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Identification of Cotton Resistance to Fusarium and Verticillium Wilts and the Influence of the Diseases on Yield

棉花对枯黄萎病的抗性鉴定及病害对产量的影响



全 文 :Vol. 29 , No. 6
pp. 947~950  Nov. , 2003
作  物  学  报
ACTA AGRONOMICA SINICA
第 29 卷 第 6 期
2003 年 11 月  947~950 页
棉花对枯黄萎病的抗性鉴定及病害对产量的影响
吴征彬 李冬波 余敦智 陈 鹏
(华中农业大学 ,湖北武汉 430070)
摘  要  对来自长江流域棉区的 50 份陆地棉新品系 (品种)进行了抗枯萎病 ( Fusarium vasinfectum)或抗黄萎病 ( Verticillium
alboatrum)鉴定 ,并从中选择 10 个新品系为试验材料 ,对枯萎病和黄萎病各级病株所造成的籽棉产量损失进行了研究。
试验结果表明 : (1)有 4 个品系抗枯萎病 ,占抗枯萎病鉴定材料 (40 份) 的 1010 % ;耐病 27 个 ,占 6715 % ;感病 9 个 ,占
2215 %。(2)有 1 个品系抗黄萎病 ,占抗黄萎病鉴定材料 (30 份)的 313 % ;耐病 26 个 ,占 8617 % ;感病 3 个 ,占 1010 %。(3)
棉花枯萎病株 ,不同的发病级别与健株相比造成的籽棉减产百分率分别为 : Ⅰ级 3210 % ; Ⅱ级 5219 % ; Ⅲ级 6817 % ; Ⅳ级
8314 %。(4)棉花黄萎病株不同的发病级别与健株相比所造成的籽棉减产百分率为 Ⅰ级 3013 % ; Ⅱ级 5119 % ; Ⅲ级
6814 % ; Ⅳ级 8617 %。Ξ
关键词  棉花 ;枯萎病 ;黄萎病 ;抗病性 ;发病级别 ;籽棉产量
中图分类号 : S562    文献标识码 : A
Identif ication of Cotton Resistance to Fusarium and Verticillium Wilts and the Influ2
ence of the Diseases on Yield
WU Zheng2Bin  LI Dong2Bo  YU Dun2Zhi  CHEN Peng
( Huazhong Agricultural University , Wuhan , Hubei 430070 , China)
Abstract   Fifty new lines or verieties in Gossypium hirsutum L1 from Yangtze River drainage area were used to test the
resistance to Fusarium or Verticillium wilts1 Ten of the lines were selected to analyze the seed cotton yield lost per plant
that was caused by different grade diseases1 The results showed that (1) Four lines (1010 % of 40 lines) were resistant to
Fusarium wilt , 27 tolerant (6715 %) , 9 susceptible (2215 %) 1 (2) One line (313 % of 30 lines) was resistant to Verti2
cillium wilt , 26 tolerant (8617 %) , 3 susceptible (1010 %) 1 (3) The diseases were scored by Ⅰ—Ⅳgrade , and the
disease Ⅰof Fusarium wilt caused yield reduction in seed by 3210 % , disease Ⅱ by 5219 % ; disease Ⅲ by 6817 % ;
disease Ⅳby 8314 %1 (4) The disease Ⅰof Verticillium wilt yield lost by 3013 % , disease Ⅱby 5119 % , disease Ⅲby
