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蒙古扁桃对北方根结线虫的抗性鉴定



全 文 :第 24 卷 第 1 期
2009 年 1月
北 京 农 学 院 学 报
JOU RNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF AGRICU LTU RE
Vol.24 , No.1
Jan., 2009
  收稿日期:2008-11-17
  基金项目:国家 “ 948” 计划资助项目 (201035);国家科技支撑计划资助项目 (2007BAD57B05-4)
  作者简介:王雯君 , 硕士研究生;*通讯作者:贾克功 , 教授 , 研究方向:桃树栽培理论与新技术 , E-mai l:jkgong@cau.edu.cn
蒙古扁桃对北方根结线虫的抗性鉴定
王雯君 , 叶 航 , 王灵燕 , 朱立新 , 贾克功*
(中国农业大学果树发育与高效栽培实验室 , 北京 100193)
摘 要:为了解蒙古扁桃对北方根结线虫的抗性 , 以实生苗为试材 , 采用人工接种 、 根系经次氯酸钠-酸性品
红染色等方法研究了其对北方根结线虫的抗性。结果表明:蒙古扁桃的根结指数为 20.67 , 接种侵入率 1.6%,
根中雌成虫数量占接种量的 0.19%, 依据有无根结和根中雌成虫数量占接种线虫数量的百分比标准判定为高抗
北方根结线虫;蒙古扁桃实生群体对北方根结线虫的抗性表现出显著的分离现象 , 免疫 、 高抗和中抗 3 种基因
型分别占 23.3%, 63.4%和 13.3%。蒙古扁桃对北方根结线虫具有极强的抗侵染能力和很强的抗发育能力 , 是
极优异的抗北方根结线虫种质资源。
关键词:蒙古扁桃;抗病性;北方根结线虫
中图分类号:S432.4+5  文献标志码:A   文章编号:1002-3186(2009)01-0024-04
Resistance of Prunus mongolica to Meloidogyne hapla
WANG Wen-jun , YE Hang , WANG Ling-yan , ZH U Li-xin , JIA Ke-gong*
(Labor ator y of Depar tment Regulation and Efficiency Cultiv ation fo r F ruit T ree ,
China Ag ricultur e Univer sity , Beijing 100193 , China)
Abstract:With po t plant lets as materials , resistance of Prunus mongolica Maxim to Meloidogyne hap la
was studied through the arti ficial inoculation , staining method o f acidic fuchsin.It show ed tha t:gall index
of P.mogolica was 20.67 , 1.6% second stage juvenile nematodes(J2)Pene trate and 0.19%developed to
female nematodes in all 500 inoculation J2 per plant let.P.mogolica was high resistant to M.hapla acco rd-
ing to the gall index and female propor tion.Resistance w as seg regation in seedling , the immunity , high re-
sistant and resistant g eno types were found in P.persica , for w hich the propo rtions w ere 23.3%, 63.4%
and 13.3%, respectively.P.mogolica was a good resistant species and germplasm resource to M.hapla
because it could resist the penetrat ion and delay the development of juvenile nematodes.
