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Screening and Evaluation of Eggplant Rootstock for Resistance to Meloidogyne incognita

茄子砧木对南方根结线虫抗性的鉴定与评价


为确定茄子砧木抗南方根结线虫的水平及其鉴定评价方法,以11份茄子砧木为试材,采用盆栽幼苗人工接种方法,测定了南方根结线虫对幼苗各器官相对生长量及相关抗性指标的影响,并进行了聚类分析及隶属函数分析。结果表明,南方根结线虫侵染引发的幼苗不同器官的相对生长量、不同抗性指标及其变异系数不同。利用变异系数较大的根结指数进行聚类分析结果与4个抗性指标综合分析结果完全一致,但与利用5个相对生长量指标及相对根系鲜质量聚类结果存在些微差异。通过综合鉴定评价,将供试茄子砧木材料分为抗病、耐病、中感、高感4个类群,其抗(耐)病能力强弱依次为:托鲁巴姆、托托斯加、圣托斯、刺茄、北农茄砧、台茄、刚果茄、赤茄、耐病VF、香瓜茄、琼野茄。


全 文 :园  艺  学  报  2008, 35 (10) : 1461 - 1466
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 06 - 17; 修回日期 : 2008 - 08 - 27
基金项目 : 山东省自然科学基金项目 (2005ZRB01001)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: xukun@ sdau1edu1cn)
茄子砧木对南方根结线虫抗性的鉴定与评价
徐小明 , 徐 坤 3 , 于 芹 , 张晓艳
(山东农业大学园艺科学与工程学院 , 作物生物学国家重点实验室 , 山东泰安 271018)
摘  要 : 为确定茄子砧木抗南方根结线虫的水平及其鉴定评价方法 , 以 11份茄子砧木为试材 , 采用盆
栽幼苗人工接种方法 , 测定了南方根结线虫对幼苗各器官相对生长量及相关抗性指标的影响 , 并进行了聚
类分析及隶属函数分析。结果表明 , 南方根结线虫侵染引发的幼苗不同器官的相对生长量、抗性指标及其
变异系数不同。利用变异系数较大的根结指数进行聚类分析结果与 4个抗性指标综合分析结果完全一致 ,
但与利用 5个相对生长量指标及相对根系鲜样质量聚类结果存在微小差异。通过综合鉴定评价 , 将供试茄
子砧木材料分为抗病、耐病、中感、高感 4个类群 , 其抗 (耐 ) 病能力强弱依次为 : 托鲁巴姆、托托斯
加、圣托斯、刺茄、北农茄砧、台茄、刚果茄、赤茄、耐病 VF、香瓜茄、琼野茄。
关键词 : 茄子 ; 砧木 ; 南方根结线虫 ; 生长指标 ; 抗性指标 ; 聚类分析
中图分类号 : S 64111  文献标识码 : A  文章编号 : 05132353X (2008) 1021461206
Screen ing and Eva lua tion of Eggplan t Rootstock for Resistance to M eloido2
gyne incogn ita
XU Xiao2m ing, XU Kun3 , YU Q in, and ZHANG Xiao2yan
(College of Horticulture Science and Engineering, Shandong A gricultural U niversity, S ta te Key Labora tory of C rop B iology,
Taipian, Shandong 271018, China)
Abstract: In order to define the screening method and the resistance to M eloidogyne incogn ita , the rela2
tive growth indexes and relevant resistant indexes of 11 eggp lant rootstock seedlings which were p lanted in pots
and inoculated with M eloidogyne incogn ita were measured in the experiment, and the clustering analysis and
subordinate function analysis with different indexes were conducted. The results showed that the different rela2
tive growth indexes of different organs, different resistant indexes of eggp lant rootstock seedlings and their
coefficient variances resulted from the infection of M eloidogyne incogn ita were different. The result of cluste2
ring analysis with gall index which coefficient variance was higher was quite same to that with four resistant in2
dexes, but there was a little difference with that of clustering analysis with five relative growth indexes and
relative root fresh weight. According to comp rehensive screening and evaluation, the eggp lant rootstocks in the
experiment could be clustered 4 group s, i1e. high resistance, endurance, moderate suscep tibility and high
suscep tibility. The sequence of resistance (or tolerance) from strong to weak successively was: Solanum tor2
vum , Tuotuosijia, Shengtuosi, S olanum su ra ttense, Beinongqiezhen, Solanum daidaro, Solanum sisybriif lium ,
S olanum in tegrif lium , Taibyo VF, S olanum m urica tum , Q iongyeqie.