6814 % , disease Ⅳby 8617 %1
Key words   Cotton ; Fusarium wilt ; Verticillium wilt ; Disease resistance ; Disease grade ; Seed cotton yield
  棉花枯萎病 ( Fusarium vasinfectum ) 和黄萎病
( Verticillium alboatrum) 是影响棉花产量最主要的病
害 ,两病在我国各地均有分布。它们通过病原菌堵
塞导管、产生毒素等多种形式危害棉株。在棉花生
长前期可造成死苗 ,中后期蕾铃脱落 ,导致产量严重
下降[1 ] 。由于枯黄萎病病原菌既能通过土壤和流水
作近距离传播 ,又能通过棉种调运远距离传播 ,故病
害传播速度极快。利用化学防治枯、黄萎病不仅成
本很高 ,而且防治效果较差。利用水旱轮作的方式
可有效抑制棉花枯、黄萎病的发生 ,但受自然条件的
限制或耕作制度的影响 ,这一技术很难得到普遍推
广。多年的实践证明 ,只有培育和推广抗病品种才
是目前在棉花生产上控制棉花枯、黄萎病危害最为
经济有效的方法[2 ,3 ] 。棉花产量受枯、黄萎病的危害
与棉株的发病程度密切相关 ,棉株发病级别越高 ,产
量损失也随之增大。为了培育抗病棉花新品种以满Ξ基金项目 :农业部发展棉花专项资金 (200013) 、湖北省“十五”科技攻关 (2001IAA204A01)和国家“863 计划”等项目研究的一部分。
作者简介 :吴征彬 (1956 - ) ,男 , 副教授 ,研究方向 :棉花遗传育种。
Received(投稿日期) :2002207208 , Accepted (接受日期) :20022112251

足棉花生产的需要 ,受农业部全国农业技术推广服
务中心、中国农业科学院棉花研究所和湖北省种子
管理站等单位的委托 ,我们对来自 2001 年“国家级
长江流域棉花品种区域试验”、“湖北省棉花品种区
域试验”以及长江流域棉区各省有关育种单位选送
的新品种、新品系、新组合和新材料分别进行了抗枯
萎病或抗黄萎病鉴定 ,并以长江流域棉花品种区域
试验的 10 个参试品系为材料 ,研究了不同发病级别
的枯、黄萎病株对棉株籽棉产量所造成的影响 ,以期
为棉花抗病育种和病害防治提供参考。
1  材料和方法
111  供试材料
  抗枯萎病鉴定材料共 40 个。其中包括国家级
长江流域棉花区试参试品系 10 个、湖北省常规棉区
试和杂交棉区试共 19 个、沙洋农场农科所 3 个、中
国农科院棉花研究所长江生态试验站 1 个、四川省
农科院经作所 3 个、华中农业大学 3 个、湖北省农科
院作物所 1 个。
抗黄萎病鉴定材料共 30 个。其中包括长江流
域棉花区试参试品系 10 个、湖北省区试 1 个、沙洋
农场农科所 3 个、中棉所 1 个、四川省农科院经作所
3 个、湖北省农科院作物所 2 个、华中农业大学 10 个。
112  试验方法
11211  抗病鉴定   抗病鉴定在华中农业大学人
工枯萎病圃和黄萎病圃进行 ,枯萎病圃接种为 7 号
枯萎生理小种 ;黄萎病圃接种由河北河间菌系、湖北
天门菌系和落叶型黄萎菌系混合而成。试验均采用
随机区组设计 , 重复 3 次 ,单行区 ,行长 5 m , 以泗
棉 3 号为感病对照品种。4 月 16 日播种于营养钵 ,5
月 14 日移栽到病圃。在 7 月 4 日、14 日、24 日、8 月
3 日连续 4 次调查棉株的发病情况 ,在 11 月 20 日对
全部棉株再作剖秆考查其病情。以前 4 次调查的前
期平均病指代表棉株前期的发病情况 ,用剖秆病指
代表棉株后期的发病情况 ,再以前后期的“平均相对
抗病指数”对各参试材料的抗病性进行抗病分级[4 ] 。
11212  病害研究  以长江流域区试 10 个参试品
系为试验材料 ,从每个材料中随机抽取 20 株分别挂
牌 ,按单株收花计产 ,将单株剖秆考查其病级 , 分析
棉株发病级别与籽棉产量的相关关系 ,并求取回归
方程。
2  结果与分析
211  品种的抗病性反应
21111  枯萎病  40 份材料抗枯萎病鉴定结果 ,荆
1029、冈 7066 等 4 个品系达到抗病水平 ,占鉴定材
料的 10 % ;川 65、湘杂 K25 等 27 个品系 (组合) 耐枯
萎病 ,占 6715 % ;省 3021、鄂棉 18 等 9 个品系 (种)感
