程嘉琪 沈 鏑 李錫香 宋江萍 王海平 邱 楊

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

黃瓜白粉病的主要病原為單絲殼白粉菌（Sphaerotheca fuliginea）和二孢白粉菌（Erysiphe cichoracearum），我國(guó)白粉病發(fā)生的主要病原為前者（Xu et al.，1999；王建設(shè) 等，2003）。黃瓜的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育周期均可發(fā)生白粉病，幼苗期發(fā)病可造成黃瓜生長(zhǎng)勢(shì)減弱甚至死亡，開(kāi)花期發(fā)病可造成產(chǎn)量下降 30%～50%，生育期發(fā)病可造成瓜果畸形從而大大降低黃瓜的品質(zhì)及產(chǎn)量（羅晶晶 等，2010）。

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，防治黃瓜白粉病的方法主要是藥劑防治（周益林 等，2001），但由于白粉病病菌對(duì)殺菌劑抗藥性的產(chǎn)生以及殺菌劑對(duì)環(huán)境的污染，種植抗病品種是安全、環(huán)保和高效的控制策略，因此應(yīng)加快抗病品種的選育工作。本試驗(yàn)在自然發(fā)病條件下，對(duì) 263份黃瓜核心種質(zhì)資源進(jìn)行春、秋兩季白粉病的田間抗性評(píng)價(jià)，為黃瓜白粉病抗病品種的選育及進(jìn)一步深入挖掘抗白粉病優(yōu)異基因奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

263份黃瓜核心種質(zhì)均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所種質(zhì)資源課題組提供。其中 232份種質(zhì)來(lái)源于我國(guó)29個(gè)省、市、自治區(qū)，31份來(lái)源于印度、俄羅斯、美國(guó)等11個(gè)國(guó)家。該套材料是以國(guó)家蔬菜種質(zhì)資源中期庫(kù)中保存的約1500份黃瓜種質(zhì)資源為對(duì)象，分別從形態(tài)和分子水平研究其遺傳多樣性及其親緣關(guān)系，獲得核心種質(zhì)，再補(bǔ)充部分國(guó)外資源，經(jīng)多代自交純化，構(gòu)建基因型背景基本純合的群體材料，其來(lái)源地廣泛，多樣性豐富。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 田間試驗(yàn) 分別于2009年3月18日和7月25日對(duì)263份試驗(yàn)材料進(jìn)行浸種、25 ℃催芽、播種于10 cm×10 cm的營(yíng)養(yǎng)缽中，分別在日光溫室和塑料大棚中育苗，于4月5日和8月6日定植于北京市昌平區(qū)本所南口試驗(yàn)基地的5個(gè)塑料大棚內(nèi)。每份種質(zhì)均3次重復(fù)，每重復(fù)5株。田間施肥、澆水等均按常規(guī)栽培管理。春、秋兩季的黃瓜白粉病發(fā)生均為田間自然發(fā)病。

1.2.2 抗病性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 參照黃瓜單株白粉病病級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，分別于6月1日和10月14日調(diào)查并記載不同種質(zhì)各單株的白粉病發(fā)病病級(jí)。計(jì)算每份種質(zhì)的病情指數(shù)。

公式中si為發(fā)病級(jí)別，ni為相應(yīng)發(fā)病級(jí)別的株數(shù)，i為病情的各個(gè)級(jí)別，N為調(diào)查總株數(shù)。

參照黃瓜種質(zhì)群體對(duì)白粉病的抗性分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，確定各種質(zhì)對(duì)白粉病的抗性類(lèi)型（李錫香 等，2005）。

黃瓜單株白粉病病級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)，葉片干凈，沒(méi)有病斑；1級(jí)，葉片僅有少量病斑；2級(jí)，病斑面積占葉面積的1/3以下，白粉模糊不清，病葉數(shù)占葉片總數(shù)的1/3以下；3級(jí)，病斑面積占葉面積的1/3～2/3，白粉較為明顯，病葉數(shù)占葉片總數(shù)的1/3～2/3；4級(jí)，病斑面積占葉面積的2/3以上，白粉層較厚，病葉數(shù)占葉片總數(shù)的2/3以上；5級(jí)，白粉層較厚、連片，葉片開(kāi)始變黃、壞死，病葉數(shù)占葉片總數(shù)的2/3以上。

