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        菜用大豆品種資源對(duì)大豆花葉病毒病的抗性評(píng)價(jià)

        2015-11-25 08:32:00宋榮浩顧衛(wèi)紅楊紅娟朱麗華李超漢智海劍
        植物保護(hù) 2015年2期
        關(guān)鍵詞:大豆資源

        宋榮浩, 顧衛(wèi)紅, 馬 坤, 楊紅娟, 朱麗華, 李超漢, 智海劍

        (1. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,上海市設(shè)施園藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 上海 201106;2. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所,上海 201106; 3. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆研究所,南京 210095)

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        菜用大豆品種資源對(duì)大豆花葉病毒病的抗性評(píng)價(jià)

        宋榮浩1, 顧衛(wèi)紅2*, 馬 坤2, 楊紅娟2, 朱麗華2, 李超漢2, 智海劍3

        (1. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,上海市設(shè)施園藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 上海 201106;2. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所,上海 201106; 3. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆研究所,南京 210095)

        對(duì)40個(gè)供試菜用大豆品種進(jìn)行了抗2個(gè)SMV流行株系的鑒定。結(jié)果表明,有4個(gè)品種抗SC-3株系, 分別是‘蘇鮮4號(hào)’、‘浙鮮豆5號(hào)’、‘奎豐4號(hào)’和‘KVS124’; ‘浙農(nóng)8號(hào)’和‘蘇鮮4號(hào)’抗SC-7 株系,‘蘇鮮4號(hào)’兼抗SC-3和SC-7株系。這些品種可作為抗源用于抗病品種選育和與抗性遺傳相關(guān)的研究。此外,還鑒定篩選出‘通豆6號(hào)’、‘青酥2號(hào)’、‘青酥4號(hào)’、‘青酥5號(hào)’和‘青酥6號(hào)’等5個(gè)品種對(duì)SMV 的主要流行株系SC-3表現(xiàn)耐病,這些品種可直接用于菜用大豆的生產(chǎn)。研究還顯示,來(lái)自江蘇地區(qū)的育成品種抗性相對(duì)較好,而來(lái)自上海崇明的地方大豆品種資源抗性普遍較差,這可能與該地區(qū)流行的SMV株系的類(lèi)型相關(guān)。

        菜用大豆; 品種資源; 大豆花葉病毒??; 抗性評(píng)價(jià)

        菜用大豆是我國(guó)南方地區(qū)居民喜食的傳統(tǒng)特色蔬菜[1],近二十年,已迅速發(fā)展成為我國(guó)出口的大宗蔬菜[2-3],年栽培面積已達(dá)33.3萬(wàn)hm2以上。隨著菜用大豆栽培面積的不斷擴(kuò)大,各類(lèi)病害發(fā)生逐年加重,其中,大豆花葉病毒(Soybeanmosaicvirus, SMV)病是眾多大豆病害中影響最大、地域分布最廣的病害,它不僅可致植株大量落花落莢,嚴(yán)重影響鮮莢的產(chǎn)量,還可造成鮮莢嚴(yán)重畸形,大大影響鮮莢的外觀品質(zhì),已成為我國(guó)南方地區(qū)菜用大豆出口生產(chǎn)的重要障礙[4-5]。選育和推廣抗SMV的菜用大豆新品種是解決該問(wèn)題的最為經(jīng)濟(jì)有效的途徑。

        目前,國(guó)內(nèi)針對(duì)糧用大豆抗SMV的育種研究報(bào)道較多,且已有一大批糧用大豆品種育成[6-7],但有關(guān)菜用大豆抗SMV的育種研究報(bào)道較少。近年來(lái),我國(guó)雖有菜用大豆新品種育成的報(bào)道[8-10 ],但因這些品種的抗病性不穩(wěn)定或受生態(tài)型及栽培適應(yīng)性的限制,尚未能在我國(guó)大面積推廣應(yīng)用。為提高我國(guó)菜用大豆品種對(duì)SMV的抗病性,國(guó)家大豆品種審定委員會(huì)已將新品種對(duì)SMV的抗性作為參試品種的必測(cè)指標(biāo),表現(xiàn)感病的品種不能參加區(qū)試或?qū)彾?。因此,在目前尚無(wú)理想抗病品種情況下, 必須首先尋找對(duì)我國(guó)主要流行或強(qiáng)致病SMV株系表現(xiàn)抗病的種質(zhì), 以便直接利用或作為抗病育種的親本材料。

