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        馬鈴薯主要病毒侵染不同品種癥狀及對(duì)產(chǎn)量的影響

        2019-03-05 09:12:24范國(guó)權(quán)高艷玲邱彩玲白艷菊
        中國(guó)馬鈴薯 2019年1期
        關(guān)鍵詞:克新中薯種薯

        范國(guó)權(quán),高艷玲,張 威,張 抒,申 宇,邱彩玲,白艷菊,劉 凱,喻 江

        (1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所,黑龍江 哈爾濱 150086;2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150086;3.哈爾濱商業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150028)

        農(nóng)業(yè)部脫毒馬鈴薯種薯質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(哈爾濱)在2004~2015年田間普查中發(fā)現(xiàn),目前中國(guó)大多數(shù)馬鈴薯種薯質(zhì)量達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求,其主要原因是由于馬鈴薯病毒病超標(biāo)。馬鈴薯病毒病也是造成中國(guó)馬鈴薯產(chǎn)量較低的主要原因之一[1-3]。降低馬鈴薯種薯病毒病的發(fā)生率,提高種薯質(zhì)量對(duì)中國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展尤為重要。

        馬鈴薯病毒病可以造成植株葉片花葉、壞死和皺縮等癥狀,影響植株高度和降低產(chǎn)量。通過識(shí)別癥狀和了解危害,增強(qiáng)對(duì)病害防控的重視,在田間可以及時(shí)去除病毒株,有助于降低病原量,凈化種植環(huán)境,提高種薯質(zhì)量。

        通過連續(xù)多年的田檢工作,發(fā)現(xiàn)危害中國(guó)馬鈴薯較嚴(yán)重的病毒主要有馬鈴薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)、馬鈴薯 S病毒(Potato virus S,PVS)、馬鈴薯M病毒(Potato virus M,PVM)、馬鈴薯X病毒(Potato virus X,PVX)、馬鈴薯卷葉病毒(Potato leafroll virus,PLRV)、馬鈴薯 A病毒(Potato virus A,PVA)和馬鈴薯紡錘塊莖類病毒(Potato spindle tuber viroid,PSTVd),病毒的復(fù)合侵染對(duì)馬鈴薯的影響更嚴(yán)重。目前,系統(tǒng)地開展對(duì)5種馬鈴薯主要病毒(PVY、PVS、PVX、PVM和PVA)及類病毒(PSTVd)單一或多個(gè)復(fù)合侵染馬鈴薯主栽品種互作的研究較少。本研究針對(duì)黑龍江省馬鈴薯主栽品種,調(diào)查PVY、PVS、PVX、PVM和PVA 5種主要病毒和PSTVd單一侵染及復(fù)合侵染的危害情況,分析不同病毒和不同馬鈴薯品種互作影響,認(rèn)識(shí)危害,這對(duì)中國(guó)馬鈴薯的田間檢驗(yàn)工作具有重要的指導(dǎo)意義。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        1.1.1毒源

        用于接種的馬鈴薯病毒及類病毒分別是:PVY、PVS、PVX、PVM、PVA和PSTVd。毒源均來自黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所。

        1.1.2 供試馬鈴薯品種及種薯級(jí)別

        用于接種的10個(gè)馬鈴薯種薯分別為‘克新13號(hào)’、‘克新18號(hào)’、‘克新1號(hào)’、‘尤金’、‘黃麻子’、‘早大白’、‘荷蘭15號(hào)’、‘大西洋’、‘中薯5號(hào)’和‘中薯3號(hào)’。馬鈴薯試驗(yàn)種薯均來自黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所,種薯級(jí)別為原原種,大小均一,重約5 g。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 小區(qū)設(shè)計(jì)

        2015年5月20日,10個(gè)馬鈴薯品種播種于黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地,以接種病毒類型為單位設(shè)置小區(qū),壟寬80 cm,株距25 cm,小區(qū)內(nèi)過道間距2 m左右,小區(qū)間距2.5 m。共9個(gè)處理,每個(gè)處理4株,重復(fù)3次,隨機(jī)區(qū)組排列。在80目網(wǎng)棚內(nèi)進(jìn)行。