Key words: eggp lant; rootstock; M eloidogyne incogn ita; growth indexes; resistant indexes; clustering
analysis
茄子 (Solanum m elongena L. ) 是我国设施栽培的主要蔬菜之一 , 但长期连作重茬栽培 , 导致了
根结线虫病等土传病害日趋严重。利用抗性砧木进行嫁接栽培 , 是解决茄子根结线虫病害的有效措施
园   艺   学   报 35卷
(周宝利 , 1997)。因此 , 研究茄子砧木对根结线虫抗性的科学鉴定评价体系 , 筛选抗性强的砧木材
料 , 对于克服或减轻根结线虫对茄子的危害 , 以及利用抗性材料培育抗线虫茄子品种 , 均具有重要的
理论意义和实践价值。国内外学者关于茄子砧木的筛选鉴定 , 主要集中在抗黄萎病、抗冷性等方面
(高青海 等 , 2005; 宋敏丽 , 2007) , 虽然 Daunay和 Dalmasso (1985) 曾对茄子砧木抗线虫能力进
行过报道 , 但其供试材料较少。本研究中通过测定不同茄子砧木幼苗接种南方根结线虫后各器官的相
对生长量及相关抗性指标 , 利用聚类分析和隶属函数分析等方法 , 对供试茄子砧木材料进行了抗性鉴
定与评价 , 旨在探讨不同鉴定评价方法的优缺点 , 确定不同茄子砧木抗南方根结线虫的差异 , 为合理
利用抗根结线虫茄子砧木资源提供参考。
1 材料与方法
111 试验材料
试验于 2006年在山东农业大学园艺实验站进行。
供试茄子砧木共 11个 (表 1)。由于各砧木材料种子的发芽势不同 , 为保证各材料同期播种 , 于
9月 12—19日根据各材料的适宜发芽天数 , 实行分期浸种、催芽 , 并于 9月 27日选取发芽种子播种
于 50孔穴盘内 , 播后置日光温室内培养。11月 12日幼苗长至 3~4片真叶时 , 移植于直径 21 cm、
高 17 cm的塑料盆中 , 每盆 1株 , 每份材料栽植 120盆 , 每 20盆为一个处理小区 , 共 6个小区。栽
培基质 (砂 ∶土 = 1∶2) 经 160 ℃高温杀菌 2 h。
112 线虫获取及接种
南方根结线虫 (M eloidogyne incogn ita) 由本实验室提供。先将其接种到用无菌土盆栽的易感线虫
番茄品种毛粉 802根际 , 生长 50 d后番茄根系出现明显根瘤时 , 采用刘维志 (2002) 的方法从番茄
根部分离南方根结线虫的卵。11月 24日用打孔器在盆栽茄子幼苗根际打孔 (5孔 /盆 ) , 其中 3个小
区注入根结线虫的卵 (5 000个 /盆 ) , 另 3个小区注入清水为对照。
113 测定指标及计算方法
11311 生长指标  
茄子幼苗接种南方根结线虫 60 d时 , 每小区随机选取 6株测定其株高、茎粗、根系鲜样质量、
茎鲜样质量、叶鲜样质量等生长指标 , 各器官相对生长量均按下式计算 : 相对生长量 ( % ) =处理
区测定值 /对照区测定值 ×100。
11312 抗性指标  
参照肖炎农等 (2000) 制定的标准调查茄子幼苗发病情况 , 并计算病情指数 (D I)。0级 : 根部
无根瘤 ; 1级 : 根部 1~2个根瘤 ; 2级 : 根部 3~10个根瘤 ; 3级 : 根部 11~30个根瘤 ; 4级 : 根部
31~100个根瘤 ; 5级 : 根部根瘤数超过 100个。采用刘维志 (2002) 的方法分离单株根系虫卵 , 并
在解剖镜下计数 ; 采用 Boiteux和 Charchar (1996) 的方法计算根结指数 ( GI)、卵粒指数 ( E I) 和
线虫繁殖系数 (RF)。D I = ∑ (各病级植株数 ×该级数 ) / (调查总株数 ×最重病级数值 ) ×100;
GI =单株根结数 /单株根鲜样质量 ; E I =单株卵粒数 /单株根鲜样质量 ; RF =单株卵粒数 /单株卵接种
量。
11313 隶属函数值 X (μ)  
参照宋洪元等 (1998) 的隶属函数值计算方法。抗性指标的隶属函数值 X (μ) = 1 - (X - Xm in ) /