黃瓜種質(zhì)群體對(duì)白粉病的抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：免疫（I），病情指數(shù)=0；高抗（HR），0＜病情指數(shù)＜25；抗?。≧），25≤病情指數(shù)＜45；中抗（MR），45≤病情指數(shù)＜65；感病（S），65≤病情指數(shù)＜80；高感（HS），病情指數(shù)≥80。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 利用SAS8.1軟件對(duì)263份黃瓜核心種質(zhì)在2009年春、秋兩季的病情指數(shù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 春季田間抗病性鑒定結(jié)果

2009年春季的田間抗病性鑒定結(jié)果顯示，263份黃瓜種質(zhì)的白粉病病情指數(shù)在0～100之間，差異非常明顯，其抗性級(jí)別的次數(shù)分布見(jiàn)圖1。從圖1可以看出，3次重復(fù)均表現(xiàn)未發(fā)病的種質(zhì)為8份、高抗種質(zhì)27份、抗病種質(zhì)17份，分別占鑒定總份數(shù)的 3.0%、10.3%和 6.5%，感病和高感種質(zhì)共183份，占全部鑒定種質(zhì)的69.6%，超過(guò)半數(shù)。大部分黃瓜種質(zhì)在北京地區(qū)春季保護(hù)地栽培較易感染白粉病，且發(fā)病較重。

在春季，對(duì)白粉病的抗性級(jí)別表現(xiàn)為免疫和高抗的 35份黃瓜種質(zhì)中，30份為國(guó)內(nèi)種質(zhì)，5份為國(guó)外種質(zhì)。國(guó)內(nèi)種質(zhì)中，20份為華北型黃瓜，主要來(lái)源于山東（6份）、遼寧（4份）、吉林（2份）等地，10份為華南型黃瓜，主要來(lái)源于四川（3份）、廣東（2份）等地。5份國(guó)外種質(zhì)分別來(lái)自美國(guó)（3份）、荷蘭和蘇聯(lián)。

圖1 春、秋季黃瓜核心種質(zhì)對(duì)白粉病的抗性分布

2.2 秋季田間抗病性鑒定結(jié)果

2009年秋季的田間抗病性鑒定結(jié)果顯示，263份黃瓜種質(zhì)的白粉病病情指數(shù)在0～100之間。從抗性分布范圍可以看出，3次重復(fù)均未表現(xiàn)白粉病病癥的種質(zhì)為8份、高抗種質(zhì)26份、抗病種質(zhì)41份，共計(jì)75份，分別占鑒定總數(shù)的3.0%、9.9%和15.6%?？共?、中抗、感病和高感4個(gè)抗性級(jí)別分布的種質(zhì)份數(shù)差異不大，其中感病種質(zhì)份數(shù)略多，占總份數(shù)的 24.7%，其次為中抗和高感類(lèi)型的種質(zhì)份數(shù)，共占總鑒定種質(zhì)的46.8%（圖1）。

在秋季成株期對(duì)白粉病抗性表現(xiàn)為免疫和高抗級(jí)別的 34份種質(zhì)中，包括 6份國(guó)外種質(zhì)及28份國(guó)內(nèi)種質(zhì)。在 28份國(guó)內(nèi)種質(zhì)中，17份為華北型黃瓜，主要來(lái)源于山東（4份）、河北（2份）、江蘇（2份）、天津（2份）等地，11份為華南型黃瓜主要來(lái)自于廣東（2份）和湖北（2份）等地。6份國(guó)外種質(zhì)主要來(lái)自美國(guó)（4份）、日本（1份）及荷蘭（1份）。

2.3 不同季節(jié)的抗病性比較

利用SAS軟件對(duì)263份黃瓜種質(zhì)在2009年春、秋兩季的病情指數(shù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出，不同種質(zhì)和不同季節(jié)的抗病性差異均達(dá)到極顯著水平。

