探究大白菜黑斑病室內(nèi)苗期抗性的鑒定方法
大白菜黑斑病是由鏈格孢屬真菌所致的一種常發(fā)性病害,病原菌包括蕓薹鏈格孢(Alternaria brassicae (Berk.) Sacc.),甘藍鏈格孢(A. brassicicola)和蘿卜鏈格孢(A. japonica)3個種,其中秋冬白菜黑斑病一般由蕓薹鏈格孢引起,而春夏白菜黑斑病則主要由甘藍鏈格孢引起,是一種世界性的重要病害,最早于1836年在甘藍上發(fā)現(xiàn),1934年開始有為害大白菜的記錄[1]。大白菜黑斑病主要通過種子傳代形成異地擴散和蔓延,危害葉片和整株植物,全生育過程發(fā)病,嚴重影響白菜產(chǎn)量和質(zhì)量,成為大白菜生產(chǎn)的主要病害之一,尤其在美國、芬蘭、加拿大、中國臺灣發(fā)生較重[2,3]。我國最早在1919年于廣東省的甘藍上發(fā)現(xiàn),1937年江蘇報道其為害大白菜。20世紀70年代末,黑斑病在我國大白菜等十字花科蔬菜上逐漸嚴重起來[4]。
大白菜黑斑病主要危害葉片、葉柄及種莢。在真葉上,最初形成圓形退綠斑,病斑擴大后轉(zhuǎn)為暗黑色。全株葉片由外向內(nèi)干枯,有明顯較稀的同心輪紋,邊緣有黃色暈環(huán)。潮濕時病斑有一層黑霉。近年來,隨著春大白菜、早秋大白菜的發(fā)展,黑斑病病害問題日益突出,抗病育種是解決大白菜黑斑病經(jīng)濟而又有效的途徑,而抗性鑒定則是抗病育種的基礎(chǔ)[5]。
國內(nèi)外對白菜黑斑病的研究主要集中在黑斑病的發(fā)生和危害、寄主植物的抗性、流行病學因素、病原物生物學特性和病原物毒素研究及綜合防治等方面[6]。對于白菜黑斑病,北京市植保所李明遠[7]進行了廣泛深入的研究。1989年樊慕貞等[8]對河北省白菜黑斑病發(fā)生規(guī)律及防治進行了研究。而對白菜黑斑病鑒定方法的研究目前還比較少見,急需一種快速、簡便而又精確的抗性鑒定方法,對我國大白菜種質(zhì)資源進行篩選,以期建立簡單、快速的品種選育流程。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試黑斑病菌種(BHB)采自湖北省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜科技中心試驗基地。菌種接種前用PDA碳源減半(馬鈴薯200 g,葡萄糖/蔗糖5 g,瓊脂15 g,pH 7.0,去離子水1 000 mL) 固體培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。
供試大白菜品種為湖北省農(nóng)業(yè)科學院蔬菜科技中心提供,分別為品種1、品種2、品種3、品種4、品種5、品種6六種類型大白菜品種。
將供試的種子播種在裝有滅菌基質(zhì)的花盆(8 cm×8 cm)內(nèi),出苗后每盆留1~3株。
1.2 試驗方法
1.2.1 環(huán)境的選擇 在抗病育種過程中,大田期對黑斑病進行抗性鑒定往往由于氣候條件不適宜發(fā)病而無法進行,而苗期在室內(nèi)進行鑒定則溫濕度條件較易控制,鑒定周期短、速度快,能節(jié)省大量人力物力。為此,進行了室內(nèi)苗期鑒定蘿卜黑斑病抗性的研究,以找出更適于苗期抗病性鑒定的方法,確定苗期黑斑病適宜的誘導發(fā)病條件,并用篩選出的最適方法對大白菜種質(zhì)資源進行苗期抗病性鑒定和分級,獲得抗黑斑病材料。
1.2.2 影響因素的選擇 為選擇一個好的抗性鑒定方法,根據(jù)各國學者在這方面進行了系統(tǒng)研究,即選擇從接種物濃度、苗齡、環(huán)境溫度等各方面探討影響大白菜黑斑病抗性鑒定的因素[9]。
1.2.3 接種方法的選擇 接種方法包括拌種法、浸種法、土壤接種法、蘸根接種法、根部切傷接種法、噴霧法和針刺法[10]。在確定以接種物濃度、苗齡和溫度這3個因素為變量的情況下,選擇噴霧法對大白菜苗進行接種。
1.3 接種
將BHB菌株單孢分離同一時期的菌體都配制成孢子濃度為1.0×103、1.0×104、1.0×105、1.0×106個孢子/mL的懸浮液。
當大白菜苗長至3~4片真葉期時,將每個品種的1/3再均分成12份,平均分配到(18±1) ℃、(23±1)℃、(28±1)℃ 3個溫度條件下的光照培養(yǎng)室中適應(yīng)2 d,這2 d里,將培養(yǎng)室的溫度每天上調(diào)1 ℃,之后保持不變[11,12]。將等體積的4個不同濃度的菌懸液以噴霧法分別接種于同一品種4份大白菜苗上,蓋上保鮮膜保濕24~48 h后揭掉保鮮膜,誘導發(fā)病,接種后于每天早中晚各澆水1次,于接種后第4、7、10、14和18天進行病情調(diào)查.