        1.2.2 病毒接種

        6月12日,馬鈴薯植株長(zhǎng)至10 cm左右時(shí)進(jìn)行接種,接種方法為毒源用pH 7.0磷酸緩沖液研磨后,采用金剛砂(400目)摩擦接種。接種部位均為頂部剛展開葉片的頂小葉,復(fù)合病毒接種2種病毒分別研磨,接種同一植株的不同葉片,每類病毒接2片葉。接種2 min后用清水沖洗接種葉片。用于接種馬鈴薯病毒及類病毒共9種接種類型,分別為PVA、PVY、PVX、PVM、PVS、PVY和PVA混合接種(以下Y+A表示)、PVY和PVX混合接種(以下Y+X表示)、PVY和PVS混合接種(以下Y+S表示)、PVY和PSTVd混合接種(以下Y+D表示)。對(duì)照(CK)材料接種時(shí),方法同上,但接種液中不加毒源。

        1.2.3 發(fā)病檢測(cè)

        接種后15 d取植株中上部進(jìn)行檢測(cè),采用DAS-ELISA法[4,5]、NCM-ELISA法[6]和透射電子顯微鏡法[7]檢測(cè)病毒,往返電泳法[8]檢測(cè)類病毒。

        1.2.4 生物學(xué)性狀調(diào)查

        接種后,7月5日開始目測(cè)觀察記錄發(fā)病癥狀,調(diào)查接種馬鈴薯植株的株高、花葉、壞死、卷葉等初侵染癥狀。用SPSS 16.0(SPSS,Inc.,Chicago,IL)軟件對(duì)株高進(jìn)行方差分析,用Duncan's法進(jìn)行處理平均數(shù)多重比較(P<0.05)。

        1.2.5 考種測(cè)產(chǎn)

        對(duì)所選用的每個(gè)馬鈴薯品種進(jìn)行測(cè)產(chǎn),將馬鈴薯按重量分大小2個(gè)等級(jí),分級(jí)按照大薯≥40 g,小薯<40 g進(jìn)行,統(tǒng)計(jì)大薯數(shù),并用SPSS 16.0分析軟件進(jìn)行方差分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 馬鈴薯發(fā)病鑒定

        將接種馬鈴薯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室病毒檢測(cè),鑒定馬鈴薯發(fā)病情況。采用NCM-ELISA檢測(cè)方法檢測(cè)PVM和PVX;DAS-ELISA檢測(cè)方法檢測(cè)PVY、PVA和PVS;往返電泳法檢測(cè)PSTVd。再使用透射電子顯微鏡檢測(cè)法抽檢已檢測(cè)的馬鈴薯病毒樣品(圖1),鑒定植株中是否含有除PVY、PVX、PVM、PVS和PVA外的其他病毒,避免影響試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果表明,試驗(yàn)病毒接種均按試驗(yàn)設(shè)計(jì)完成,未檢測(cè)到除PVX、PVM、PVS、PVA和PVY外的其他病毒。

        2.2 株高

        圖1 病毒粒子電鏡觀察Figure 1 Electron microscopic observation of virus particles

        圖2 病毒接種25 d后植株高度Figure 2 Plant height on the 25th day after virus inoculation

        病毒接種25 d后,調(diào)查試驗(yàn)馬鈴薯植株高度,結(jié)果如圖2。復(fù)合病毒侵染中Y+D對(duì)10個(gè)品種影響最大,其中對(duì)‘克新18號(hào)’、‘中薯3號(hào)’、‘中薯5號(hào)’和‘克新13號(hào)’株高影響較大,與對(duì)照相比分別降低42.6%、34.0%、23.5%和21.4%,其次為‘荷蘭15號(hào)’和‘尤金’。復(fù)合病毒侵染中Y+S、Y+A、Y+X分別造成3,4,4個(gè)不同品種與對(duì)照相比,株高顯著降低。PVY對(duì)5個(gè)馬鈴薯品種的高度產(chǎn)生顯著影響,是單一病毒侵染中對(duì)馬鈴薯品種高度影響最大病毒病,‘克新13號(hào)’接種PVY后,與對(duì)照相比株高降低22.4%。10個(gè)品種中,‘黃麻子’、‘中薯3號(hào)’、‘中薯5號(hào)’和‘尤金’接種后株高影響最為明顯,與對(duì)照相比有4個(gè)處理株高表現(xiàn)出顯著變化。其次是‘大西洋’、‘早大白’、‘克新18號(hào)’、‘克新13號(hào)’和‘克新1號(hào)’,接種后與對(duì)照相比有2個(gè)處理株高表現(xiàn)出顯著變化。