(Xmax - Xm in ) , 生长指标的隶属函数值 X (μ) = (X - Xm in ) / (Xmax - Xm in )。X为接种 60 d时某茄子
砧木幼苗某指标测定值 , Xmax为所有供试幼苗该指标的最大值 , Xm in为所有供试幼苗该指标的最小值。
隶属函数值越大 , 表示该茄子砧木的抗根结线虫能力越强。
2641
 10期 徐小明等 : 茄子砧木对南方根结线虫抗性的鉴定与评价  
114 统计分析
采用 Excel 2003软件进行数据处理 , 计算平均值、标准差和变异系数 , 采用 SAS 910软件的类平
均法进行聚类分析。
2 结果与分析
211 南方根结线虫对不同茄子砧木幼苗生长和抗性指标的影响
根结线虫对茄子砧木幼苗相对生长量有显著影响 , 且材料间差异较大 , 托鲁巴姆、托托斯加、圣
托斯、北农茄砧和台茄的相对生长量较高 , 而琼野茄、香瓜茄和耐病 VF则较低 (表 1)。相对生长
量可反映幼苗遭到南方根结线虫侵染后保持原有长势的能力 , 其值越大 , 说明抗 (耐 ) 病能力越强 ,
反之 , 越弱。因此 , 不同茄子砧木幼苗相对生长量差异较大 , 即抗 (耐 ) 南方根结线虫的能力存在
显著差异。从各生长指标的变异系数看 , 相对根系鲜样质量及相对株高较大 , 分别为 18185%和
17182% , 而相对茎粗较小 , 为 8129% , 说明根结线虫对根系及株高影响较大 , 而对茎粗影响较小。
表 1 南方根结线虫对茄子砧木幼苗相对生长指标的影响
Table 1 Effects of M. incogn ita on the rela tive growth indexes of eggplan t rootstock seedlings /%
编号
No.
材料
Material
株高
Plant height
茎粗
Stem diameter
根鲜样质量
Root fresh weight
茎鲜样质量
Stem fresh weight
叶鲜样质量
Leaf fresh weight
1 台茄 S. daidaro 9215 ±916 9712 ±218 9310 ±1115 9415 ±718 8713 ±419
2 刺茄 S1sura ttense 7418 ±616 9916 ±1115 9414 ±1017 8513 ±416 9114 ±715
3 赤茄 S1 in tegriflium 8719 ±1410 8714 ±816 7913 ±1517 7217 ±615 8013 ±218
4 香瓜茄 S1m urica tum 5915 ±511 8818 ±516 5610 ±912 6217 ±615 7110 ±517
5 刚果茄 S1 sisybriiflium 9512 ±714 8813 ±614 7314 ±1218 6710 ±516 7015 ±1210
6 托鲁巴姆 S1 torvum 9711 ±210 9317 ±118 9619 ±1119 9714 ±618 9712 ±514
7 北农茄砧 Beinongqiezhen 9818 ±116 9218 ±518 9317 ±1117 9211 ±819 8217 ±511
8 托托斯加 Tuotuosijia 8610 ±613 9316 ±719 9810 ±413 8912 ±819 9714 ±619
9 圣托斯 Shengtuosi 8412 ±413 9719 ±1210 9513 ±1610 8819 ±513 9018 ±1116
10 琼野茄 Q iongyeqie 6319 ±510 8614 ±312 5810 ±318 6517 ±716 6912 ±210
11 耐病 VF Taibyo VF 6211 ±814 7214 ±1117 7414 ±1516 6718 ±713 7810 ±611
变异系数 /% CV 17182 8129 18185 16136 12146
  注 : 表中数据为 3次重复的平均值 ±标准差。下同。
Note: Data in the table were means ±SD of three repetitions. The same below.