        1 材料與方法

        1.1 供試菜用大豆品種和SMV株系

        供試菜用大豆品種資源的名稱(chēng)、來(lái)源及類(lèi)型等見(jiàn)表1,包括來(lái)源于上海崇明的地方優(yōu)良菜用大豆品種資源,從臺(tái)灣亞洲蔬菜研究發(fā)展中心(簡(jiǎn)稱(chēng)AVRDC)和日本等地引進(jìn)的部分菜用大豆品種資源及江蘇、浙江和上海地區(qū)自選育成的部分菜用大豆代表品種。

        表1 供試菜用大豆品種資源的來(lái)源和類(lèi)型

        供試SMV株系為SC-3和SC-7, 其中SC-3是黃淮海和長(zhǎng)江流域大豆產(chǎn)區(qū)的弱毒優(yōu)勢(shì)株系, SC-7是黃淮海、長(zhǎng)江流域以及北方春大豆產(chǎn)區(qū)的強(qiáng)毒優(yōu)勢(shì)株系[11]。2 個(gè)株系在防蟲(chóng)溫室內(nèi)隔離繁殖,保存在感病大豆品種‘南農(nóng)1138-2 ’上。

        1.2 網(wǎng)室人工接種鑒定及抗性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        SMV接種參照Z(yǔ)hi等[12]的方法,于2012年春將40個(gè)菜用大豆品種播種于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江浦實(shí)驗(yàn)站防蟲(chóng)網(wǎng)室內(nèi)。采用盆栽方式,每個(gè)品種播種4盆,出苗后去除種傳病苗,每盆定苗10株。每個(gè)株系接種2盆,設(shè)2個(gè)重復(fù)。在第1對(duì)真葉和第1片復(fù)葉展開(kāi)時(shí)分別接種1次,接種30 d 后癥狀穩(wěn)定時(shí)調(diào)查各品種的病情。

        各品種的病情調(diào)查主要包括癥狀類(lèi)型、發(fā)病率和病級(jí)。癥狀類(lèi)型主要分花葉和壞死2種,并根據(jù)花葉和壞死的程度各分為5級(jí),如在同一植株上同時(shí)出現(xiàn)花葉、壞死2種癥狀時(shí), 病級(jí)取級(jí)別高者,在此基礎(chǔ)上計(jì)算病情指數(shù)[12]。單株病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照智海劍等[13]的方法,品種抗性分類(lèi)根據(jù)病情指數(shù)分為6級(jí)。高抗: 無(wú)可見(jiàn)系統(tǒng)癥狀, 病情指數(shù)為0; 抗病: 病情指數(shù)在1~20之間; 中抗: 病情指數(shù)在21 ~ 35之間; 中感: 病情指數(shù)在36 ~ 50 之間; 感病: 病情指數(shù)在51~70之間; 高感: 病情指數(shù)大于70。

        1.3 大田自然感SMV程度調(diào)查

        于2012年4月9日和2013年4月11日,連續(xù)兩年采用地膜覆蓋露地栽培方式,將40份菜用大豆品種資源種植于上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所良種試驗(yàn)場(chǎng)。大田試驗(yàn)設(shè)3個(gè)重復(fù),每品種每個(gè)重復(fù)播種3行,行長(zhǎng)3 m,行距0.45 m,株距0.35 m,播種時(shí)每穴播種2粒,出苗后再定苗1株,按常規(guī)春大豆生產(chǎn)進(jìn)行大田管理,于開(kāi)花結(jié)莢始期調(diào)查各品種資源在自然發(fā)病情況下的病情表現(xiàn)。大田各品種感SMV的嚴(yán)重度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照蓋鈞鎰等[14]的方法。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 網(wǎng)室內(nèi)人工接種SMV抗性鑒定結(jié)果

        在網(wǎng)室內(nèi)隔離條件下,人工接種鑒定40份菜用大豆品種資源對(duì)SMV的抗性,結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn),品種間對(duì)SMV 2 個(gè)流行株系的抗性表現(xiàn)有差異。 供試品種中,對(duì)SC-3表現(xiàn)抗病的品種有‘蘇鮮4號(hào)’、‘奎豐4號(hào)’、‘浙鮮豆5號(hào)’和‘KVS124’等,對(duì)SC-7表現(xiàn)抗病的品種有‘蘇鮮4號(hào)’和‘浙農(nóng)8號(hào)’。上述品種雖然對(duì)SC-3或SC-7表現(xiàn)系統(tǒng)感染, 不具有抗侵染特性, 但具有較好的抗擴(kuò)展特性, 尤其‘蘇鮮4號(hào)’的病情指數(shù)較低,可作為菜用大豆抗擴(kuò)展特性遺傳育種研究的抗源[15]。而且,‘蘇鮮4號(hào)’對(duì)SMV 的2個(gè)株系同時(shí)表現(xiàn)抗擴(kuò)展特性,是對(duì)SC-3和SC-7表現(xiàn)疊合抗性的優(yōu)良菜用大豆種質(zhì)資源。