枯萎病 ,占 2215 %。棉株的发病趋势是 :以 7 月 4 日
第一次调查的病指为基数 ,到 7 月 14 日 ,有 22 个材
料的病指呈上升趋势 ,18 个材料略为下降 ;到 7 月
24 日 ,全部材料的病指都有所下降 ;到 8 月 3 日 ,有
31 个材料的病指继续下降 ,9 个材料的病指略有上
升。到 11 月 20 日剖秆考查结果 ,全部材料的病指
都有所上升。影响病指变化的主要原因 ,一是棉花
品种的基因型不同 ,其品种的遗传背景决定其抗病
性不同 ;二是棉株在不同的生育阶段其抗病性存在
差异 ;三是气候因素和环境条件对棉花枯黄萎病病
原菌的致病力影响较大 ,例如 ,在高温低湿条件下棉
株的发病会明显减轻。
21112  黄萎病  在 30 份材料中 ,仅 8101 达到抗
级水平 ,占 313 % ;川 65、湘杂 K25 等 26 个品系 (组
合)耐黄萎病 ,占 8617 % ;泗棉 3 号、冀棉 11 和 4018
等 3 个品种 (系) 感病 ,占 1010 %。从品种的发病趋
势看 ,抗病品种前期与后期的病指都较低 ;耐病类型
品种后期剖秆病指明显高于前期病指 ;感病类型品
种前期和后期的病指都较高 (表 1) 。
212  病害对产量的影响
以长江流域棉花区试 10 个参试品系为材料 ,在
枯、黄萎病病圃 ,分别从每个品系中随机抽取 20 株
共 200 株 ,按单株挂牌 , 计产 , 在 11 月 20 日逐株剖
秆考查单株病级 ,分析棉株发病级别对籽棉产量的
影响。
21211  枯萎病   健株 (0 级) 的单株平均产量为
58168 g。与健株相比 , Ⅰ级病株籽棉产量平均减产
3210 % ; Ⅱ级病株平均减产 5219 % ; Ⅲ级病株平均减
产 6817 % ; Ⅳ级病株平均减产 8314 %。
以棉株的发病级别为自变数 x ,以 10 个品系各
级病株的单株籽棉产量比健株减产的百分率 ( %)为
依变数 y 对其作相关分析 ,在本试验 (人工病圃) 条
件下 ,棉株的枯萎病级别与单株籽棉产量呈极显著
负相关 ( r = - 019964 3 3 ) 。继续对其作回归分析 ,求
得的回归方程为 : y ( %) = - 16175 % - 17100 %x。
从该方程可以看出 ,当棉株枯萎病级别为 Ⅰ级时 ,
其病株籽棉产量比健株约减产 33175 % ; Ⅱ级约减
产 50175 % ; Ⅲ级约减产 67175 % ; Ⅳ级约减产
84175 %。这一理论结果十分接近本试验的实际单
849    作   物   学   报 29 卷  

株平均籽棉产量结果。
21212  黄萎病  健株 (0 级)的单株平均籽棉产量
为 62144 g , Ⅰ级黄萎病株籽棉产量比健株平均减产
3013 % ; Ⅱ级病株减产 5119 % ; Ⅲ级病株减产
6814 % ; Ⅳ级病株减产 8617 %。
仍以棉株的黄萎病级别为自变数 x ,以相应病
级单株籽棉产量比健株减产的百分率 ( %)为依变数
y 对其作回归分析 ,分析结果 ,棉株黄萎病级别与单
株籽棉产量呈极显著负相关 ( r = - 019985 3 3 ) 。它
们的回归方程为 : y = - 1219 % - 18157 % x。从该方
程可以推算出 ,当棉株黄萎病发病为 Ⅰ级时 ,其病株
籽棉产量比健株减产 31147 % ; Ⅱ级减产 50104 % ;
Ⅲ级减产 68161 % ; Ⅳ级减产 87118 %。这一理论预
测结果与本试验实际籽棉产量结果也十分一致。棉
株枯萎病和黄萎病级别对籽棉产量的影响详见
表 2。   
表 1 棉花抗枯黄萎病鉴定结果
Table 1 Evaluation results of cotton resistance to Fusarium and Verticillium wilts
材 料
Material
枯萎病指
F1disease
index
抗 级
Resistance
grade
黄萎病指
V1disease
index
抗 级
Resistance
grade
材 料
Material
枯萎病指
F1disease
index
抗 级
Resistance
grade
黄萎病指
V1disease
index
抗 级
Resistance
grade
川 65 1117 T 2915 T 97D521 1812 T — —
湘杂 K25 1410 T 2810 T 南抗 3 号 1619 T — —
