張 瑋, 姚晟偉, 張國軍, 謝 悅, 李興紅*, 徐海英*

(1. 北京市農(nóng)林科學院植物保護環(huán)境保護研究所, 北京 100097; 2. 北京市農(nóng)林科學院林業(yè)果樹研究所, 北京 100093)

中國葡萄主要品種對葡萄座腔菌的抗性評價

張 瑋1, 姚晟偉1, 張國軍2, 謝 悅1, 李興紅1*, 徐海英2*

(1. 北京市農(nóng)林科學院植物保護環(huán)境保護研究所, 北京 100097; 2. 北京市農(nóng)林科學院林業(yè)果樹研究所, 北京 100093)

采用離體有傷接種綠枝條的方法分析了我國25個葡萄主要品種對葡萄座腔菌Botryosphaeriadothidea的抗/感程度并建立了抗性分級標準。根據(jù)接種發(fā)病后的病斑長度,利用系統(tǒng)聚類方法鑒定不同葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性并進行分級,建立了葡萄對葡萄座腔菌的抗性評價方法和抗性分級標準。結(jié)果表明,我國25個主要葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性存在明顯差異,‘巨峰’、‘紅寶石無核’、‘藤稔’、‘紅地球’、‘香妃’、‘玫瑰香’、‘巨玫瑰’、‘霞多麗’、‘龍眼’、‘西拉’、‘品麗珠’、‘貝達’、‘峰后’、‘梅鹿輒’、‘美人指’、‘赤霞珠’和‘山葡萄洛?！?7個品種對葡萄座腔菌表現(xiàn)為抗病,‘弗蕾無核’、‘5BB’、‘夏黑’和‘無核白雞心’表現(xiàn)為感病,而‘維多利亞’、‘牛奶’、‘矢富羅莎’和‘摩爾多瓦’表現(xiàn)為高感。

葡萄; 葡萄潰瘍病; 抗性評價

葡萄是我國重要的經(jīng)濟果樹,據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計資料顯示,截至2013年底,我國葡萄栽培面積和產(chǎn)量分別為68萬hm2和1 150萬t(2014年度葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展報告,內(nèi)部資料)。近年來,葡萄座腔菌科Botryosphaeriaceae真菌引起的葡萄潰瘍病已成為限制葡萄園可持續(xù)發(fā)展的重要因素[1-5]?？共∑贩N的選育和利用是控制植物病害的有效措施,因此,評價我國主栽葡萄品種對我國葡萄潰瘍病優(yōu)勢種群的抗性水平,為選育和利用抗病品種提供依據(jù)和技術(shù)支持,對我國葡萄產(chǎn)業(yè)安全健康發(fā)展意義重大。

葡萄潰瘍病為重要的葡萄枝干病害,存在于幾乎所有種植葡萄的國家,包括美國、匈牙利、法國、意大利、葡萄牙、西班牙、南非、智利、澳大利亞、黎巴嫩、中國、埃及等[6-11],并在一些國家造成了極為嚴重的損失,美國加州每年因葡萄枝干病害引起的損失已超過2.6億美元[6]。2010年李興紅等首次在中國發(fā)現(xiàn)由葡萄座腔菌Botryosphaeriadothidea引起的葡萄潰瘍病[12]。截至目前,我國報道的引起葡萄潰瘍病的葡萄座腔菌科真菌有6個種:B.dothidea,Diplodiaseriata[13],Lasiodiplodiatheobromae[14],Neofusicoccumparvum[10],L.pseudotheobromae[15]和N.mangiferae[16],其中葡萄座腔菌是我國的優(yōu)勢種群,迄今已在我國18個省市被檢測到[10]。

在我國,葡萄座腔菌引起葡萄果梗干枯、果實干縮或掉粒、枝干潰瘍、樹勢減弱等癥狀,嚴重時造成死樹。由葡萄座腔菌引起的病害在遇有持續(xù)高溫、強降雨的氣候條件下,或在果實高產(chǎn)、樹勢較弱的果園中發(fā)生嚴重,發(fā)病重的果園可減產(chǎn)30%以上[10]。目前生產(chǎn)上尚無高效的防控該病害的措施,因此,探討利用品種抗性控制葡萄潰瘍病尤為必要,亟需開展不同葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性評價,為應(yīng)用抗病品種防控病害和新品種選育提供依據(jù)。本研究以測定結(jié)果準確、經(jīng)濟、快速為原則,選取來源不同的葡萄座腔菌菌株,采用室內(nèi)有傷接種一年生葡萄綠枝條和系統(tǒng)聚類分析方法,評價了我國25個葡萄主要品種對葡萄座腔菌的抗性并建立了抗性評價標準。