        表2 供試菜用大豆品種資源對(duì)SMV兩個(gè)流行株系的抗性反應(yīng)1)

        1) DI: 病情指數(shù);RR: 抗性評(píng)價(jià);HR: 高抗;R: 抗??;MR: 中抗;MS: 中感;S: 感??;HS: 高感。

        DI: Disease index; RR: Resistance result; HR: High resistant; R: Resistant; MR: Moderate resistant; MS: Moderate susceptible; S: Susceptible; HS: High susceptible.

        此外,供試品種中,對(duì)SC-3表現(xiàn)中抗的品種有‘上海青’、‘浙農(nóng)8號(hào)’、‘蘇鮮2號(hào)’、‘通豆六號(hào)’、‘AVR-1’、‘AVR-3’、‘AVR-9’、‘綠光74’、‘青酥2號(hào)’、‘青酥4號(hào)’、‘青酥5號(hào)’、‘青酥6號(hào)’、‘早生白毛’和‘濃姬’,對(duì)SC-7表現(xiàn)中抗的品種有‘奎豐4號(hào)’、‘AVR-3’‘AVR-9’、‘青酥2號(hào)’和‘青酥6號(hào)’,其中‘AVR-9’、‘青酥2號(hào)’和‘青酥6號(hào)’等對(duì)SC-3和SC-7同時(shí)表現(xiàn)中抗;‘KVS124’對(duì)SC-3和SC-7分別表現(xiàn)為抗和中抗,是具有疊合耐病性的優(yōu)良菜用大豆品種資源。

        進(jìn)一步根據(jù)各品種的來(lái)源地分布進(jìn)行抗性分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),來(lái)自江蘇的5個(gè)育成品種接種SC-3和SC-7株系后平均病情指數(shù)分別為26.6 和35.4;來(lái)自浙江的5個(gè)育成品種接種SC-3和SC-7后平均病情指數(shù)分別為31.8和50.0;來(lái)自上海的5個(gè)育成品種接種SC-3和SC-7后平均病情指數(shù)分別為36.2和42.6;來(lái)自臺(tái)灣的10個(gè)品種接種SC-3和SC-7后平均病情指數(shù)分別為34.9 和45.9。此結(jié)果顯示江蘇產(chǎn)區(qū)的品種對(duì)SMV的抗性總體表現(xiàn)較好,大部分品種具有疊合抗性,與智海劍等的研究結(jié)果一致[15]。來(lái)自浙江、上海和臺(tái)灣(AVRDC)的育成品種對(duì)SMV的抗性表現(xiàn)相當(dāng),大部分品種對(duì)SC-3表現(xiàn)中抗,而對(duì)SC-7表現(xiàn)感病。

        來(lái)自日本的品種接種SC-3和SC-7后的平均病情指數(shù)分別為41.6 和55.8, 表明日本的大多數(shù)品種對(duì)SC-3和SC-7的抗性較差。而來(lái)自上海崇明的10個(gè)地方大豆品種接種SC-3和SC-7后的平均病情指數(shù)為46.5 和51.7,表明崇明的地方品種資源對(duì)SC-3和SC-7的抗性較差。

        2.2 大田自然感SMV程度調(diào)查結(jié)果

        表3列出了供試品種在上海地區(qū)大田露地自然栽培條件下,對(duì)SMV的感病程度。結(jié)果顯示,供試品種中沒(méi)有免疫品種,表現(xiàn)抗病的品種有10個(gè),分別是‘蘇鮮2號(hào)’、‘蘇鮮4號(hào)’、‘奎豐4號(hào)’、‘浙農(nóng)8號(hào)’、‘浙鮮豆5號(hào)’、‘AVR-1’、‘AVR-9’、‘KVS124’、‘青酥2號(hào)’和‘青酥6號(hào)’;表現(xiàn)中抗(耐病)的品種有21個(gè),主要為來(lái)自江蘇、浙江和上海等地自選育成的新品種及來(lái)自臺(tái)灣(AVRDC)的部分品種;表現(xiàn)感病的品種有9個(gè),主要為來(lái)源于上海崇明島的地方品種。供試品種中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重感病的品種。

        表3 大田自然條件下不同來(lái)源菜用大豆品種資源感染SMV的程度1)

        1) 表中數(shù)據(jù)為兩年調(diào)查的平均值。

        The data in the table are mean values of two years.

