全 文 ：农学学报 2012,2(03):13-16
Journal of Agriculture
0 引言
棉花黄萎病是毁灭性的世界性病害，对棉花产量
影响极大。虽然国内外学者已开展了黄萎病菌致病力
分化[1-5]、致病机理[6-9]、抗性遗传[10-13]等研究工作，但由于
陆地棉栽培种缺乏可利用的抗病种质资源，使得抗黄
萎病育种进展较为缓慢，而解决这一问题的关键是发
掘新的抗源种质。
棉花种质资源，包括棉属的栽培种、陆地棉半野生
种系、野生种及近缘植物。在中国，一些学者对棉属内
不同种（野生棉、海岛棉、陆地棉、中棉）的黄萎病抗性
基金项目：国家自然科学基金“棉花抗黄萎病相关基因功能鉴定与表达分析”(30871562)。
第一作者简介：李志坤，男，1979年出生，河北唐山人，讲师，博士，从事棉花遗传育种研究。通信地址：071001河北省保定市河北农业大学农学院，
Tel：0312-7520154，E-mail：lzhk@hebau.edu.cn。
通讯作者：马峙英，男，1958年出生，河北新乐人，教授，博士，棉花遗传育种。通信地址：071001 河北省保定市河北农业大学农学院，Tel：
0312-7528401，E-mail：mzhy@hebau.edu.cn。
收稿日期：2011-07-13，修回日期：2011-12-30。
芙蓉葵的黄萎病抗性鉴定
李志坤，刘 坤，张 艳，张桂寅，吴立强，王省芬，马峙英
（河北农业大学/华北作物种质资源教育部重点实验室/河北省作物种质资源重点实验室，河北保定 071001）
摘 要：为挖掘抗棉花黄萎病菌新种质，进而为棉花抗黄萎病育种提供有益基因资源。以芙蓉葵
(Hibiscus moscheutos L.)、‘中棉所8号’和Pima90-53为材料，采用蛭石育苗和无菌育苗2种方法，对其黄
萎病抗性进行了鉴定。结果表明，采用蛭石育苗，芙蓉葵表现出高抗黄萎病，病情指数为7.69，其抗性优
于抗病的海岛棉品种‘Pima90-53’。陆地棉品种‘中棉所8号’表现出感病性状。采用无菌育苗，芙蓉葵
黄萎病抗性优于海岛棉品种‘Pima90-53’。2种抗性鉴定方法中，均不能从接菌培养的芙蓉葵分离出黄
萎病菌。说明芙蓉葵具有高抗棉花黄萎病的特性。
关键词：芙蓉葵；陆地棉；海岛棉；黄萎病；抗性鉴定
中图分类号：S682.1+62 文献标志码：A 论文编号：2011-0534
Identification of Verticillium Wilt Resistance of Hibiscus moscheutos L.
Li Zhikun, Liu Kun, Zhang Yan, Zhang Guiyin, Wu Liqiang, Wang Xingfen, Ma Zhiying
(Agricultural University of Hebei/North China Key Laboratory for Crop Germplasm Resources of Education Ministry/
Key Laboratory for Crop Germplasm Resources of Hebei, Baoding 071001, Hebei, China)
Abstract: Hibiscus moscheuto L. and two cotton varieties (‘Zhongmiansuo 8’and‘Pima90-53’), were
involved to identify the disease resistance of verticillium wilt by two methods (vermiculite- and
sterile-seedling) for finding out the new germplasm of disease resistance of verticillium wilt and utilizing the
resistance genes of verticillium wilt. It is found that Hibiscus moscheutos possessed high disease resistance
with the disease index of 7.69, and its disease resistance was better than‘Pima90-53’.‘Zhongmiansuo 8’
was sensitive to the disease of verticillium wilt using vermiculite seeding method. The disease resistance of
Hibiscus moscheutos was also better than‘Pima90-53’by sterile-seedling method. The Verticillium dahliae
couldn’t be obtained from the infected Hibiscus moscheutos between the two methods. So, the Hibiscus
moscheutos was highly resistance to verticillium wilt. These results would offer important theoretical basis for
the utilization of the resistance genes of Hibiscus moscheutos in the molecular resistance breeding of cotton.