华杂 302 1811 T 2618 T 鄂 18 —2 2518 S — —
荆 97228 1219 T 3013 T 沙 2067 1514 T 3119 —
荆 9621 1310 T 2516 T 沙 2203 1312 T 3014 T
荆 1029 911 R 2512 T 沙 2266 910 R 2419 T
南抗 6 号 1717 T 3213 T 中 5001 1815 T 2118 T
通 9450 1318 T 3319 T 川抗 A3 1415 T 2419 T
新洋 911 1613 T 3313 T 川杂 12 1410 T 2816 T
泗棉 3 号 5010 S 5010 S 川杂 13 1316 T 3111 T
鄂 1822 3011 S — — 3104 1319 T — —
省 3021 3110 S — — 3105 1714 T — —
荆 25042 1013 T 2211 T 3106 918 R — —
荆 3108 1915 T — — 省 99 —A 1819 T 2912 T
鄂棉 18 4715 S — —
鄂抗 9 号 1512 T — — 冀棉 11 — — 3619 S
950824 2714 S — — 1091 — — 3318 T
冈 7066 1010 R — — 3017 — — 2910 T
沙 97049 2012 S — — 4018 — — 3816 S
8101 1716 T 1910 R 4024 — — 3119 T
97228 1819 T — — 4027 — — 3319 T
KC9727 1515 T — — 4037 — — 2416 T
167 2511 S — — 4042 — — 2710 T
太 97D8 1516 T — — 4057 — — 3317 T
鄂杂 1 号 1419 T — — 省 5712 — — 2815 T
KC9704 2510 S — —
表 2 棉株枯萎病和黄萎病级别对产量的影响
Table 2 Influence of Fusarium and Verticillium wilts with different grade to the seed yield of cotton
病 害
Disease
材 料
Material
0 级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
Ⅰ级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
比 0 级
(
- %)
Ⅱ级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
比 0 级
(
- %)
Ⅲ级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
比 0 级
(
- %)
Ⅳ级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
比 0 级
(
- %)



Fusarium
wilt
川 65 3812 2710 - 2913 2115 - 4317 — — — —
湘杂 K25 7215 4810 - 3318 1918 - 7217 1415 - 8010 415 - 9318
华杂 302 5818 4017 - 3018 3810 - 3514 3413 - 4117 2313 - 6014
荆 97228 7313 6515 - 1016 4817 - 3316 2215 - 6913 — —
荆 9621 4316 3010 - 3112 1918 - 5416 412 - 9014 — —
荆 1029 4619 3912 - 1614 2615 - 4315 — — — —
南抗 6 号 8013 5510 - 3115 3417 - 5618 2910 - 6319 1315 - 8312
通 9450 3915 1310 - 6711 — — — — 215 - 9317
新洋 911 7510 4716 - 3615 2010 - 7313 1015 - 8610 — —
泗棉 3 号 — 3310 — 1918 — 1317 — 510 —
平均 Norm 58168 39190 - 3210 27164 - 5219 18139 - 6817 9176 - 8314
949 6 期 吴征彬等 : 棉花对枯黄萎病的抗性鉴定及病害对产量的影响    

