与此有
关, 今后应该采集不同剑麻生产区的病菌并以致病
力强的菌株接种, 可能鉴定结果更加准确。 总之,
鉴定抗病性, 不但要根据病情指数, 还要综合考虑
各方面的因素, 如参鉴种质是否一致、 接种病原菌
致病力强弱、 温湿度的控制以及大田鉴定与室内鉴
定相结合等等, 并要通过多次重复的试验才能得到
准确的结论。
关于剑麻抗病性鉴定的报道 [14-17], 只是做了定
性评价, 而陈河龙等[18]的报道中,鉴定结果与本研究
有出入, 如普通剑麻本文鉴定为中感, 而前者鉴定
为高感, 这是因为二者的鉴定方法与标准不同造成
的, 因此, 笔者建议, 为避免造成混乱, 对于剑麻
斑马纹病的抗病性鉴定, 最好采用农业行业标准中
的方法[10]。
本研究运用前人的鉴定方法, 首次对多种剑麻
的抗病性进行了比较系统与科学的鉴定与评价, 研
究结果初步揭示了目前中国部分剑麻种质的抗病特
性, 为下一步进行的剑麻抗病遗传规律及分子育种
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第 4 期
研究打下了重要的基础。 另外, 还有很多剑麻种质
的抗病性没有被鉴定, 有待进一步研究。
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责任编辑: 黄 艳
赵艳龙等: 剑麻种质资源斑马纹病抗性鉴定及评价 643- -