通過(guò)對(duì)春、秋兩季白粉病抗性分布區(qū)域比較發(fā)現(xiàn)，春季69.6%的黃瓜種質(zhì)對(duì)白粉病表現(xiàn)為感病或高感，而秋季僅為47.5%。其中春季高感種質(zhì)份數(shù)是秋季的2.5倍，但抗病和中抗種質(zhì)份數(shù)明顯少于秋季，高抗和免疫種質(zhì)份數(shù)相差不大。比較同一種質(zhì)在不同季節(jié)對(duì)白粉病的抗性表現(xiàn)，共83份表現(xiàn)為同一抗性級(jí)別，抗性穩(wěn)定率為31.6%。140份種質(zhì)在春季對(duì)白粉病的抗性級(jí)別低于秋季，40份種質(zhì)的變化趨勢(shì)相反。以上分析顯示：從總體趨勢(shì)看，黃瓜種質(zhì)對(duì)白粉病的抗性表現(xiàn)受環(huán)境條件影響較大，春季比秋季更易感染白粉病，且發(fā)病更重。這主要因?yàn)橥瑸榻Y(jié)果中后期，在北京地區(qū)的塑料大棚內(nèi)，春季的棚溫高，濕度大，更有利于白粉病的發(fā)生及傳播，這與前人報(bào)道的試驗(yàn)結(jié)果一致（劉龍洲 等，2008）。

表1 黃瓜種質(zhì)在2009年春、秋兩季白粉病病情指數(shù)的方差分析

2.4 高抗白粉病的黃瓜種質(zhì)

綜合比較263份黃瓜核心種質(zhì)在春、秋兩季對(duì)白粉病抗性的評(píng)價(jià)結(jié)果，共篩選獲得14份高抗白粉病種質(zhì)，其種質(zhì)名稱(chēng)、具體來(lái)源地、抗性級(jí)別及主要農(nóng)藝性狀等背景信息見(jiàn)表2。其中2份種質(zhì)在兩個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)均無(wú)白粉病病癥，田間表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗性。其生態(tài)類(lèi)型分別為華南型和華北型，表型性狀差異較大。在高抗白粉病種質(zhì)中，7份為我國(guó)的華北型黃瓜，主要來(lái)源于遼寧、山東和天津，占高抗種質(zhì)的一半。4份華南型黃瓜主要來(lái)源于廣東（2份)、遼寧（1份）及湖北（1份），3份國(guó)外種質(zhì)均來(lái)源于美國(guó)。上述高抗材料的獲得為進(jìn)一步深入挖掘抗白粉病基因提供了材料基礎(chǔ)。

表2 高抗白粉病黃瓜種質(zhì)的種質(zhì)名稱(chēng)、來(lái)源地、抗性類(lèi)型及主要農(nóng)藝性狀

3 討論

白粉病是一種典型的空氣傳播病害，在保護(hù)地中可能短短幾天就會(huì)傳遍全棚。目前，抗病性鑒定主要有苗期人工接種鑒定和成株期田間鑒定評(píng)價(jià)兩種方法。苗期鑒定占地少，可人為控制光照、溫度和濕度等外界環(huán)境因素，使試驗(yàn)條件盡可能一致。田間發(fā)病相對(duì)人工接種較為均勻，在同樣的土壤、氣候及栽培管理?xiàng)l件下調(diào)查不同黃瓜種質(zhì)的發(fā)病情況，可較真實(shí)地反映各種質(zhì)對(duì)白粉病的抗性差異（蔡建華 等，2006）。王建設(shè)和陳杭（2000）對(duì)34份甜瓜材料苗期及成株期對(duì)白粉病的抗性進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)部分材料在苗期和成株期表現(xiàn)的抗性并不相同。Morishita等（2003）認(rèn)為有些黃瓜品種對(duì)白粉病的抗性并不穩(wěn)定，隨著溫度的變化而發(fā)生相應(yīng)的改變。Sakata等（2006）在RIL群體中共檢測(cè)到5個(gè)與黃瓜白粉病抗性相關(guān)的QTL位點(diǎn)，在20 ℃和26 ℃，只有1個(gè)QTL同時(shí)被檢測(cè)到。本試驗(yàn)中，大部分種質(zhì)在不同季節(jié)表現(xiàn)出不同的抗性水平，抗性穩(wěn)定率僅有31.6%。獲得的14份高抗種質(zhì)還需進(jìn)行苗期人工接種鑒定，以評(píng)價(jià)其苗期抗性。