Key words: Hibiscus moscheutos L.; Gossypium hirsutum; Gossypium barbadense; Verticillium Wilt;
Resistance Identification
www.caaj.org李志坤等：芙蓉葵的黄萎病抗性鉴定
进行了广泛的研究，发现野生棉种具有优良的天然抗
黄萎病性状，同时又具有丰富的变异，可以被人工定向
选择利用[14-15]。与棉属近缘的植物主要是棉族中除棉
属以外的 7 个属（包括 73 个种），即美非棉属
(Cienfuegosia)、桐 棉 属 (Thespesia)、哈 皮 棉 属
(Hampea)、柯 基 阿 棉 属 (Kokia)、头 木 槿 棉 属
(Cephalohibiscus)、拟似棉属(Gossypioides)、勒布罗棉
属(Lebronnecia)[16-17]。这些近缘植物在生活方式、生物
学特性、形态特征等方面都与棉花比较接近，是棉花遗
传改良的重要种质资源。
芙蓉葵(Hibiscus moscheutos L.)属锦葵科木槿属
多年生直立草本植物，是棉属近缘植物。中国由美国
东南部引入，在全国各城市都有绿化种植。到目前为
止，国内外有关芙蓉葵研究的报道很少，而且主要集中
在基本形态特征、一般的生物学特性、分布及生长环境
等方面[18-21]，对其黄萎病抗性未见报道。因此，明确芙
蓉葵的黄萎病抗性机理将有利于筛选出芙蓉葵的抗性
优异基因，进而应用于棉花的抗黄萎病分子育种。
1 材料与方法
1.1 供试材料
陆地棉高感黄萎病品种‘中棉所 8号’、海岛棉高
抗黄萎病品种‘Pima90-53’、强致病力黄萎病菌株和芙
蓉葵由河北农业大学棉花遗传育种研究室提供。
1.2 试验方法
1.2.1 以蛭石为基质的芙蓉葵苗与棉苗培养 将芙蓉葵
种子用沸水浸烫 15 s后直接加入凉水，在 28~32℃下
浸泡至种皮破裂，再在 32℃恒温催芽；将硫酸脱绒的
‘中棉所 8号’和‘Pima90-53’种子室温浸泡 8 h，25℃
下催芽12 h。选择发芽整齐一致的种子种于装有无菌
蛭石的六棱塑料钵中，置于昼温 25~26℃、夜温 20~
22℃生长室内培养，用空气加湿器调控湿度，定期浇
Hoagland营养液和水。
1.2.2 芙蓉葵与棉花的无菌苗培养 将芙蓉葵种子用沸
水浸烫 15 s后直接加入凉水，在 28~32℃下浸泡至种
皮破裂。超净台下，用 0.1%升汞消毒 10 min，无菌水
冲洗 4~5次，32℃恒温浸种至露白后置于培养基上。
将硫酸脱绒的棉花种子用0.1%升汞消毒10 min，无菌
水冲洗4~5次，再用无菌水浸泡至种皮露白，置于培养
基上。发芽培养基为MSB+0.1 mg/L IAA+6 g/L琼
脂＋2%蔗糖。培养条件：光照强度 2000 lx，温度
(28±1)℃，光周期14 h光/10 h暗。
1.2.3 黄萎病菌株培养 将冷藏保存的黄萎病菌单孢菌
株转至PDA培养基中，25℃条件下培养5~7天后转至
盛有150 mL Czapek’s培养液的三角瓶中，25℃下振荡
(109 r/min)培养10天。
1.2.4 接种方法 对于蛭石培养的植物苗，本研究采用
六棱塑料钵定量注菌液法接种[22]。当芙蓉葵长至第 4
片真叶、棉苗长至第 1片真叶展开时接种病菌孢子悬
浮液，孢子悬浮液浓度为5×107~8×107个孢子/mL，每
钵接种10 mL，现用现配。
待芙蓉葵和棉花的无菌苗主根长出、侧根稍稍露
出时接种病菌孢子悬浮液，浓度为5×107~8×107个孢
子/mL，现用现配。在超净台下，用镊子将无菌苗取
出，在配制好的菌液中浸 1 min，再栽入原无菌苗培养
基中，接种后的芙蓉葵苗和棉苗在 25~26℃条件下培
养7天。
1.2.5 病情调查及分级标准 在接种后第 10天开始调
查，每10天调查1次，共调查3次，以第3次调查计算的
病情指数进行结果分析。采用棉花苗期5级制[23]标准
进行黄萎病分级，病情指数与品种抗病类型划分参照
棉花对黄萎病的抗性反应类型划分方法[24]。
2 结果与分析
2.1 蛭石培养苗的黄萎病抗性鉴定及病菌分离
接种后第30天，感病品种‘中棉所8号’的所有棉
苗均表现出明显的黄萎病症状，其中有7棵棉苗枯死；
抗病品种‘Pima90-53’发病很轻，仅有3棵棉苗的真叶
出现黄萎病症状；芙蓉葵则表现出很强的抗病性，仅有
1棵苗的叶片表现枯死（图 1）。参照马存提出的病情
指数与品种抗病类型关系划分标准，鉴定结果为：‘中
