潘睿揚(yáng)，袁高慶，何龍飛，肖 冬，王愛勤

（廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530004）

【研究意義】葛根〔Pueraria lobata（Willd.）Ohwi〕為豆科葛屬（PuerariaDC.）多年生藤本植物，其塊根富含淀粉和異黃酮，是重要的藥食同源植物［1］。其生長(zhǎng)迅速、生物產(chǎn)量高、適應(yīng)性好、抗逆性強(qiáng)，莖葉富含蛋白質(zhì)，可作為優(yōu)質(zhì)飼草和水土保持植物［2-3］,具有很好的市場(chǎng)前景。葛根是廣西傳統(tǒng)種植的農(nóng)作物，種質(zhì)資源豐富且具有一定的種植規(guī)模。其中，廣西藤縣和平鎮(zhèn)是我國(guó)著名的“葛根之鄉(xiāng)”，目前葛根種植面積占全國(guó)的20%，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的主要經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源和增收渠道［4-5］。近年來(lái)隨著廣西葛根種植面積不斷擴(kuò)大、長(zhǎng)期連作和無(wú)性繁殖，導(dǎo)致產(chǎn)區(qū)種植葛品種退化嚴(yán)重、病蟲害增多、產(chǎn)量和品質(zhì)逐年下降，制約葛根產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［6］?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】1995年馮巖等［7］首先在廣州地區(qū)發(fā)現(xiàn)此病，經(jīng)鑒定發(fā)現(xiàn)葛擬銹病是由壺菌門葛藤集壺菌〔Synchytrium puerariaeMiy，異名：小集壺菌Synchytrium minutum（Pat）Gaum〕侵染引起的一種真菌病害。葛藤集壺菌是葛屬Pueraria植物上的內(nèi)生、專性寄生菌，引起擬銹病［8］。該病主要為害葉片、葉柄及葛藤，形成黃色泡狀隆起，最后破裂散出黃色粉末，病葉早落，后期造成病藤呈腫瘤狀［7］。它是為害葛園最嚴(yán)重的一種病害，輕則影響葉片光合作用，導(dǎo)致葛根產(chǎn)量品質(zhì)下降；重則使得葉片皺縮、卷曲、嫩藤扭曲、葉片黃化脫落，3 d左右導(dǎo)致毀園，給葛農(nóng)帶來(lái)極大損失，也給葛產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重阻礙［9］。【本研究切入點(diǎn)】葛擬銹病是目前產(chǎn)區(qū)重要病害之一，但有關(guān)此病害的研究報(bào)道較少。張靜等［10］利用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)本課題組前期收集的葛根種植資源，選育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、極具開發(fā)潛力的桂葛系列品種，并在不同產(chǎn)區(qū)進(jìn)行推廣示范。在此基礎(chǔ)上，我們于2018—2019年對(duì)推廣示范區(qū)葛品種擬銹病發(fā)生情況進(jìn)行田間調(diào)查，旨在為下一步病害防控提供數(shù)據(jù)參考。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究以4種桂葛品種為材料，通過測(cè)定其病情指數(shù)，觀察分析苗期不同處理及不同栽培管理方式對(duì)擬銹病發(fā)病的影響，旨在了解桂葛品種的擬銹病情況，為其在今后種植中預(yù)防葛擬銹病的發(fā)生提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)及品種

調(diào)查時(shí)間：2018年11月至2019年11月。

調(diào)查地點(diǎn)：廣西隆安縣那桐鎮(zhèn)，藤縣太平鎮(zhèn)石夏村、和平村，藤縣藤州鎮(zhèn)，藤縣蒙江鎮(zhèn)興義村，藤縣和平鎮(zhèn)，藤縣和平鎮(zhèn)欖莫村、雙垌村，廣西大學(xué)農(nóng)科基地，龍州縣彬橋鄉(xiāng)廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，凌云縣玉洪鄉(xiāng)板塘村，田林縣浪平鎮(zhèn)央村、百樂鄉(xiāng)板干村；廣東平遠(yuǎn)縣長(zhǎng)田鎮(zhèn)。

調(diào)查品種：本課題組選育推廣的桂葛1號(hào)、桂葛8號(hào)、桂葛17號(hào)和桂葛18號(hào)。

1.2 調(diào)查方法

主要在葛擬銹病發(fā)病盛期（8—11月）進(jìn)行調(diào)查。每塊種植地觀察植株發(fā)病情況，然后采用對(duì)角線五點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)隨機(jī)確定5株，每株從不同藤蔓上調(diào)查50張葉片，根據(jù)曾永三等［11］的方法進(jìn)行病情分級(jí)，計(jì)算病情指數(shù)（DI），并劃分抗性級(jí)別。