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為黃瓜白粉病抗性是由隱性多基因控制的數(shù)量性狀，隱性基因的個(gè)數(shù)也有不同（Barnes ＆ Epps，1956；Fugieba ＆ Akiya，1962；Kooistra，1968；呂淑珍 等，1990；張素琴 等，2005）；也有學(xué)者認(rèn)為黃瓜白粉病抗性是由1對(duì)單隱性基因控制（劉龍洲 等，2008）或1個(gè)隱性主效基因控制（毛愛(ài)軍 等，2005；王振國(guó)，2007）。上述研究結(jié)果的差異與試驗(yàn)所用的不同抗病基因源有關(guān)，在黃瓜中也可能存在不同的抗白粉病基因。據(jù)報(bào)道，國(guó)際小麥基因命名委員會(huì)正式命名了來(lái)自39個(gè)位點(diǎn)的55個(gè)白粉病抗病基因（Pm1～Pm39），仍有學(xué)者從新的抗病基因源中挖掘到小麥白粉病抗病新基因PmHNK（李春鑫 等，2009）。本試驗(yàn)以基于國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)保存資源構(gòu)建的 263份黃瓜核心種質(zhì)為研究對(duì)象，利用春、秋兩季田間自然發(fā)病，評(píng)價(jià)了群體的白粉病抗性，從中篩選獲得表型差異較大、基因型背景較純合的14份高抗白粉病種質(zhì)，不僅可直接用于抗病育種，而且為從不同抗病基因源中挖掘白粉病抗病基因提供了豐富的材料基礎(chǔ)。

蔡建華，黃奔立，朱鍵鑫，陳學(xué)好，張順琦.2006.黃瓜不同種質(zhì)材料白粉病田間發(fā)病調(diào)查及抗性分析.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，（6）：152-155.

李春鑫，許為鋼，王根松，胡琳，張磊，張建周，董海濱.2009.小麥白粉病抗病新基因PmHNK的遺傳分析和分子標(biāo)記定位.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，42（8）：2771-2777.

李錫香，朱德蔚，杜永臣，沈鏑，王海平，王立浩.2005.黃瓜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn).北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社：85-86.

劉龍洲，蔡潤(rùn)，袁曉君，何歡樂(lè)，潘俊松.2008.黃瓜抗白粉病QTL分子標(biāo)記定位.中國(guó)科學(xué)C輯：生命科學(xué)，38（9）：851-856.

羅晶晶，齊曉花，陳學(xué)好.2010.瓜類(lèi)作物白粉病抗性遺傳機(jī)制.分子植物育種，8（3）：556-562.

呂淑珍，霍振榮，陳正式，馬德華.1990.黃瓜霜霉病、白粉病抗性遺傳研究初報(bào).天津農(nóng)林科技，（2）：22-24.

毛愛(ài)軍，張峰，張海英，張麗蓉，王永健.2005.兩個(gè)黃瓜品種對(duì)白粉病的抗性遺傳分析.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，21（6）：302-305.

王建設(shè)，陳杭.2000.甜瓜抗白粉病鑒定.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，15（1）：125-128.

王建設(shè)，宋曙輝，孟淑春，陳貴林.2003.兩個(gè)甜瓜品種對(duì)白粉病菌的抗性遺傳分析.華北農(nóng)學(xué)報(bào)，18（2）：63-65.

王振國(guó).2007.黃瓜白粉病抗性基因遺傳規(guī)律和相關(guān)分子標(biāo)記的研究〔碩士論文〕.哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué).

張素琴，顧興芳，張圣平，鄒志榮.2005.黃瓜白粉病抗性遺傳機(jī)制的研究.園藝學(xué)報(bào)，32（5）：899-901.

周益林，段霞瑜，盛寶欽.2001.植物白粉病的化學(xué)防治進(jìn)展.農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，3（2）：12-18.

Barnes W C，Epps W M.1956.Powdery mildew resistance in South Carolina cucumbers.Plant Disease Report，40：10-93.

Fugieda K，Akiya Y.1962.Genetic study of powdery mildew resistance and spine color on fruit in cucumber.Journal of the Japanese Society for Horticultural Science，31：30-32.

Kooistra E.1968.Powdery mildew resistance in cucumber.Euphytica，17：236-244.

Morishita M，Sugiyam A K，Saito T，Sakata Y.2003.Powdery mildew resistance in cucumber.Japan Agricultural Research Quarterly，37（1）：7-14.

Sakata Y，Kubo N，Morishita M，Kitadani E，Suigiyama M，Hirai M.2006.QTL analysis of powdery mildew resistance in cucumber（Cucumis sativus L.）.Theor Appl Genet，112：243-250.

Xu Zhihao，Shou Weilin，Huang Kaimei，Zhou Shengjun.1999.Determination of physiological race of powdery mildew and its virulence to different melon genotypes.Acta Agriculturae Zhejiangensis，11（5）：245-248.