基于新孢镰刀菌的花生果腐病抗性评价方法研究.pdf

试验研究 2023.1041渊6冤:396-401.4何凤梨.桃开心形冠层微气候与果实产量品质关系的研究D.杨凌院西北农林科技大学,2007.5王晶晶,陈奇凌,李铭,等.施肥量对滴灌骏枣光合作用尧产量及品质的影响J.湖北农业科学,2020,59渊11冤:39-42.6胡德玉.柑橘树冠层营养和果实品质的空间分布及郁闭植株改造的生理响应研究D.重庆院西南大学,2016.7杨飞袁卢桂宾袁杜俊杰袁等.树形结构对果树生产能力的影响分析J援山西林业科技袁2012袁41渊1冤院46-49援8杨喜盟,张彪,曹亚凤,等.叶面喷硒对烟富 3 号苹果树体生长尧叶片光合特性与果实品质的影响J.中国果树,2023渊4冤:31-36袁41.9刘丽,李秋利,高登涛,等.树形对桃树生长尧产量和品质的影响J.果树学报,2022,39渊1冤:36-46.10姜晓艳,李俊才,王家珍,等.不同树形对早金酥梨光合特性尧树体生长及果实品质的影响J.江苏农业科学,2022,50渊3冤:163-166.11文晓鹏,罗充,樊卫国.板栗叶片结构与光合速率J.贵州农学院学报,1995,14渊3冤:19-52.12郭瑞,周平,颜少宾,等.不同树形对桃树生长结果的影响J.东南园艺,2017,5渊4冤:17-20.13苏渤海袁范崇辉袁李国栋袁等.红富士苹果改形过程中不同树形光照分布及其对产量品质的影响J援西北农林科技大学学报渊自然科学版冤袁2008袁36渊1冤院158-16214王文军,王振磊.不同树形对灰枣叶片净光合速率及果实品质的影响研究J.农村实用技术,2019渊6冤:41-43.15张雯袁周皓袁刘翠荣袁等.不同树形对扁桃与冬小麦间作区域光环境的影响J.新疆农业科学袁2020袁57渊9冤院1639-1649.16张琦袁白团辉袁吴翠云袁等援红枣直播建园不同树形产量与品质调查研究J.北方园艺袁2013渊14冤院18-23援花生渊Arachis hypoaea L.冤是世界上广泛种植的油料作物和经济作物遥 截至 2021 年末袁我国花生种植面积达到 473 万 hm2袁位居世界第 2 位1袁花生油产量为 324.8 万 t袁约占世界总产量的 1/22遥花生产业在我国国民经济和社会发展中具有重要地位3-4遥 花生果腐病是一种世界性的严重病害5-6袁最早发现在美国袁之后在各国花生种植区普遍发生袁北美7尧澳洲8尧亚洲9尧非洲10等地均有花生果腐病的发生遥花生果腐病在我国山东11尧河北12-13尧吉林14尧河南15等地发生严重袁尤其是重茬地块有逐年加重的趋势16遥基金项目院河北省重点研发计划项目野花生现代种业科技创新团队冶渊21326316D-6冤遥作者简介院李步阳渊1998原冤袁男袁硕士袁从事花生抗病育种研究遥 E-mail院通讯作者院孙伟明渊198圆原冤袁男袁博士袁副教授袁从事农业微生物的开发与应用研究遥 E-mail院基于新孢镰刀菌的花生果腐病抗性评价方法研究李步阳1焦镇1崔顺立2孙伟明猿渊员.河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室河北秦皇岛 066000曰2.河北农业大学河北保定 071001曰3.河北科技师范学院海洋资源与环境学院河北秦皇岛 066000冤摘要院为了建立基于室内接种病原菌进行花生果腐病抗性评价的方法袁本研究以致病力为评价方法袁利用田间自然病圃筛选出的抗感品种筛选花生果腐病代表性菌株新孢镰刀菌渊F.neocosmosporiellum冤XL-3袁利用该菌株接种 32 份花生种质资源的离体花生荚果袁以果壳发病面积为分级方法获得荚果病情指数渊FDI冤袁通过聚类分析获得了基于离体花生荚果室内接种病原菌的抗性评价方法渊FDI-EC冤院高抗渊HR冤袁0约FDI臆15曰抗病渊R冤袁15约FDI臆25曰中抗渊MR冤袁25约FDI臆40曰中感渊MS冤袁40约FDI臆50曰感病渊S冤袁50约FDI臆65曰高感渊HS冤袁FDI跃65遥 筛选到高抗种质资源 4 份尧抗病种质资源室6 份尧中抗种质资源 9 份尧中感种质资源 5 份尧感病种质资源 4 份和高感种质资源 4 份遥 本研究建立了室内花生果腐病抗性品种筛选方法袁为花生果腐病抗病育种奠定了基础遥关键词院花生果腐病曰种质资源曰土传病害曰新孢镰刀菌曰抗性评价115-2023.10 试验研究据国外研究报道袁不同地域花生荚果腐烂的病原菌存在差异17遥可引起花生荚果腐烂的病原菌主要包括腐霉菌渊Pythium sp.