1 材料與方法

1.1 材料

接種試驗選用本實驗室分離保存的2個葡萄座腔菌B.dothidea菌株,菌株信息見表1。將供試菌株活化后,轉(zhuǎn)接于直徑為90 mm培養(yǎng)皿中的PDA培養(yǎng)基上,28℃條件下培養(yǎng)2 d,距菌落邊緣10 mm處用5 mm滅菌打孔器打取菌餅備用。

表1 試驗所用菌株

供試25個葡萄品種包括6個鮮食用歐美雜種(‘峰后’、‘巨玫瑰’、‘巨峰’、‘夏黑’、‘藤稔’、‘摩爾多瓦’);11個鮮食用歐亞種(‘美人指’、‘弗蕾無核’、‘玫瑰香’、‘紅地球’、‘香妃’、‘紅寶石無核’、‘維多利亞’、‘矢富羅莎’、‘無核白雞心’、‘龍眼’、‘牛奶’);5個釀酒用歐亞種(‘赤霞珠’、‘霞多麗’、‘西拉’、‘梅鹿輒’、‘品麗珠’)和3個砧木品種(‘貝達’、‘5BB’、‘山葡萄洛?！?。

在北京市農(nóng)林科學院林業(yè)果樹研究所品種資源圃選取不同品種的葡萄一年生健康半木質(zhì)化的綠枝條,去掉葉片,剪成30～35 cm的枝段,每段包含4～5個節(jié),用70%乙醇消毒,晾干后用于接種試驗。

1.2 接種方法

采用有傷接種離體葡萄綠枝條的方法,參考Taylor等[7]有關(guān)葡萄潰瘍病菌致病力測定方法并加以改進。在距綠枝條頂端15 cm處用4 mm滅菌打孔器打孔去除韌皮部和皮層,取1.1制備的菌餅接種于傷口處,用封口膜包扎保濕,每處理共30個枝條,分3個重復,平行重復2次;以接種同樣大小的無菌PDA培養(yǎng)基為對照。接種后的綠枝條用枝剪在枝條下端做馬蹄形修剪,頂端做平行修剪,插入裝有滅菌蛭石的營養(yǎng)缽中,放置于溫室培養(yǎng)(L∥D=12 h∥12 h,光照時25℃,黑暗時18℃,相對濕度80%),并保持蛭石濕潤,每天觀察枝條發(fā)病情況。

1.3 病害調(diào)查與統(tǒng)計分析

接種初期觀察病害潛育期,在接種后第10天用刻度尺測量接種點圓心至病斑邊緣的長度,即為病斑長度。

將調(diào)查所得的數(shù)據(jù),利用SAS 9.0進行方差分析。使用IBM SPSS Statistics 21軟件采用歐氏距離(Euclidean distance)計算品種間距離,離差平方和法(Ward’s)進行系統(tǒng)聚類分析。根據(jù)聚類譜系圖,制定出不同葡萄品種對葡萄座腔菌抗性等級劃分的標準。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性分析

本研究利用2株葡萄座腔菌接種葡萄綠枝條,根據(jù)枝條上形成的病斑長度對25個供試葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性進行評價。結(jié)果(圖1)表明,不同葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性存在明顯差異:‘巨峰’,‘紅寶石無核’,‘藤稔’,‘紅地球’,‘香妃’’,‘玫瑰香’,‘巨玫瑰’,‘霞多麗’,‘龍眼’,‘西拉’,‘品麗珠’,‘貝達’,‘峰后’,‘梅鹿輒’,‘美人指’,‘赤霞珠’和‘山葡萄洛?！?7個品種對葡萄座腔菌的抗性很強,接種后病斑沒有擴展或者擴展很小,其中‘峰后’、‘藤稔’、‘美人指’、‘霞多麗’、‘梅鹿輒’潛育期較長;‘夏黑’、‘牛奶’、‘矢富羅莎’、‘維多利亞’和‘無核白雞心’對葡萄座腔菌較為敏感,潛育期短,接種后病斑迅速擴大,而且在病斑上產(chǎn)生子實體。但‘弗蕾無核’、‘5BB’和‘摩爾多瓦’等3個葡萄品種對2個葡萄座腔菌菌株間的敏感性存在差異,表明葡萄座腔菌對葡萄存在致病力差異。

圖1 不同葡萄品種接種葡萄座腔菌后10 d的病斑長度Fig.1 Mean length of lesions on different cultivars 10 days after inoculation with Botryosphaeria dothidea isolates