        2.3 病毒癥狀

        不同馬鈴薯品種與病毒互作感染癥狀見表1,部分感病癥狀如圖3。10個(gè)供試馬鈴薯品種苗期接種后,對(duì)含有PVY侵染的5個(gè)處理(PVY、Y+X、Y+A、Y+S、Y+D)較敏感,均表現(xiàn)出不同程度的感病癥狀,其中‘早大白’、‘克新13號(hào)’、‘尤金’和‘中薯5號(hào)’在接種25 d后即可表現(xiàn)出明顯感病癥狀,其余供試品種在接種40 d后也出現(xiàn)感病癥狀,感病癥狀多為花葉,葉片、葉脈或莖壞死,葉片或植株皺縮、變形。‘早大白’對(duì)PVX侵染敏感,25 d可出現(xiàn)花葉,侵染40 d花葉癥狀明顯。其余病毒對(duì)供試馬鈴薯品種侵染癥狀不明顯。

        由表1也可以看出,同種病毒侵染馬鈴薯不同品種染病癥狀也存在差異。例如,PSTVd和PVY復(fù)合侵染25 d,‘大西洋’、‘早大白’、‘克新18號(hào)’和‘克新1號(hào)’未出現(xiàn)明顯感病癥狀,在侵染40 d分別出現(xiàn)花葉、頂部葉片成簇狀,重花葉癥狀,而‘荷蘭15號(hào)’、‘克新13號(hào)’、‘尤金’、‘中薯5號(hào)’和‘中薯3號(hào)’在接種25 d后即可出現(xiàn)花葉、葉片皺縮、側(cè)枝壞死并脫落感病癥狀,接種40 d后感病癥狀更明顯。

        2.4 產(chǎn)量

        馬鈴薯成熟后,收獲并測(cè)定其產(chǎn)量,結(jié)果見表2。不同病毒或類病毒侵染對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量影響存在差異,其中PVY和PVX復(fù)合侵染、PVY和PSTVd復(fù)合侵染對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量影響最大,可分別造成不同馬鈴薯品種減產(chǎn)4.0%~73.5%和36.9%~93.2%,其次是Y+S、Y+A、PVY和PVA,PVS、PVM和PVX影響最小?!笪餮蟆汀诵?號(hào)’馬鈴薯產(chǎn)量易受馬鈴薯病毒侵染影響,其中PVS、PVM、PVA、PVX、Y+A、Y+X和Y+D侵染造成‘大西洋’品種產(chǎn)量顯著下降,降低44.3%~53.2%;PVA、PVY、Y+S、Y+A、Y+X和Y+D造成‘克新1號(hào)’產(chǎn)量顯著下降,降低34.7%~65.2%?!S麻子’在接種病毒和類病毒后,產(chǎn)量變化差異不顯著,說明該品種較抗病毒病和類病毒病,但產(chǎn)量不高?!冉稹瘍H在接種Y+D后,產(chǎn)量變化差異明顯。

        圖3 馬鈴薯接種病毒癥狀部分圖片F(xiàn)igure 3 Some pictures of symptoms of potatoes inoculated with viruses

        表1 馬鈴薯與病毒互作侵染癥狀Table 1 Symptoms of potato infected with virus

        表2 病毒侵染對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響(g/株)Table 2 Yield of potato varieties infected with virus or virus combinations(g/plant)