冤18尧立枯丝核菌渊Rhizoctonia sp.冤19尧花生黑腐病菌渊Cylindrocladium paraasiticum冤20尧镰刀菌渊Fusarium sp.冤19尧白绢病菌渊Sclerotium rolfsii冤22尧小菌核菌 渊Sclerotium minor尧Chalara elegans冤21-22和侵脉新赤壳菌 渊N.vasinfecta冤渊现用名 F.neocosmo鄄sporiellum冤23遥 国内已报道的花生果腐病病原菌有新孢镰刀菌 渊F.neocosmosporiellum冤23-29尧 尖孢镰刀菌渊F.oxysporum冤30尧群结腐霉菌渊P.myriotylum Drech鄄sl冤31和立枯丝核菌渊R.solani冤32遥这些研究结果显示袁花生果腐病病原菌的种类存在地域差异袁 即使同一省份不同年份鉴定出的病原菌种类也不尽相同遥利用病原菌接种离体植物组织进行初步抗病性评价或鉴定是科研工作者经常采用的方法遥 目前袁研究人员利用群结腐霉菌尧 丽赤壳菌和尖孢镰刀菌等花生果腐病病原菌进行室内离体或活体盆栽接种袁从而建立了室内渊盆栽冤花生种质资源果腐病抗性鉴定的方法遥 然而袁以新孢镰刀菌为花生果腐病病原菌进行室内渊盆栽冤抗性评价的方法还未见报道遥 本研究利用离体花生果接种新孢镰刀菌袁 以果壳发病面积为分级标准获得荚果病情指数袁 通过聚类分析获得了基于离体花生荚果室内接种病原菌的抗性评价方法袁 为离体花生荚果接种病原菌抗性评价方法的建立奠定基础遥1材料与方法1.1供试材料花生种质资源由中国农业科学院油料作物研究所尧 河北农业大学及河北省农林科学院粮油作物研究所提供遥 新孢镰刀菌 JNH1-2尧HH-1-2 和 XL-3 为本实验室保藏的花生果腐病病原菌菌株袁 分别分离自邯郸市大名县尧 秦皇岛市昌黎县及石家庄新乐市的花生果腐病发病荚果遥1.2试验方法试验于 2022 年在河北科技师范学院昌黎校区微生物实验室进行遥 将病原菌 JNH1-2尧HH-1-2 和 XL-3分别接种于 PDA 平板袁在 28益条件下培养 2 d袁培养皿加入 5 mL 含 0.1%吐温的无菌水袁 制成 105个/mL分生孢子悬浮液袁备用遥将新鲜健康的 R5 时期离体花生荚果进行表面消毒院用自来水冲洗干净袁75%乙醇消毒 30 s袁无菌水冲洗 1 次袁灭菌吸水纸吸干表面水分曰5%次氯酸钠消毒 3 min袁无菌水冲洗 4 次袁吸干表面水分遥 表面消毒的 2 个花生品种 渊高感品种 PI162857 和抗病品种PI196622冤33离体荚果分别浸沾接种病原菌 JNH1-2尧HH-1-2 和 XL-3 分生孢子悬浮液袁 每个处理 30 个荚果袁 以无菌水为空白对照遥 接种后的荚果置于直径为 180 mm 培养皿中在 28益黑暗保湿培养袁 10 d后调查发病情况袁 依据致病力情况确定病原菌代表性菌株遥利用筛选出来的病原菌代表性菌株按照上述方法对 32 份花生种质资源进行离体花生荚果病原菌接种试验遥1.3病害分级方法病原菌离体接种试验采用的病害分级方法院0 级袁无腐烂症状曰1 级袁0耀10%腐烂症状曰2 级袁10%耀20%腐烂症状曰3 级袁20%耀30%腐烂症状曰4 级袁30%耀40%腐烂症状曰5 级袁40%耀50%腐烂症状曰6 级袁50%耀100%腐烂症状遥 按照荚果果皮腐烂面积占比调查荚果发病情况袁计算荚果病情指数遥病情指数越移 渊各级发病荚果数伊各级代表值冤/渊总果数伊最高级值冤伊100发病率越发病株/总株数伊100%1.4数据统计与分析试验数据采用 Microsoft ExceL 2017 进行数据整理袁 用 SPSS 21.0 统计软件进行数据的处理与分析遥利用欧式距离法渊euclidean