圖2 25個葡萄品種對葡萄座腔菌抗性的聚類分析圖Fig.2 Clustering analysis diagram for the resistance of 25 grape cultivars to Botryosphaeria dothidea

2.2 25個葡萄品種對葡萄座腔菌抗病性的聚類分析

按照1.3的方法對2.1的結(jié)果進行聚類,得到聚類分析譜系圖(圖2)。根據(jù)聚類分析結(jié)果,取閾值為5時,25個葡萄品種被聚為3類,類型I:‘巨峰’,‘紅寶石無核’,‘藤稔’,‘紅地球’,‘香妃’,‘玫瑰香’,‘巨玫瑰’,‘霞多麗’,‘龍眼’,‘西拉’,‘品麗珠’,‘貝達’,‘峰后’,‘梅鹿輒’,‘美人指’,‘赤霞珠’和‘山葡萄洛?！?類型Ⅱ:‘弗蕾無核’,‘5BB’,‘夏黑’和‘無核白雞心’;類型Ⅲ:‘維多利亞’,‘牛奶’,‘矢富羅莎’和‘摩爾多瓦’。2個葡萄座腔菌菌株在類型I中17個品種綠枝條上產(chǎn)生的病斑平均長度為0.80 cm,在類型Ⅱ和類型Ⅲ中葡萄品種上的平均病斑長度分別為9.21 cm和18.19 cm,由此可知三個類型的抗性依次為:類型Ⅰ>類型Ⅱ>類型Ⅲ。

2.3 25個葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性等級劃分

根據(jù)鑒定材料的病斑長度和用系統(tǒng)聚類分析法制定出的不同葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性等級標準,聚類譜系圖取閾值5,進行抗病和感病的劃分,劃分標準見表2。根據(jù)抗性級別評價標準,得到25個供試品種對葡萄座腔菌的抗/感結(jié)果,其中,抗病品種17個,占68%;感病品種4個,占16%;高感品種4個,占16%。

表2 葡萄對葡萄座腔菌抗性的評價標準

3 討論

本研究采用有傷接種離體葡萄綠枝條的方法獲得不同葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性數(shù)據(jù),由于方法簡便易行,重復性好,數(shù)據(jù)易于采集,因此可以保證抗病評價結(jié)果的準確性和可靠性。數(shù)據(jù)分析采用系統(tǒng)聚類法,可以同時考慮更多數(shù)量的抗性指標,比傳統(tǒng)方法兼顧更全面。

由本研究結(jié)果可知,‘巨峰’,‘紅寶石無核’,‘藤稔’,‘紅地球’等17個我國主要葡萄品種對葡萄座腔菌的抗性較強,可以在葡萄座腔菌危害嚴重的浙江、江蘇、廣西、山東等地區(qū)種植,以減輕危害。

‘夏黑’葡萄具有早熟、無核、香味濃郁等特點,已成為我國東部和南部地區(qū)的主栽鮮食品種,在江蘇、上海、廣西、云南等地廣泛種植(2014年度葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展報告,內(nèi)部資料)。但本研究結(jié)果顯示‘夏黑’對葡萄座腔菌表現(xiàn)為感病,另外,根據(jù)Yan等[10]的研究結(jié)果,葡萄潰瘍病的另外一種重要病原菌可可毛色二孢對‘夏黑’致病力極強,因此,該品種在我國東部和南方地區(qū)的大面積種植應(yīng)慎重。

本研究中選用的2個葡萄座腔菌菌株分別來源于天津和湖北,對‘巨峰’,‘紅寶石無核’和‘藤稔’等大部分葡萄品種的致病力表現(xiàn)一致,但對個別品種,如‘弗蕾無核’,‘5BB’和‘摩爾多瓦’的致病力存在差異,與Yan等[10]的研究結(jié)果一致。由于葡萄座腔菌在我國河北、山東、山西、廣西、云南等18個省市均有分布[10],因此,要選取當?shù)氐钠咸炎痪赀M行致病力分析,篩選抗葡萄座腔菌的新品種。此外,由于引起我國葡萄潰瘍病的葡萄座腔菌科種類有6種,且病原菌種的分布存在地理差異[10,13-16],所以,在進行葡萄潰瘍病抗病育種時,也要針對當?shù)氐膬?yōu)勢病原菌種類開展工作。

[1] Pascoe I. Trunk diseases of grapevines-perspective from a tour of California [J]. The Australian Grapegrower & Winemaker, 1998 (417): 68-71.