        表3的結(jié)果顯示,不同品種對(duì)SMV的感病程度有較大差異,總體表現(xiàn)與室內(nèi)鑒定結(jié)果一致。但在大田露地自然栽培條件下,大部分品種對(duì)SMV的感病程度比室內(nèi)人工接種鑒定結(jié)果明顯減輕,品種的病級(jí)大都在0~3級(jí),這可能是由于所鑒定年份是SMV的非主要株系流行年份,或是該鑒定年份流行的SMV株系毒性較低。

        3 討論

        本研究發(fā)現(xiàn),不同菜用大豆品種接種同一個(gè)病毒株系, 以及同一個(gè)菜用大豆品種接種不同的病毒株系之后,其抗性存在差異, 由此說(shuō)明品種和株系間存在相互作用。供試的菜用大豆品種資源中沒(méi)有對(duì)SMV 2個(gè)株系表現(xiàn)高抗的品種,但不同來(lái)源的菜用大豆品種資源對(duì)SMV的抗性存在顯著差異。來(lái)自江蘇地區(qū)的品種資源對(duì)SMV 的 2 個(gè)流行株系的抗性明顯強(qiáng)于其他地區(qū),可能是因?yàn)榻K地區(qū)是SMV的高發(fā)地區(qū),病毒株系復(fù)雜, 且致病力強(qiáng),所以在病害流行的選擇壓力下,該地區(qū)育成的品種累積了較多的抗性基因,從而表現(xiàn)出較好的抗性。接種SMV的 2 個(gè)流行株系后,來(lái)源于浙江和上海地區(qū)新育成菜用大豆品種的平均病情指數(shù)也相對(duì)較低,顯示浙江和上海地區(qū)新育成菜用大豆品種的抗性總體較好。

        其次,來(lái)源于臺(tái)灣(AVRDC)的品種資源對(duì)SMV 2 個(gè)流行株系的抗性差異較大,大部分品種表現(xiàn)感病,但從中鑒定篩選出‘KVS124’對(duì)SC-3表現(xiàn)抗病同時(shí)對(duì)SC-7表現(xiàn)中抗的雙抗種質(zhì),此外,還篩選出‘AVR-1’、‘AVR-3’、‘AVR-9’和‘綠光74’等4個(gè)對(duì)SC-3表現(xiàn)較好數(shù)量抗性的資源,而且這些種質(zhì)兼具優(yōu)異農(nóng)藝性狀,部分品種在國(guó)內(nèi)有一定面積的推廣,是開(kāi)展菜用大豆抗病和優(yōu)質(zhì)育種的優(yōu)異資源。

        本研究發(fā)現(xiàn),來(lái)源于日本的 5 個(gè)菜用大豆品種資源對(duì)SMV的 2 個(gè)流行株系的抗性相對(duì)較差,而且這些品種引進(jìn)國(guó)內(nèi)后,因栽培適應(yīng)性較差,均未能在我國(guó)推廣。來(lái)源于上海崇明的地方品種資源對(duì)SMV 2個(gè)流行株系的抗性普遍較差,這和以往大豆對(duì)SMV 的抗源多來(lái)自農(nóng)家品種或地方品種[16-17], 新培育的品種很少[18]的結(jié)果不一致。這可能是因?yàn)樗臃N的SC-3和SC-7株系均為黃淮和長(zhǎng)江流域的流行株系, 它們雖然在其他地區(qū)普遍存在, 但可能因崇明島嶼的天然阻隔,這兩個(gè)株系在崇明地區(qū)不存在,或是非主要流行株系, 當(dāng)?shù)氐钠贩N不是在這兩個(gè)株系的侵染壓力下自然選擇保留下來(lái),因此,這些品種對(duì)SMV 2個(gè)株系的抗性較差。