distance冤计算品种间距离袁采用最远邻元素法进行系统聚类分析遥2结果与分析2.1新孢镰刀菌的致病力测定3 株病原菌对 2 个花生品种表现出不同的致病力袁 结果表明袁 高感品种 PI162857 发病率均大于80%袁 病情指数为 67.22耀69.44曰 抗病品种 PI196622发病率为 40.00%耀53.33%袁病情指数为 30.56耀36.67遥其中袁病原菌 XL-3 接种离体花生荚果的发病率和病情指数均为最高袁致病力最强袁因此选择新孢镰刀菌XL-3 为病原菌代表性菌株开展基于室内离体花生荚果的抗性评价试验渊表 1冤遥2.2基于室内离体花生荚果的抗性评价方法建立32 份种质资源的离体花生荚果接种新孢镰刀菌10 d 后进行病害分级袁计算荚果病情指数渊FDI冤袁结果显示袁供试材料的 FDI 变化范围为 10.56耀69.44袁其中湛红 2 号的 FDI 最低袁为 10.56袁中花 24 的 FDI 最高袁为 69.44遥 以 FDI 为聚类分析的统计指标袁当阈值116-试验研究 2023.10表 1不同地区接种病原菌后花生荚果发病情况病原菌菌株品种田间抗性评价发病率渊%冤病情指数HH-1-2PI162857HS86.6767.22JNH1-2PI162857HS93.3367.22XL-3PI162857HS93.3369.44HH-1-2PI196622R40.0030.56JNH1-2PI196622R46.6732.78XL-3PI196622R53.3336.67为 5.5 时袁可将供试花生种质资源聚为 6 类渊图 1冤遥第玉类有 4 份资源袁 病情指数为 65.00耀69.44袁 属于HS 类型曰 第 II 类有 5 份资源袁 病情指数为 40.67耀44.44袁属于 MS 类型曰第芋类有 4 份资源袁病情指数为 51.33耀55.56袁属于 S 类型袁第 IV 类有 8 份资源袁病情指数为 28.00耀36.67袁属于 MR 果腐病的资源类型曰图 1基于 FDI 不同花生种质资源对果腐病抗性聚类分析谱系117-2023.10 试验研究表 2室内 32 份花生种质资源抗性鉴定结果品种FDI抗性品种FDI抗性阜花 2636.00MR山花 1334.48MR阜花 3029.33MR开农 19213.33HR远杂 2434.00MR开农 176035.33MR远杂 930754.67S开农 6941.94MS豫花 2328.00MR开农 171524.00R徐 10087825.33MR粤油 180323.33R冀 54540.67MS冀农花 6 号51.33S冀 91444.00MS冀农花 8 号30.67MR冀 110455.33SPI16285769.44HS吉花 2366.67HSPI19662236.67MR皖花 414.00HR20LG1-28444.44MS皖花 1621.33R20LG1-14865.56HS山花 718.67R豫航花 7 号11.67HR山花 816.67RC14055.56S山花 944.00MS中花 2469.44HS山花 1220.00R湛红 2 号10.56HR第吁类有 5 份资源袁 病情指数为 10.56耀16.67袁 属于HR 类型曰 第遇类有 6 份资源袁 病情指数为 18.67耀25.33袁属于 R 类型遥 为了便于分析统计袁基于室内离体花生荚果的花生果腐病抗性评价方法为院HR袁0约FDI臆15曰R袁15约FDI臆25曰MR袁25约FDI臆40曰MS袁40约FDI臆50曰S袁50约FDI臆65曰HS袁FDI跃65渊表 2冤遥3讨论与结论花生果腐病是一种严重的土传病害袁 并且有逐年加重趋势遥 近年来引起了国内外学者的广泛关注袁但目前仅主要停留在对花生果腐病病原菌及其致病性的研究上袁 关于花生抗果腐病室内抗性评价方法的建立研究较少遥本研究首先对新孢镰刀菌的 3 种病原菌菌株进行致病性鉴定袁 以筛选出致病性最强的生理小种袁并用其制备的孢子悬浮液侵染离体花生荚果袁 然后进行抗性评价分析袁 最终建立了基于室内离体花生荚果的抗性评价方法遥于静等34采用盆栽花生活体接种群结腐霉菌渊P.myriotylum冤的试验方法袁在幼苗期尧 开花下针期尧 结荚期和饱果成熟期进行遥 此方法操作较为烦琐袁 试验周期较长袁 但可明显提高花生果腐病接种后的发病率遥陈明娜等35利用丽赤壳菌渊Calonectria sp.