葛擬銹病病情分級(jí)方法：0級(jí)，葉片無(wú)孢子堆；1級(jí)，每張葉片有1～10個(gè)孢子堆；2級(jí)，每張葉片有11～30個(gè)孢子堆；3級(jí)，每張葉片有31～100個(gè)孢子堆；4級(jí)，每張葉片有101～300個(gè)孢子堆；5級(jí)，每張葉片有300個(gè)以上孢子堆?？剐苑旨?jí)標(biāo)準(zhǔn)為：免疫，DI為0；高抗，DI為1～15；中抗，DI為16～30；中感，DI為31～45；高感，DI＞45。

2 結(jié)果與分析

葛擬銹病病害調(diào)查結(jié)果見表1，所有種苗均經(jīng)過消毒處理。

2.1 桂葛系列品種擬銹病發(fā)病情況

從表1可以看出，桂葛8號(hào)擬銹病病情指數(shù)最高，在18.00～50.31之間，平均為31.98，為中感品種；桂葛1號(hào)病情指數(shù)在6.20～30.83之間，平均為16.77，為中抗品種；桂葛17號(hào)病情指數(shù)在0.10～30.79之間，平均為16.48，同為中抗品種；桂葛18號(hào)病情指數(shù)在0～0.16之間，平均為0.04，為高抗品種。

2.2 桂葛系列品種組培苗和扦插苗擬銹病發(fā)病情況

由表1可見，桂葛8號(hào)組培苗病情指數(shù)在18.00～49.40之間，平均為21.84，扦插苗平均病情指數(shù)為47.41；桂葛1號(hào)組培苗病情指數(shù)在6.20～28.48之間，平均為12.78，扦插苗病情指數(shù)在21.22～30.83之間，平均為25.77；桂葛17號(hào)組培苗病情指數(shù)在0.10～19.30之間，平均為12.87，扦插苗病情指數(shù)在5.33～30.79之間，平均為20.11。同一品種用組培苗栽種的發(fā)病程度明顯低于扦插苗的發(fā)病程度。

2.3 不同搭架栽培方式對(duì)桂葛系列品種擬銹病病情指數(shù)的影響

桂葛8號(hào)露地匍匐栽培擬銹病病情指數(shù)最高達(dá)50.31，搭架栽培病情指數(shù)在18.00～44.50之間，平均為29.36；桂葛17號(hào)露地匍匐栽培病情指數(shù)為30.79，搭架栽培病情指數(shù)在0.10～24.20之間，平均為13.63；桂葛1號(hào)組培苗采用搭“米”字形架和搭單桿架栽培，平均病情指數(shù)分別為9.98和16.28，發(fā)病程度上搭米字型架的多為零星發(fā)生。桂葛18號(hào)露地匍匐栽培病情指數(shù)為0，搭架栽培病情指數(shù)在0～0.16之間，平均為0.05。

2.4 噴施多效唑（PP333）對(duì)桂葛系列品種擬銹病病情指數(shù)的影響

桂葛8號(hào)經(jīng)過PP333處理擬銹病病情指數(shù)在18.17～49.40之間，平均為33.35，未處理的病情指數(shù)在18.00～50.31之間，平均為29.69；桂葛1號(hào)經(jīng)過PP333處理的病情指數(shù)在8.01～30.83之間，平均為21.32，未處理的病情指數(shù)在6.20～22.89之間，平均為10.35；桂葛17號(hào)經(jīng)過PP333處理的病情指數(shù)在0.10～24.20之間，平均為12.21，未處理的病情指數(shù)在19.30～30.79之間，平均為25.05；對(duì)于高抗品種桂葛18號(hào)，不管是否經(jīng)過PP333處理，發(fā)病都很輕；而對(duì)于中感品種桂葛8號(hào)，PP333處理對(duì)發(fā)病沒有明顯影響；但對(duì)中抗品種桂葛1號(hào)和桂葛17號(hào)，PP333防病效果較為明顯。

表1 桂葛系列品種擬銹病發(fā)生情況Table 1 Occurrence of pseudo-rust disease of Pueraria varieties in Guangxi Province