        2.5 馬鈴薯大薯率

        馬鈴薯成熟后,收獲測(cè)定其大薯率,結(jié)果見表3。9種侵染處理均可降低供試馬鈴薯品種大薯率。Y+A復(fù)合侵染對(duì)7個(gè)供試馬鈴薯品種大薯率影響顯著,其中,‘克新18號(hào)’品種大薯率下降最多,可下降38.2%。其次是Y+X和Y+D復(fù)合侵染對(duì)‘大西洋’、‘克新13號(hào)’、‘中薯5號(hào)’和‘中薯3號(hào)’大薯率影響差異顯著,分別可降低24.0%~49.0%和24.3%~83.9%。其余侵染處理對(duì)個(gè)別1~2個(gè)品種的大薯率影響顯著外,大部分處理對(duì)大薯率的降低差異不顯著?!笪餮蟆?、‘克新18號(hào)’、‘克新13號(hào)’、‘中薯5號(hào)’和‘中薯3號(hào)’在接種病毒和類病毒后,有3~4個(gè)處理大薯率變化較明顯,其余品種變化不大。

        表3 病毒侵染對(duì)馬鈴薯大薯率的影響(%)Table3 Large-sized tuber percentage of potato varieties infected with virus or virus combinations

        3 討 論

        研究選擇黑龍江省大面積種植的10個(gè)馬鈴薯品種原原種為試驗(yàn)材料,并在苗期接種毒源,接種后25和40 d調(diào)查接種植株發(fā)病癥狀,與PVY相關(guān)的5個(gè)處理侵染后,馬鈴薯發(fā)病癥狀表現(xiàn)明顯,但不同試驗(yàn)品種與馬鈴薯主要病毒互作發(fā)病癥狀也有差異。病毒與癥狀之間的相互關(guān)系不是絕對(duì)的,有些時(shí)候植株被一種病毒侵染后,并不產(chǎn)生明顯癥狀。相反,有時(shí)候植株有明顯癥狀,但與健康植株相比,產(chǎn)量并未顯著減少。研究結(jié)果證實(shí)馬鈴薯發(fā)病癥狀與接種病毒種類、馬鈴薯品種和病毒接種時(shí)期有關(guān),這與前人報(bào)道結(jié)果相同[9-12]。

        試驗(yàn)在馬鈴薯苗期進(jìn)行接種,病害對(duì)植株葉部癥狀、株高和產(chǎn)量(‘黃麻子’除外)影響顯著,與大田相比植株表現(xiàn)的侵染癥狀明顯、迅速和嚴(yán)重,這是由于試驗(yàn)接種植株葉片相比生長(zhǎng)后期的老葉容易接種,而且植株生長(zhǎng)迅速病害繁殖快,主要是由于接種時(shí)間和發(fā)病時(shí)期不同造成的[13]。因此馬鈴薯種薯生產(chǎn)中,植株的殺秧一定要徹底,防止病害侵染新長(zhǎng)出的嫩葉,危害種薯質(zhì)量。

        試驗(yàn)結(jié)果整體上表現(xiàn)出與PVY相關(guān)的侵染對(duì)馬鈴薯影響較大,接種癥狀表現(xiàn)明顯,危害較重。在田間PVY病毒極易傳播,發(fā)病率也是居高不下,因此應(yīng)該加強(qiáng)防控,減少損失。

        目前,中國(guó)馬鈴薯病毒病發(fā)生比較普遍,且復(fù)合侵染比例較高,但國(guó)內(nèi)外對(duì)馬鈴薯主要病毒和類病毒單一侵染或復(fù)合侵染與馬鈴薯主栽品種的互作進(jìn)行系統(tǒng)的研究較少,本研究分析了5種馬鈴薯生產(chǎn)上的主要病毒及馬鈴薯類病毒與黑龍江省馬鈴薯主栽品種間互作,對(duì)馬鈴薯脫毒種薯質(zhì)量的田間檢驗(yàn)工作和農(nóng)民自身素質(zhì)提高具有重要意義,研究結(jié)果可用于指導(dǎo)田間檢測(cè)和企業(yè)自檢工作。

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