Key Words:P.mogolica;resistance;M.hapla
  蒙古扁桃 Prunus mongol ica 属蔷薇科李属落
叶灌木 ,主要分布在中国内蒙古中西部以及甘肃的
河西走廊中部 、宁夏的贺兰山和蒙古国的东戈壁等
戈壁 、荒漠及荒漠草原区的低山丘陵坡麓 、石质坡地
上[ 1 , 2] ,具有极强的耐旱 、耐寒 、耐贫瘠土壤性和较
强的耐盐碱性 , 是干寒荒漠地区防风固沙重要树
种[ 2 ~ 4] 。蒙古扁桃仁还可替代郁李仁入药 ,具有润
肠 、通便 、利尿等作用[ 5] ;蒙古扁桃枝梢富含粗蛋白 、
粗脂肪 、纤维素和钙 、磷等矿质营养元素 ,是荒漠草
原区重要的饲用植物[ 2] ;蒙古扁桃适应性强 ,开花
早 ,花色艳丽 ,是重要的早春观赏植物[ 5] ;蒙古扁桃
是生氰植物 , 5 ~ 6月份枝梢含氰化物高达 1.71 ~
2.59 g/kg[ 2] ,是潜在的生物农药原料树种;蒙古扁
桃与扁桃 、桃亲缘关系很近[ 6] ,是扁桃和桃矮化 、抗
旱 、抗寒 、抗盐碱 、耐贫瘠育种的种质资源 ,是扁桃和
桃矮化多抗型砧木品种选育的珍贵种质资源;蒙古
扁桃的染色体数目为 2n=16[ 7] ,染色体数目少 ,种
子不经沙藏处理即可播种繁殖[ 2] ,可以作为核果类
DOI :10.13473/j.cnki.issn.1002-3186.2009.01.010
2009 年第 1 期 王雯君 等:蒙古扁桃对北方根结线虫的抗性鉴定 25 
果树基因组研究的模式植物 。蒙古扁桃高抗花生根
结线虫[ 8] ,但对其他根结线虫尚未见研究报道。由
于生态环境日益恶化 ,加之过度放牧和人为采伐 ,蒙
古扁桃的分布范围和种群数量日渐缩小 ,已被列入
国家濒危植物[ 9 , 10] 和三级保护植物[ 11] 。研究评价
蒙古扁桃的资源价值 ,无疑对蒙古扁桃的开发利用
和资源保护具有重要意义。本试验旨在研究蒙古扁
桃对北方根结线虫的抗性 ,为蒙古扁桃种质资源的
评价提供部分科学依据 。
1 材料与方法
1.1 试验材料
  蒙古扁桃实生钵苗 。种子购自内蒙古自治区阿
拉善盟 ,经催芽后播种于 9×9 的软质塑料营养钵
中 ,基质由经 120 ℃,20 min高压灭菌过的园土 、草
炭和蛭石(体积比为 2∶1∶1)混合而成 。
  北方根结线虫(M.hapla)由中国农业大学植
物病理系简恒教授提供 ,单卵块分离纯化后经中国
农科院植保所和沈阳农业大学鉴定为北方根接线虫
(图 1-1 , 2 , 3)。鉴定后的北方根接线虫接种在`白
果强丰 番茄(种子购自中国农业大学博通农艺科技
中心)上扩繁 。从扩繁的番茄根结上挑取卵块 ,置于
培养皿中25 ℃左右条件下孵化 3 ~ 4 d ,用浅盘法收
集二龄幼虫悬浮液 。取 2 mL 线虫悬浮液在体视显
微镜下镜检计数 ,计算单位体积内的线虫数量。将
收集的线虫配制成 150条/mL 的二龄幼虫悬浮液
备用。
1.2 研究内容与方法
  取蒙古扁桃钵苗 30株 ,按株编号 、挂牌 ,每株接
种北方根结线虫二龄幼虫 500条 。接种后的钵苗在
中国农业大学西区科学园日光温室内养护 。试验期
间室内温度为 18 ~ 25 ℃。接种后 20 d开始 ,以株
为单位调查根结数量 、根内线虫数量及发育状况。
10 d调查 1次 ,共 3次 ,每次 10株。
  根内线虫数量及发育情况调查:经次氯酸钠-
酸性品红染色法[ 12 , 13 ](经试验改进)对根内线虫染
色后在体视显微镜下进行。
  依据单株根结数量计算根结指数 ,依据根结指
数 、侵入根系的线虫数量及其在根系中的发育状况
进行抗性评价。
  参照国内外同类研究 ,按单株根结数量多少将被
鉴定植株分为 6个病级[ 14 , 15] 。0级:无根结;1级:1 ~
10个根结;2级:11 ~ 30个根结;3级:31 ~ 70个根结;
4级:71 ~ 150个根结;5级:多于 150个根结。
根结指数=∑(病级×同病级株数)调查总株数×最高级别×100。
  抗性评定标准(1):依照根结指数高低将抗病性分
为 6个等级。免疫(I):根结指数=0;高抗(HR):0<根