由表 2可见 , 不同茄子砧木幼苗的 GI、E I、RF及 D I也存在差异 , 且材料间变异系数均较大 , 证
明各抗性指标均可直观反映茄子砧木幼苗抗南方根结线虫水平的差异。
表 2 南方根结线虫对茄子砧木幼苗相关抗性指标的影响
Table 2 Effects of M 1 incogn ita on the resistan t indexes of eggplan t rootstock seedlings
编号
No1 材料Material 根结指数Gall index 卵粒指数Egg granule index 繁殖系数Rep roduction frequency 病情指数D isease index
1 台茄 S1daidaro  8152 ±216 1 617 ±176 4175 ±115 93133 ±213
2 刺茄 S1sura ttense  0146 ±012 250 ±100 0156 ±011 38167 ±213
3 赤茄 S1 in tegriflium 16158 ±413 3 267 ±475 3112 ±118 84100 ±010
4 香瓜茄 S1m urica tum 23116 ±412 5 233 ±530 8154 ±215 90167 ±213
5 刚果茄 S1 sisybriiflium 12117 ±416 1 333 ±275 1148 ±017 82100 ±410
6 托鲁巴姆 S1 torvum  0133 ±012 717 ±153 2170 ±014 32167 ±611
7 北农茄砧 Beinongqiezhen  4129 ±118 1 167 ±104 1100 ±013 60100 ±410
8 托托斯加 Tuotuosijia  1153 ±016 833 ±375 0147 ±011 30167 ±213
9 圣托斯 Shengtuosi  0128 ±011 750 ±250 2111 ±015 28197 ±416
10 琼野茄 Q iongyeqie 32166 ±916 5 533 ±850 6113 ±212 98167 ±213
11 耐病 VF Taibyo VF 15178 ±511 3 917 ±236 4198 ±310 80100 ±010
变异系数 /% CV 101122   82178 79103 40130
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园   艺   学   报 35卷
212 茄子砧木对南方根结线虫抗性的聚类分析
以 GI、E I、RF及 D I为指标进行聚类分析发现 , 当阈值为 2120时 ( SPRSQ = 0106) , 可将供试茄
子砧木分为抗病、中感、高感 3类 (图 1, Ⅰ) , 其中托鲁巴姆、圣托斯、托托斯加、刺茄、北农茄
砧为抗病材料 , 耐病 VF、赤茄、刚果茄、台茄为中感材料 , 琼野茄和香瓜茄为高感材料。
以株高、茎粗、根鲜样质量、茎鲜样质量及叶鲜样质量等相对生长量为指标进行聚类分析 , 结果
表明 (图 1, Ⅱ) , 当阈值为 2138时 ( SPRSQ = 0108) , 可将供试茄子砧木分为抗 (耐 ) 病、中感、
高感 3类 , 其中圣托斯、刺茄、托托斯加、台茄、北农茄砧、托鲁巴姆为抗 (耐 ) 病材料 , 赤茄、
刚果茄为中感材料 , 琼野茄、香瓜茄、耐病 VF为高感材料。
南方根结线虫侵染导致茄子砧木幼苗抗性指标的变化 , 以 GI变异系数最大 , 表明该指标对线虫
侵染最敏感。以 GI为指标进行聚类分析 , 结果表明 (图 1, Ⅲ) , 当阈值为 0189 时 ( SPRSQ =
0104) , 可将供试茄子砧木品种分为抗病、中感、高感 3类 , 且聚类结果与 4个抗性指标聚类结果完
全一致 , 说明 GI可准确反映茄子砧木抗南方根结线虫的能力。
以茄子幼苗生长指标中变异系数较大的相对根鲜样质量进行聚类分析 , 结果表明 (图 1, Ⅳ) ,
当阈值为 1120时 ( SPRSQ = 0117) , 可将供试茄子砧木品种分为抗 (耐 ) 病、中感、高感 3类 , 其
中台茄、北农茄砧、圣托斯、刺茄、托鲁巴姆、托托斯加为抗 (耐 ) 病材料 ; 耐病 VF、刚果茄、赤
茄为中感材料 ; 琼野茄和香瓜茄为高感材料。除台茄外 , 其它材料的聚类结果与 4个抗性指标聚类结
果一致 , 说明仅利用根系相对生长量也可基本确定茄子砧木抗南方根结线虫的水平。
图 1 茄子砧木抗南方根接线虫能力聚类分析
1~11. 材料编号见表 1。Ⅰ: 抗性指标 ; Ⅱ: 生长指标 ; Ⅲ: 根结指数 ; Ⅳ: 根系相对鲜样质量。
F ig11 C luster ing ana lysis of the resistance of eggplan t rootstocks to M. incogn ita
1 - 11. No. of materials was same as Table 1. Ⅰ: Resistance indexes;
Ⅱ: Growth indexes; Ⅲ: Root2knot indexes; Ⅳ: Relative fresh weight of roots.
