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(lán)鏈格孢(A. brassicicola)和蘿卜鏈格孢(A. japonica)3個(gè)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(lán)鏈格孢引起,是一種世界性的重要病害,最早于1836年在甘藍(lán)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?cái)U(kuò)散和蔓延,危害葉片和整株植物,全生育過程發(fā)病,嚴(yán)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(tái)灣發(fā)生較重[2,3]。我國最早在1919年于廣東省的甘藍(lán)上發(fā)現(xiàn),1937年江蘇報(bào)道其為害大白菜。20世紀(jì)70年代末,黑斑病在我國大白菜等十字花科蔬菜上逐漸嚴(yán)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(kuò)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(shí)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(jì)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(duì)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(xué)因素、病原物生物學(xué)特性和病原物毒素研究及綜合防治等方面[6]。對(duì)于白菜黑斑病,北京市植保所李明遠(yuǎn)[7]進(jìn)行了廣泛深入的研究。1989年樊慕貞等[8]對(duì)河北省白菜黑斑病發(fā)生規(guī)律及防治進(jìn)行了研究。而對(duì)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(jiǎn)便而又精確的抗性鑒定方法,對(duì)我國大白菜種質(zhì)資源進(jìn)行篩選,以期建立簡(jiǎn)單、快速的品種選育流程。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
供試黑斑病菌種(BHB)采自湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜科技中心試驗(yàn)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(jìn)行培養(yǎng)。
供試大白菜品種為湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(yàn)方法
1.2.1 環(huán)境的選擇 在抗病育種過程中,大田期對(duì)黑斑病進(jìn)行抗性鑒定往往由于氣候條件不適宜發(fā)病而無法進(jìn)行,而苗期在室內(nèi)進(jìn)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(jìn)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(dǎo)發(fā)病條件,并用篩選出的最適方法對(duì)大白菜種質(zhì)資源進(jìn)行苗期抗病性鑒定和分級(jí),獲得抗黑斑病材料。
1.2.2 影響因素的選擇 為選擇一個(gè)好的抗性鑒定方法,根據(jù)各國學(xué)者在這方面進(jìn)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(gè)因素為變量的情況下,選擇噴霧法對(duì)大白菜苗進(jìn)行接種。
1.3 接種
將BHB菌株單孢分離同一時(shí)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(gè)孢子/mL的懸浮液。
當(dāng)大白菜苗長(zhǎng)至3~4片真葉期時(shí),將每個(gè)品種的1/3再均分成12份,平均分配到(18±1) ℃、(23±1)℃、(28±1)℃ 3個(gè)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(gè)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(dǎo)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(jìn)行病情調(diào)查.
當(dāng)剩余的大白菜苗長(zhǎng)至5~6片真葉期時(shí),再將每個(gè)品種的1/2搬回培養(yǎng)室進(jìn)行同樣的接種處理。待最后剩余的一批大白菜苗長(zhǎng)至7~8片真葉期時(shí),也對(duì)其進(jìn)行同樣的接種處理。
1.4 病情指數(shù)分級(jí)
真葉期接種鑒定調(diào)查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[13]:0級(jí),無病;1級(jí),接種葉生褐色小點(diǎn),無退綠斑;3級(jí),接種葉生直徑3 mm以下的退綠斑,無霉層;5級(jí),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(jí),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(jí),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(jí)調(diào)查后,計(jì)算病情指數(shù):
病情指數(shù)=[Σ(病級(jí)數(shù)×該病級(jí)發(fā)病株數(shù))/(最高發(fā)病級(jí)數(shù)×總調(diào)查株數(shù))]×100[10]。
根據(jù)發(fā)病程度進(jìn)行分級(jí)[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(jìn)行制圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 接種天數(shù)對(duì)抗性表現(xiàn)的影響
由于在接種后第4天和第7天時(shí)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(gè)時(shí)期進(jìn)行病情調(diào)查時(shí)所得到的數(shù)據(jù)有殘缺或不準(zhǔn)確,不能代表各個(gè)品種的大白菜苗的感病情況;而在接種后第10天時(shí),這兩方面的問題相對(duì)而言比較小,調(diào)查所得的數(shù)據(jù)比較全面,這也與嚴(yán)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(jìn)行制圖分析。
2.2 接種濃度對(duì)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(qiáng)。當(dāng)接種物濃度為1.0×103個(gè)孢子/mL時(shí),由于其中某些品種的抗性比較強(qiáng),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(jìn)行正確的抗性評(píng)價(jià);而當(dāng)接種物濃度為1.0×106個(gè)孢子/mL時(shí),6個(gè)品種都嚴(yán)重發(fā)病,且基本無差異,也不能進(jìn)行正確的抗性評(píng)價(jià);當(dāng)接種物濃度為1.0×104個(gè)孢子/mL或1.0×105個(gè)孢子/mL時(shí),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(píng)價(jià)的濃度。
2.3 接種苗齡對(duì)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(qiáng)。當(dāng)苗齡為5~6片真葉或7~8片真葉時(shí),植株發(fā)病程度普遍較低且差異不大,不能進(jìn)行正確的評(píng)價(jià);當(dāng)苗齡為3~4片真葉時(shí),抗病性強(qiáng)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(píng)價(jià)的苗齡。
2.4 接種溫度對(duì)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(dāng)環(huán)境溫度為(20±1)℃時(shí),多數(shù)品種的發(fā)病程度都比較低,不能進(jìn)行正確的評(píng)價(jià);當(dāng)環(huán)境溫度為(30±1)℃時(shí),6個(gè)品種發(fā)病程度都比較嚴(yán)重,且品種間的抗性差異與濃度和苗齡不一致,也不能進(jìn)行正確的抗性評(píng)價(jià);當(dāng)環(huán)境溫度為(25±1)℃時(shí),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(píng)價(jià)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(gè)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(jìn)行病情調(diào)查,可對(duì)大白菜種質(zhì)資源抗黑斑病的級(jí)別進(jìn)行正確評(píng)價(jià)。