當剩余的大白菜苗長至5~6片真葉期時,再將每個品種的1/2搬回培養(yǎng)室進行同樣的接種處理。待最后剩余的一批大白菜苗長至7~8片真葉期時,也對其進行同樣的接種處理。
1.4 病情指數(shù)分級
真葉期接種鑒定調(diào)查分級標準[13]:0級,無病;1級,接種葉生褐色小點,無退綠斑;3級,接種葉生直徑3 mm以下的退綠斑,無霉層;5級,接種葉生直徑3 mm以上的退綠斑,有極少霉層,病斑不連成片;7級,接種葉生直徑3 mm以上的退綠斑,有較多的霉層,病斑連成片;9級,接種葉病斑連成片,大面積枯死,霉層明顯。
1.5 抗病性劃分
病情分級調(diào)查后,計算病情指數(shù):
病情指數(shù)=[Σ(病級數(shù)×該病級發(fā)病株數(shù))/(最高發(fā)病級數(shù)×總調(diào)查株數(shù))]×100[10]。
根據(jù)發(fā)病程度進行分級[13]。免疫(I),病情指數(shù)=0;高抗(HR),病情指數(shù)=0.10~11.11;抗病(R),病情指數(shù)=11.12~33.33;中抗(MR),病情指數(shù)=33.34~55.55;感病(S),病情指數(shù)=55.56~77.77;高感(HS),病情指數(shù)=77.78~100。
1.6 數(shù)據(jù)處理
所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 11.5軟件(LSD,P<0.05)處理,采用Microsoft Office Excel 2003進行制圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 接種天數(shù)對抗性表現(xiàn)的影響
由于在接種后第4天和第7天時大白菜苗的感病情況不太明顯,而接種后第14天和第18天,多數(shù)大白菜苗因生理原因?qū)е抡昕菟溃瑹o法判斷其發(fā)病情況,因而在這4個時期進行病情調(diào)查時所得到的數(shù)據(jù)有殘缺或不準確,不能代表各個品種的大白菜苗的感病情況;而在接種后第10天時,這兩方面的問題相對而言比較小,調(diào)查所得的數(shù)據(jù)比較全面,這也與嚴紅等[14]的研究相符。因此,最終選擇用接種后第10天調(diào)查所得的數(shù)據(jù)進行制圖分析。
2.2 接種濃度對抗病性表現(xiàn)的影響
從圖1可看出,隨著接種物濃度的增加,其發(fā)病程度也相應(yīng)加強。當接種物濃度為1.0×103個孢子/mL時,由于其中某些品種的抗性比較強,發(fā)病程度比較輕,而某些品種的抗性較弱,發(fā)病較重,不能進行正確的抗性評價;而當接種物濃度為1.0×106個孢子/mL時,6個品種都嚴重發(fā)病,且基本無差異,也不能進行正確的抗性評價;當接種物濃度為1.0×104個孢子/mL或1.0×105個孢子/mL時,植株發(fā)病比較重且有差異,參考柯桂蘭等[9]的研究結(jié)果,可作為評價的濃度。
2.3 接種苗齡對抗病性表現(xiàn)的影響
從圖2可以看出,隨著苗齡的增大,植株發(fā)病程度有所下降,整體的抗病性在增強。當苗齡為5~6片真葉或7~8片真葉時,植株發(fā)病程度普遍較低且差異不大,不能進行正確的評價;當苗齡為3~4片真葉時,抗病性強的品種與抗病性弱的品種間的差異非常明顯,可作為抗病性鑒定評價的苗齡。
2.4 接種溫度對抗病性表現(xiàn)的影響
由圖3可以看出,溫度與植株發(fā)病程度呈正相關(guān)。當環(huán)境溫度為(20±1)℃時,多數(shù)品種的發(fā)病程度都比較低,不能進行正確的評價;當環(huán)境溫度為(30±1)℃時,6個品種發(fā)病程度都比較嚴重,且品種間的抗性差異與濃度和苗齡不一致,也不能進行正確的抗性評價;當環(huán)境溫度為(25±1)℃時,品種間的發(fā)病程度比較明顯且與濃度和苗齡的一致,參考柯桂蘭等[9]的研究結(jié)果,可作為抗性評價的溫度。
3 結(jié)論
本研究結(jié)果表明,在(25±1) ℃光照培養(yǎng)室內(nèi),選擇濃度為1.0×104~1.0×105個孢子/mL的黑斑病病菌孢子懸浮液噴霧接種于苗齡為3~4片真葉的大白菜幼苗,保濕24~48 h,10 d后進行病情調(diào)查,可對大白菜種質(zhì)資源抗黑斑病的級別進行正確評價。