续表 2
病 害
Disease
材 料
Material
0 级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
Ⅰ级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
比 0 级
(
- %)
Ⅱ级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
比 0 级
(
- %)
Ⅲ级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
比 0 级
(
- %)
Ⅳ级 (gΠ株)
(gΠper
plant)
比 0 级
(
- %)



Vertici2
llium
wilt
川 65 — 2210 — 1813 — 1515 — 614 —
湘杂 K25 5210 4810 - 717 3517 - 3113 2518 - 5014 418 - 9018
华杂 302 6115 4210 - 3117 — — 2019 - 6610 417 - 9214
荆 97228 8814 5915 - 3217 5112 - 4211 2913 - 6619 1615 - 8113
荆 9621 3810 3015 - 1917 1510 - 6015 1511 - 6013 413 - 8817
荆 1029 — 3418 — 2212 — 1013 — — —
南抗 6 号 7213 6210 - 1412 5313 - 2613 3210 - 5517 1813 - 7417
通 9450 — 4315 — 2810 — 1817 — 1213 —
新洋 911 — 3411 — 1416 — 1313 — 510 —
泗棉 3 号 — 5815 — 3118 — 1616 — 215 —
平均 Norm 62144 43149 - 3013 30101 - 5119 19175 - 6814 8131 - 8617
3  小结与讨论
311  棉花的抗病性评价
  在 40 份抗枯萎病鉴定材料中 ,没有高抗级材
料 ,达到抗级水平的只有 4 份材料 ,结果说明长江流
域棉区的抗病育种工作亟待加强。从品种类型看 ,
除去 3 个对照品种外 ,24 个杂交棉新组合中有 2 个
达到抗级水平 ,占参试杂交棉组合的 813 % ;13 个常
规棉新品系中有 2 个达到抗级 ,占常规棉品系的
1514 %。所以提高杂交棉的抗病性更应成为当务之
急 ,这一结果与过去的研究结果基本一致[5 ,6 ] 。
在 30 份抗黄萎病鉴定材料中 ,没有高抗级材
料 ,仅 8101 (常规棉) 达到抗级水平 ,占鉴定材料总
数的 313 % ;耐病材料 26 份 ,占 8617 % ;感病 3 份 ,占
1010 %。与前些年鉴定结果相比 ,感病材料减少 ,耐
病材料增加 ,总体抗性水平有所上升 ,但抗病材料仍
然很少。从本试验同时进行抗枯萎病和黄萎病鉴定
的 19 个新品系看 ,在同一感病对照品种泗棉 3 号的
枯萎病指和黄萎病指都在 5010 的水平上时 ,19 个新
品系的平均黄萎病指为 27183 ,平均枯萎病指为
14132。这一结果说明 ,目前育成的棉花新品系、新
组合对枯萎病的抗性明显优于对黄萎病的抗性 ,棉
花抗黄萎病育种应该作为今后棉花抗病育种主攻的
重点[7 ] 。
312  棉株发病对籽棉产量的影响
棉株的发病程度与籽棉产量呈极显著负相关。
根据棉株的发病级别 ( x ) 可以对其籽棉比健株 (0
级 ,未发病)减产的百分率 ( y) 进行理论预测。其枯
萎病株不同发病级别所造成相应籽棉减产百分率的
回归方程为 : y ( %) = - 16175 - 17100 x , 即当棉株
的枯萎病为 Ⅰ级时 ,其籽棉产量比健株大约减产
33175 % ; Ⅱ级约减产 50175 % ; Ⅲ级约减产 67175 % ;
Ⅳ级约减产 84175 %。其黄萎病株不同发病级别所
造成相应籽棉减产百分率的回归方程为 : y ( %) =
- 1219 % - 18157 %x ,即当棉株的黄萎病为 Ⅰ级时 ,
其籽棉产量比健株大约减产 31147 % ; Ⅱ级约减产
50104 % ; Ⅲ级约减产 68161 % ; Ⅳ级约减产 87118 %。
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