213 茄子砧木材料抗根结线虫能力综合评价
计算不同茄子砧木幼苗各指标的隶属函数 , 结果 (表 3) 表明 , 托鲁巴姆的隶属函数总值最高 ,
达到 8128, 而托托斯加、圣托斯、刺茄和北农茄砧的隶属函数总值均大于 7, 说明它们有较强的抗根
4641
 10期 徐小明等 : 茄子砧木对南方根结线虫抗性的鉴定与评价  
结线虫能力 ; 但琼野茄和香瓜茄的隶属函数总值较低 , 仅分别为 1104和 1143, 说明其抗根结线虫能
力较差 ; 台茄、刚果茄、赤茄和耐病 VF隶属函数总值居中。根据隶属函数总值大小 , 可得出供试茄
子砧木材料的抗 (耐 ) 根结线虫能力依次为 : 托鲁巴姆、托托斯加、圣托斯、刺茄、北农茄砧、台
茄、刚果茄、赤茄、耐病 VF、香瓜茄、琼野茄。
表 3 南方根结线虫对茄子砧木幼苗相关指标隶属函数值的影响
Table 3 Effects of M. incogn ita on the subord ina te function va lues of indexes of eggplan t rootstock seedlings
编号
No.
材料
Material
指标隶属函数值 The function value of indexes
PH SD RFM SFM LFM GI E I RF D I 总计 Sum
名次
O rder
1 台茄 S. daidaro 0184 0190 0190 0190 0164 0175 0174 0147 0108 6122 6
2 刺茄 S1sura ttense 0139 1100 0169 0170 0179 0199 1100 0199 0186 7141 4
3 赤茄 S1 in tegriflium 0172 0155 0157 0143 0139 0150 0143 0167 0121 4147 8
4 香瓜茄 S1m urica tum 0100 0160 0100 0100 0106 0160 0106 0100 0111 1143 10
5 刚果茄 S1 sisybriif lium 0191 0158 0118 0131 0105 0163 0179 0187 0124 4156 7
6 托鲁巴姆 S1 torvum 0196 0178 1100 0197 0199 1100 0191 0172 0195 8128 1
7 北农茄砧 Beinongqiezhen 1100 0174 0192 0185 0148 0188 0183 0193 0155 7118 5
8 托托斯加 Tuotuosijia 0168 0178 0178 0159 1100 0196 0189 1100 0198 7166 2
9 圣托斯 Shengtuosi 0163 0193 0172 0178 0177 1100 0191 0180 1100 7154 3
10 琼野茄 Q iongyeqie 0111 0151 0105 0107 0100 0100 0100 0130 0100 1104 11
11 耐病 VF Taibyo VF 0107 0100 0121 0133 0131 0152 0131 0144 0127 2146 9
3 讨论
311 茄子砧木幼苗对南方根结线虫侵染的反应
本试验结果表明 , 供试茄子砧木幼苗接种南方根结线虫后 , 各砧木幼苗的生长量及相关抗性指标
均发生显著变化 , 且材料之间存在显著差异 , 但各指标的变化趋势不一致。南方根结线虫侵染可显著
降低茄子砧木幼苗的生长量 , 但相对生长量的变异系数 , 以根鲜样质量和株高较大 , 茎、叶鲜样质量