冤在花生苗期尧盛花期尧浆果期采用掩埋喷灌的接种方法对 17 个花生品种的烂果率进行统计并分析袁 建立了一种花生种质资源果腐病抗性鉴定的方法遥 该方法能够同时对多个花生种质资源进行果腐病抗性的鉴定袁结果准确可靠袁重复性好袁对抗果腐病花生品种的培育及抗病机制的研究具有重要意义遥 王冕等36利用一种尖孢镰刀菌渊Fusariumoxysporum冤 接种花生幼苗离体子叶袁 并进行划伤处理袁后期调查记录各品种的发病症状尧病斑大小及发病率袁 并由此建立了快速筛选花生抗果腐病种质资源的方法袁筛选花生抗果腐病种质资源的方法袁实验结果直观性强袁易于分级鉴定袁能够快速尧高效率地鉴定大量种质资源袁 大大缩短了种质鉴定的筛选周期袁快速为花生抗病育种提供优质资源遥 于静等37采用自然病圃鉴定法袁 筛选出豫航花 7 号为高抗花生果腐病的品种袁 中花 24 为高感花生果腐病的品种袁这与本研究结果一致袁 验证了本试验中基于室内离体花生荚果抗性评价方法的科学性与可行性遥本试验采用基于花生果壳腐烂面积的病害分级方法袁 将供试花生种质资源的果壳腐烂面积分为0 级袁无腐烂症状曰1 级袁0耀10%腐烂症状曰2 级袁10%耀20%腐烂症状曰3 级袁20%耀30%腐烂症状曰4 级袁30%耀40%腐烂症状曰5 级袁40%耀50%腐烂症状曰6 级袁50%耀118-试验研究 2023.10100%腐烂症状遥 因在进行室内离体侵染时极少存在烂果仁的情况袁一般病害表现都出现在荚果果壳上袁故将病害分级标准划分为 7 个等级袁 可使试验结果更为客观尧准确遥参考文献1中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴M.北京:中国统计出版社,2021.2王瑞元.我国花生生产尧加工及发展情况J.中国油脂,2020,45渊4冤:1-3.3廖伯寿.我国花生生产发展现状与潜力分析J.中国油料作物学报,2020,42渊2冤:161-166.4廖伯寿,殷艳,马霓.中国油料作物产业发展回顾与展望J.农学学报,2018,8渊1冤:107-112.5Wheeler T A,Howell C R,Cotton J,et al.Pythium species as鄄sociated with pod rot on west Texas peanuts and invitro sensi鄄tivity of isolates to mefenoxam and azoxystrobinJ.Peanut Sci鄄ence,2005,32渊1冤:9-13.6Frank Z R.pod rot of peanutJ.Phytopathology,1968,58:542-543.7Bell D K,Sobers E K.A peg pod and root necrosis of peanutscaused by a species ofJ.Phytopathology,1966,56渊11冤:1361-1364.8Fuhlbohm M F,Tatnell J R,Ryley M J.pathogenic on peanut in QueenslandJ.AustralasianPlant Disease Notes,2007,2:3-4.9Pan R,Guan M,Xu D,et al.black rot causedbynewly reported on peanut inChinaJ.New Disease Reports,2009,19:52.10Baard S W,Van W P S.pathogenicto groundnuts in South 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