结指数≤10.0;中抗(MR):10.0<根结指数≤30.0;低
抗(LR):30.0<根结指数≤50.0;感病(S):50.0<根结
指数≤70.0;易感病(T):根结指数>70.0。
  抗性评定标准(2):依据有无根结和根中雌成虫
数量占接种线虫数量的百分比分为 6 个等级 。免
疫:无或有线虫侵入 ,无根结形成;高抗:有线虫侵
入 ,有根结 ,根中雌成虫数量小于接种线虫数量的
1%;中抗:有大量根结 ,根中雌成虫数量占接种线虫
数量的 1%~ 5%;低抗:有大量根结 ,根中雌成虫数
量占接种线虫数量的 6%~ 10%;感病:有大量根
结 ,根中雌成虫占接种线虫数量的 11%~ 20%;易
感病:有大量根结 ,根中雌成虫数量达接种线虫数量
的 20 %以上。
2 结果与分析
2.1 蒙古扁桃对北方根结线虫的抗性
  由蒙古扁桃对北方根结虫的抗性试验结果得知 ,
蒙古扁桃的根结指数为 20.67 ,依据抗性评定标准(1)
判定为中抗型(表1),但接种侵入率只有 1.6%,根中
雌成虫数量占接种量的 0.19%,故依据抗性评定标
准(2)最终判定为高抗北方根结线虫(表 2)。
  蒙古扁桃实生群体对北方根结线虫的抗性表现
出显著分离现象 ,存在免疫 、高抗 、中抗 3种基因型 ,
接种后 40 d 时 , 30 株中有免疫型 7 株 ,高抗型 19
株 ,中抗型 4 株 ,免疫 、高抗 、中抗型植株分别占
23.3%、63.4%和 13.3%(表 3)。
表 1 蒙古扁桃对北方根结线虫的抗性
Tab.1 Resistance of Prunus mongolica to the M.hapla
株号 根 结 株数 病 级分 布
0 1 2 3 4 5
根结指数 抗病性
1~ 10 1 17 1 2 2 0 1 5 3 0 7 15 8 0 0 0 20.67 中抗
10~ 20 2 0 0 3 2 4 15 24 12 0
20~ 30 24 16 4 2 0 6 14 0 6 11
26  北 京 农 学 院 学 报 第 24 卷
表 2 北方根结线虫在蒙古扁桃树根系中的发育情况(10 株平均值)
Tab.2 M.hapla in roots of Prunus mongolica(average of 10 plants)
接种量 接种后时间/ d 虫口 株数 侵入率/ %二龄幼虫 二龄贮虫 三四龄线虫 雌成虫 雄成虫 虫口总数
500 20 0.6 1.2 2.8 0.0 0.0 4.6 0.9
500 30 1.5 0.7 5.3 1.0 0.0 8.5 1.7
500 40 0.1 0.6 7.2 2.8 0.1 10.8 2.2
表 3 蒙古扁桃实生群体对北方根结线虫的抗性分离情况
Tab.3  Resistance of Prunus mongolica to the M.hapla
接种后时间/ d 株号 根结个数 2龄幼虫(条)
2龄贮虫
(条)
3龄幼虫
(条)
4龄幼虫
(条)
雌成虫
(条)
雌虫/接种量
/ % 抗病性
20 1 1 0 0 1 0 0 0.00 高抗
2 17 0 5 16 0 0 0.00 高抗
3 1 0 2 0 0 0 0.00 高抗
4 2 0 3 2 0 0 0.00 高抗
5 2 3 0 0 0 0 0.00 高抗
6 0 0 0 0 0 0 0.00 免疫
7 1 0 1 0 0 0 0.00 高抗
8 5 3 0 5 0 0 0.00 高抗
9 3 0 1 3 1 0 0.00 高抗
10 0 0 0 0 0 0 0.00 免疫
30 11 2 0 0 1 0 0 0.00 高抗
12 0 0 0 0 0 0 0.00 免疫
13 0 0 0 0 0 0 0.00 免疫
14 3 0 0 4 0 0 0.00 高抗
15 2 0 0 5 1 0 0.00 高抗
16 4 2 2 3 0 0 0.00 高抗
17 15 11 2 7 0 0 0.00 高抗
18 24 2 1 6 14 10 2.00 中抗
19 12 0 2 11 1 0 0.00 高抗