[2] Van Niekerk J M, Fouriel P H, Halleen F, et al.Botryosphaeriaspp. as grapevine trunk disease pathogens[J]. Phytopathologia Mediterranea, 2006, 45: 43-54.

[3] Martos S, Andolfi A, Luque J, et al. Production of phytotoxic metabolites by five species of Botryosphaeriaceae causing decline on grapevines, with special interest in the speciesNeofusicoccumluteumandN.parvum[J]. European Journal of Plant Pathology, 2008, 121(4): 451-461.

[5] Qiu Y, Steel C C, Ash G J, et al. Survey of Botryosphaeriaceae associated with grapevine decline in the Hunter Valley and Mudgee grape growing regions of New South Wales [J]. Australasian Plant Pathology, 2011, 40(1): 1-11.

[6] Siebert J B. Eutypa: The economic toll on vineyards [J]. Wines Vines, 2001(4): 50-56.

[7] Taylor A, Hardy G E, Wood P, et al. Identification and pathogenicity ofBotryosphaeriaspecies associated with grapevine decline in Western Australia[J]. Australasian Plant Pathology, 2005, 34(2): 187-195.

[10]Yan J Y, Xie Y, Zhang W, et al. Species of Botryosphaeriaceae involved in grapevine dieback in China [J]. Fungal Diversity, 2013, 61(1): 221-236.

[11]Billones R G, Ridgway H J, Jones E E, et al. First report ofNeofusicoccummacroclavatumas a canker pathogen of grapevine in New Zealand [J]. Plant Disease, 2010, 94(12): 1504.

[12]Li X H, Yan J Y, Kong F F, et al.Botryosphaeriadothideacausing canker of grapevine newly reported in China [J]. Plant Pathology, 2010, 59(6): 1170.

[13]Yan J Y, Peng Y L, Xie Y, et al. First report of grapevine trunk disease caused byBotryosphaeriaobtusain China [J]. Plant Disease, 2011, 95: 616.

[14]Yan J Y, Li X H, Kong F F, et al. Occurrence of grapevine trunk disease caused byBotryosphaeriarhodinain China [J]. Plant Disease, 2011, 95: 219.

[15]Dissanayake A J, Zhang Wei, Liu Mei, et al.Lasiodiplodiapseudotheobromaecauses pedicel and peduncle discolouration of grapes in China [J]. Australasian Plant Disease Notes, 2015, 10(1): 1-5.

[16]Dissanayake A J, Zhang Wei, Li Xinghong, et al. First report ofNeofusicoccummangiferaeassociated with grapevine dieback in China [J]. Phytopathologia Mediterranea, 2015, 54(2): 414-419.

(責任編輯：楊明麗)

Resistant evaluation of main grape cultivars in China toBotryosphaeriadothidea

Zhang Wei1, Yao Shengwei1, Zhang Guojun2, Xie Yue1, Li Xinghong1, Xu Haiying2

(1. Institute of Plant and Environment Protection, Beijing Academy of Agriculture andForestry Sciences, Beijing 100097, China; 2. Institute of Forestry and Pomology,Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100093, China)

Wound inoculation method used on detached green shoots was used to identify and evaluate the resistance of 25 main grape cultivars toBotryosphaeriadothideain China. The length data of inoculated grapevine disease lesion were collected, and then the system clustering method was adopted to identify the resistance of different grape cultivars toB.dothideabased on the disease lesion length data. A resistant evaluation method of grape cultivars toB.dothideaand the resistance classification standard were established. Seventeen grape cultivars were resistant toB.dothidea, including ‘Kyoho’, ‘Ruby Seedless’, ‘Fujiminori’, ‘Red Globe’, ‘Xiangfei’, ‘Muscat Hamburg’, ‘Muscat Kyoho’, ‘Chardonnay’, ‘Longyan’, ‘Shiraz’, ‘Cabernet Franc’, ‘Beda’, ‘Fenghou’, ‘Merlot’, ‘Manicure Finger’, ‘Cabernet Sauvignon’ and ‘Vitis Amurensis’. ‘Flame Seedless’, ‘5BB’, ‘Summer Black’ and ‘Centennial Seedless’ were susceptible, while ‘Victoria’, ‘Cow’s Teat’, ‘Yatomi Rosa’ and ‘Moldova’ were highly susceptible.

grape; grapeBotryosphaeriadieback; resistant evaluation

2016-05-19

2016-07-06

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-30);北京市農(nóng)林科學院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(KJCX20140402)

S 436.631

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.03.030

* 通信作者 E-mail：lixinghong1962@163.com;haiyingxu63@sina.com