棉所 8 号’的病情指数为 50.00，反应型为感病；
‘Pima90-53’的病情指数为11.54，反应型为抗病；芙蓉
葵的病情指数为7.69，反应型为高抗。
接种后第 10天，分别从‘中棉所 8号’、‘Pima90-
53’和芙蓉葵中分离黄萎病菌，结果在病菌分离培养的
第 3天，从‘中棉所 8号’中分离出黄萎病菌，均未从
‘Pima90-53’和芙蓉葵中分离到黄萎病菌。接种后第
17天，再次从‘Pima90-53’和芙蓉葵中分离到黄萎病
菌，‘Pima90-53’仅有 2块组织分离出黄萎病菌，而芙
蓉葵仍未分离出黄萎病菌。接种后第21天，仍未从芙
蓉葵中分离出黄萎病菌（图 2），说明芙蓉葵确实具有
很好的黄萎病抗性。
2.2 无菌苗的黄萎病抗性鉴定及病菌分离
对在培养基上培养的无菌棉苗和芙蓉葵苗进行抗
病性鉴定，结果在接种后第 7天，海岛棉‘Pima90-53’
根部变褐，茎基部稍变褐（图 3B），而芙蓉葵根部不变
褐，子叶和茎均无发病症状（图 3D）。此时分别从
‘Pima90-53’和芙蓉葵中分离黄萎病菌，结果在病菌培
养后的第 5天，从‘Pima90-53’中分离出黄萎病菌，但
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农学学报
JOURNAL OF AGRICULTURE
从芙蓉葵中经过3次分离均未分离出黄萎病菌。
3 结论与讨论
笔者的试验对芙蓉葵和棉花进行了蛭石苗和无菌
苗的培养，并进行了黄萎病抗性鉴定，结果表明芙蓉葵
对棉花黄萎病菌具有高抗特性。芙蓉葵与棉花具有较
近的亲缘关系，因此可以将芙蓉葵作为棉花黄萎病抗
性基因挖掘的来源，进而服务于棉花抗黄萎病育种。
棉花黄萎病已成世界范围内棉花生产的主要病
害，对棉花黄萎病的研究也早已展开，多见于棉花不同
种或抗病品种中基因的克隆与转化，以及棉花黄萎病
菌的分离与致病性的研究[1,11,13-14,25]。本研究中，利用芙
蓉葵作为寄主进行棉花黄萎病抗性鉴定在以前的研究
中未见报道。此外，与其他植物病害一样，棉花黄萎病
是寄主与病原菌在一定环境条件下相互作用的结果，
只有寄主与病原菌的互作关系得到充分体现，才能获
得准确、可靠的试验结果。笔者采用了 2种接种方法
鉴定芙蓉葵对黄萎病的抗性，即六棱塑料钵定量注菌
液法和无菌苗接菌法。2种接种方法比较，无菌苗接

A1 B1
A2 C2 B2
C1
A1和A2分别为接种前和接种30天后的‘中棉所8号’；B1和B2分别为接种前和接种30天后的‘Pima90-53’；
C1和C2分别为接种前和接种30天后的芙蓉葵
图1 接种黄萎病菌后棉花和芙蓉葵的抗性表现
图2 从蛭石接种苗分离的黄萎病菌
A和B分别为接种前和接种后7天的‘Pima90-53’；C和D分别为接种前和接种后7天的芙蓉葵
图3 海岛棉‘Pima90-53’和芙蓉葵无菌苗接种前后表现
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www.caaj.org李志坤等：芙蓉葵的黄萎病抗性鉴定
种法更能直观、快速、准确地鉴定植株发病情况，是抗
病鉴定更为有效的方法。笔者虽然初步明确了芙蓉葵
对棉花黄萎病具有高抗特性，但由于芙蓉葵的分子生
物学研究还很少见报道，因此有效利用芙蓉葵的基因
资源还需进一步对芙蓉葵进行基因组、转录组及蛋白
质组水平的探索。
关于黄萎病的致萎机制，目前有各种不同的解释，
其中普遍认可的是“堵塞学说”和“毒素学说”[6-8]。堵塞
学说认为，病菌侵入木质部导管后，刺激邻近的薄壁细
胞产生一种胶状物质，进而堵塞导管，阻碍了导管中水
分的输导，导致叶片萎蔫。但Tal-boys研究表明，正常
的次生木质部导管的潜在输水能力已远远超过棉株的
总需水量，堵塞不应是导致棉花萎蔫的主导原因。因
此不少学者赞成毒素学说，认为黄萎病菌侵染棉株后，
会分泌某种毒素，该毒素引起叶片内叶绿体解体、线粒
体功能失调，进而引发叶片萎蔫。从本研究接种黄萎
病菌后芙蓉葵的抗性表现、蛭石培养苗接种后黄萎病
菌的分离和无菌苗接种后黄萎病菌的分离，推测芙蓉
葵的抗黄萎病机制可能是接种黄萎病菌后芙蓉葵产生
使黄萎病菌不能生存或产生使病菌致死的物质，对这
些未知物质的分离是今后的工作重点，也可以通过对
这些物质的分析进而获得相关的抗性基因。或者是芙
蓉葵植株的内生细菌防止或抑制了黄萎病菌的发生，
从而使芙蓉葵呈现出高抗特性，其机制还有待于进一
步研究。
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