次之 , 茎粗较小 , 表明根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系及株高的影响较大 , 而对茎粗影响较小。这
与郭衍银等 (2004) 在生姜上的研究结果一致。本试验结果还表明 , 相关抗性指标的变异系数均显
著高于相对生长量的变异系数 , 尤以根结指数的变异系数最大 , 为 101122% , 说明单位根系鲜样质
量的根结数最容易反映茄子砧木材料间抗南方根结线虫能力的大小。
312 茄子砧木材料对南方根结线虫的抗性鉴定指标及评价方法
有关茄子对根结线虫的抗性鉴定标准 , 国内尚未见报道 , 国外多数采用根结指数、卵粒指数等指
标作为鉴定标准 (Boiteux & Charchar, 1996)。由于根结线虫侵染引发的茄子砧木幼苗各指标变化并
不一致 (表 1, 表 2) , 难于确定一个可靠准确的鉴定标准 , 而聚类分析可根据一些能客观反映研究
对象之间亲疏关系的统计量 , 按距离相近或性质相似的原则分成若干类 , 因此该方法在植物抗性材料
筛选中已被广泛应用 (桂连友 等 , 2001)。本研究结果表明 , 采用 GI、E I、RF及 D I等进行聚类分
析 , 在阈值为 2120时 ( SPRSQ = 0106) 可将供试茄子砧木分成抗病、中感、高感 3类 (图 1, Ⅰ) ;
利用砧木幼苗株高、茎粗、根鲜样质量、茎鲜样质量及叶鲜样质量等进行聚类分析 , 在阈值为 2138
时 ( SPRSQ = 0108) 也可将其分成抗 (耐 ) 病、中感、高感 3类 (图 1, Ⅱ)。由于聚类过程中的
SPRSQ为半偏 R2 , 可用来判别一次合并的效果 , 值越小 , 说明此次合并效果越好 , 因此 , 以 4个抗
性指标进行聚类分析时较 5个相对生长指标的结果更准确 , 这与前人在葡萄 (翟衡 等 , 2000) 上的
试验结果一致。研究结果还表明 , 在进行茄子砧木材料抗根结线虫能力评价过程中 , 利用根结指数可
以较为准确的鉴定出各材料的抗病性差异 , 而利用相对根鲜样质量则可以快速、简便的鉴定出各材料
的抗 (耐 ) 病性差异。
5641
园   艺   学   报 35卷
聚类分析虽然可将供试材料区分类群 , 但品种间抗性强弱的比较仍需结合专业知识来考虑。隶属
函数是根据供试材料的相关指标进行无量纲运算后得到的数值 , 其所有指标的隶属函数总和 , 可反映
该材料在所有供试材料中的地位 , 因此 , 该方法被越来越多地应用于一些材料的抗性筛选及评价
(周广生 等 , 2003; 高青海 等 , 2005)。本研究根据隶属函数总值大小 , 得出供试茄子砧木材料的
抗根结线虫能力由强及弱依次为 : 托鲁巴姆、托托斯加、圣托斯、刺茄、北农茄砧、台茄、刚果茄、
赤茄、耐病 VF、香瓜茄、琼野茄 , 但隶属函数不能将各材料进行系统分类。另外 , 本试验从茄子砧
木幼苗相对生长量来看 , 台茄的株高、茎粗、根鲜样质量、茎鲜样质量及叶鲜样质量的相对生长量分
别为 9215%、9712%、9310%、9415%和 8713% , 但从抗性指标看 , 台茄的 GI、E I、RF及 D I分别
为 8152、1617、4175、93133, 表明台茄易于被南方根结线虫侵染 , 但侵染后对生长影响较小 , 故台
茄属于耐病材料。因此 , 在茄子砧木抗线虫能力鉴定评价过程中 , 应采用多指标多体系进行综合评
价 , 不能仅采用单一的鉴定指标与评价体系。
References
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