20 0 0 0 0 0 0 0.00 免疫
40 21 24 0 1 6 24 8 1.60 中抗
22 16 1 0 1 12 4 0.80 高抗
23 4 0 2 2 0 0 0.00 高抗
24 2 0 0 2 0 0 0.00 高抗
25 0 0 0 0 0 0 0.00 免疫
26 6 0 0 1 2 1 0.20 高抗
27 14 0 0 0 7 9 1.80 中抗
28 0 0 0 0 0 0 0.00 免疫
29 6 0 0 0 1 5 1.00 中抗
30 11 0 3 5 9 1 1 0.20 高抗
3 讨 论
  长期以来 ,国内外学者一直沿用根结指数指标
来判定植物的抗线虫性能 ,但这一指标显然忽视了
植物对侵入线虫的抗发育作用 。Nyczepir 等[ 16] 的
研究表明 ,抗南方根结线虫的桃砧木品种 Guardian
和感病品种 Lovell的根结数和根中线虫数量无显
著差异 ,但侵入感病品种 Lovell根中的二龄幼虫可
顺利发育成雌成虫并正常产卵繁殖 ,而侵入抗病品
种 Gua rdian 根中的大部分二龄幼虫因不能发育成
熟而失去了产卵繁殖能力。另外 ,根结指数指标只
能评价植物种或品种的总体抗性 ,无法评价个体抗
性和群体抗性的分离情况 ,而实际上相对总体抗性
而言 ,客观评价实生树种品种的抗性分离情况更具
理论意义 ,客观评价个体抗性则更具实际意义 。为
了更客观的评价植物的抗根结线虫性能 , Nyczepir
等[ 16] 主张用卵块数/株或卵粒数/株等指标替代根
结指数 。很显然 ,采用卵块/株等指标 ,其评价的客
观性和准确性要远高于根结指数 ,但这些指标仍忽
视了植物的抗发育作用对卵孵化率及孵化出的 J2
线虫活力的影响 ,而且在以实生苗为材料研究一种
或多种抗性分离范围较大的果树群体或个体抗性
时 ,准确客观地获得卵块/株或卵粒/株等数据资料
是极其困难的。相对于根结指数指标 ,本文作者提
2009 年第 1 期 王雯君 等:蒙古扁桃对北方根结线虫的抗性鉴定 27 
出并采用的依据有无根结和根中雌成虫数量占接种
线虫数量百分比等指标使评价结果的客观性得到了
很大提高 ,而且既可以评价群体抗性 ,又可以评价个
体抗性和群体抗性分离情况 ,但仍未考虑植物抗发
育作用对雌成虫能否产卵 、所产卵块的卵粒数 、卵粒
孵化率及 J2幼虫活力的影响。因此 ,研究制定一套
既能客观准确评价植物群体 、个体及群体抗性分离
情况 ,又具有较强可操作性的评价体系 ,仍是一个值
得深入细致研究的重要课题 。
  1.北方根结线虫会阴花纹(1200×);2.北方根结线
虫二龄幼虫(1000×);3.蒙古扁桃根系上的根结(45×);
4.蒙古扁桃根中的 J2 线虫(135×);5.蒙古扁桃根中的三
四龄线虫(135×);6.蒙古扁桃根中的雌成虫(135×)
图 1 北方根结线虫鉴定结果及蒙古扁桃入侵情况
Fig.1 M.ha pla and its penetration in P.mongolica
  蒙古扁桃的接种侵入率只有 1.6%,侵入根中
的二龄幼虫发育迟缓 ,接种后 40 d仍有 7.4%停留
在 2龄幼虫和 2龄贮虫阶段(图 1-4), 66.7%处于
三 、四龄幼虫阶段(图 1-5),只有 25.9%发育为雌成
虫(图 1-6),说明蒙古扁桃对北方根结线虫具有极
强的抗侵染能力和很强的抗发育能力 ,其抗侵染与
抗发育机理也是一个值得深入研究的课题 。
  北方根结线虫侵染诱发的蒙古扁桃的根结体积
很小 ,绝大部分肉眼很难识别 ,容易漏数 ,从而片面夸
大其抗性 ,只有借助显微镜才能准确识别根结。这是
研究植物对北方根结线虫抗性时必须注意的问题。
4 结 论
  蒙古扁桃高抗北方根结线虫 ,实生个体间存在
显著的抗性分离现象 ,免疫 、高抗和中抗型个体分别
占 23.3%、63.4%和 13.3%;蒙古扁桃对北方根结
线虫具有极强的抗侵染能力和很强的抗发育能力 ,
是极优异的抗北方根结线虫种质资源。
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