        在大田自然栽培條件下,大多數(shù)品種的感病程度明顯減輕,且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重感病的品種。這可能是因?yàn)樵谡D攴?田間自然侵染壓力較小,品種的癥狀反應(yīng)較輕。其次,在大田自然條件下流行的大豆花葉病毒實(shí)際上是多個(gè)株系的混合群體,其中1~2個(gè)株系可能是流行株系,在群體中占有相對(duì)較高比率[11]。因此,各品種的大田抗病性反應(yīng)具有相對(duì)的代表性。

        目前,我國(guó)多數(shù)地區(qū)育成推廣的專(zhuān)用型菜用大豆品種都是‘AGS292’和‘臺(tái)75-1’的衍生種。本研究的結(jié)果表明,這兩個(gè)品種對(duì)SMV 2個(gè)株系的抗性都較差,這可能是導(dǎo)致我國(guó)各地菜用大豆SMV發(fā)生逐年加重的原因。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)菜用大豆品種的遺傳基礎(chǔ)狹窄, 缺乏有效的抗源, 導(dǎo)致我國(guó)菜用大豆的抗病育種難以取得突破性進(jìn)展。本研究利用SMV的SC-3和SC-7流行株系對(duì)來(lái)源于江蘇、浙江、上海、臺(tái)灣和日本等地的40份菜用大豆品種進(jìn)行 抗SMV的室內(nèi)人工接種鑒定,從江蘇產(chǎn)區(qū)的育成品種中篩選出2個(gè)對(duì)SC-3和SC-7流行株系表現(xiàn)抗病的品種;從浙江產(chǎn)區(qū)的育成品種中篩選出 1 個(gè)對(duì)SMV的 2 個(gè)流行株系表現(xiàn)抗病的品種,這些抗病品種可以作為菜用大豆抗病育種的親本[19]。同時(shí),還篩選出一批對(duì)SMV的 2 個(gè)流行株系表現(xiàn)耐病的品種,這些耐病品種大部分都是近幾年育成的新品種, 綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良,可以直接應(yīng)用于生產(chǎn),而且在抗病育種上也具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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        [18]王月明,侯春燕,張孟臣,等.河北省推廣大豆品種對(duì)6個(gè)SMV株系的抗性鑒定[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2006,21(增刊):183-186.

        [19]智海劍, 蓋鈞鎰. 大豆對(duì)大豆花葉病毒抗侵染與抗擴(kuò)展育種應(yīng)用的討論[ J]. 作物雜志,2005(3): 4-6.

        Identification of Soybean mosaic virus resistance in vegetable soybean

        Song Ronghao1,Gu Weihong2,Ma Kun2,Yang Hongjuan2,Zhu Lihua2,Li Chaohan2, Zhi Haijian3

        (1. Institute of Plant Protection, Shanghai Academy of Agricultural Sciences, Shanghai Key Lab of Protected Horticultural Technology, Shanghai 201106, China; 2. Horticultural Research Institute,Shanghai Academy of Agricultural Sciences, Shanghai 201106,China; 3. Soybean Research Institute, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

        Forty vegetable soybean varieties or landraces collected from different regions were tested for theSoybeanmosaicvirus(SMV) resistance to two strains, SC-3 and SC-7. The results showed that four varieties, ‘Suxian 4’, ‘Zhexiandou 5’, ‘Kuifeng 4’, and ‘KVS124’, were resistant to strain SC-3, and two varieties, ‘Suxian 4’ and ‘Zhenong 8’, were resistant to strain SC-7. ‘Suxian 4’ was resistant to the two strains. These resistant varieties can be utilized in resistance breeding or used for studying the genetic mechanism of SMV resistance. Several varieties, including ‘Tongdou 6’, ‘Qingsu 2’, ‘Qingsu 4’,‘Qingsu 5’, and ‘Qingsu 6’, were tolerant/resistant to strain SC-3, and also have other excellent agronomic traits. These varieties could be used directly in vegetable soybean production. In addition, varieties from Jiangsu Province had relatively more SMV resistance than those from other regions, and those landraces from Shanghai Chongming island were generally more susceptible than those from other regions, which might be due to different prevalent SMV strains in different regions.

        vegetable soybean; variety;Soybeanmosaicvirus; resistance evaluation

        2014-03-12

        2014-04-09

        上海市科委重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(12391900900);上海市科技興農(nóng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目[滬農(nóng)科攻字(2013)第1-3號(hào)];上海市科技興農(nóng)推廣項(xiàng)目[滬農(nóng)科推字(2011)第2-3號(hào)]

        S 435.651

        A

        10.3969/j.issn.0529-1542.2015.02.031

        * 通信作者 E-mail: Guwh518@163.com

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