3 討論

3.1 不同葛根品種抗病性差異

莫賤友等［12］調(diào)查發(fā)現(xiàn)，葛根擬銹病發(fā)生非常普遍，品種、株系之間的發(fā)病差異極大，一般田塊病株率5%～10%，嚴(yán)重的達(dá)90%～100%。本調(diào)查結(jié)果與該調(diào)查結(jié)果吻合，說(shuō)明葛根品種間抗病性存在差異。

苯丙氨酸類的化合物，包括木質(zhì)素、香豆素、類黃酮、羚基肉桂酸脂以及異類黃酮的衍生物等，與植物抵御病原入侵有關(guān)，統(tǒng)稱為植物抗毒素。苯丙氨酸代謝重要酶如苯丙氨酸解氨酶（Phenylanine ammonia-lyase，PAL）、4-香豆酸連接酶（4-Coumarate ligase，4-CL）、苯基苯乙烯酮合成酶（Chalcore Synthase，CHS）、6'-羥基查爾酮合酶（6'- Hydroxy chalcone synthase，CHI）、肉桂基乙醇脫氫酶（Cinnamyl alcohol dehydrogenase，CAD）基因在病菌感染時(shí)，抗病品種比敏感品種更快速表達(dá)［13］。馬暉玲等［14］認(rèn)為，植物的抗病性是抗病基因通過酶蛋白的表達(dá)、產(chǎn)生抗病調(diào)控物質(zhì)，涉及一系列的物質(zhì)代謝、植株體形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化等變化，綜合抵抗病害入侵的結(jié)果。韓冬［15］研究表明，植物防御性酶CAT、POD、SOD、PPO活性變化與紅小豆品種抗銹性呈正相關(guān)，幾丁質(zhì)酶（CHI）基因和β-1,3葡聚糖酶（GLU）基因表達(dá)量與紅小豆品種抗銹性密切相關(guān)。番茄擴(kuò)展蛋白基因 LeExp1在易感病的果實(shí)中表達(dá)或被病菌Botrytis cinerea誘導(dǎo)表達(dá)［16］。水稻對(duì)白葉枯病菌的抗性與擴(kuò)展蛋白基因 EXPA1、EXPA5、EXPA10、EXPB7 的相對(duì)表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)［17］。韓陽(yáng)陽(yáng)等［18］認(rèn)為，病原菌侵害會(huì)使水稻中IAA積累，引起擴(kuò)展蛋白上調(diào)表達(dá)，從而導(dǎo)致細(xì)胞壁松弛，削弱阻止病原菌入侵最基礎(chǔ)、最重要的天然防御系統(tǒng)，使植物更容易受到多種病原菌的侵害。張靜等［10］研究表明，桂葛8號(hào)塊根總黃酮和異黃酮含量顯著高于桂葛1號(hào)。本調(diào)查田間觀察發(fā)現(xiàn)，8號(hào)品種較其他品種生長(zhǎng)迅速，桂葛8號(hào)抗擬銹病能力明顯低于桂葛1號(hào)，而同為大葉型的桂葛18號(hào)卻表現(xiàn)為高抗。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因與這些品種葉片、葉柄和莖皮細(xì)胞擴(kuò)展蛋白表達(dá)和IAA積累差異，由此導(dǎo)致組織細(xì)胞壁變薄、病菌容易侵入有關(guān)，還是與這些部位總黃酮和異黃酮類植物抗毒素含量與塊根不同有關(guān)，尚需進(jìn)一步研究。本調(diào)查所獲得的高抗和中感桂葛品種，可為后續(xù)葛抗病機(jī)理研究提供材料，建議在育種上，加大葛根高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗病品種的篩選和推廣力度。

3.2 葛組培苗和扦插苗對(duì)擬銹病發(fā)病的影響

王頔等［19］研究表明，藍(lán)莓組培苗產(chǎn)量顯著高于扦插苗，與其凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、硝態(tài)氮含量、根系活力、葉綠素總量均大于扦插苗密切相關(guān)。方華舟［20］報(bào)道百合組培苗較扦插苗生長(zhǎng)健壯、抗病能力強(qiáng)，扦插苗由于長(zhǎng)期直接與土壤接觸,容易感染積累細(xì)菌病毒等病原微生物, 導(dǎo)致生產(chǎn)性狀下降。王若森等［21］研究表明，山葡萄組培苗較扦插苗生長(zhǎng)快，抗寒性、抗病蟲害發(fā)能力強(qiáng)。葛根主要以扦插枝條進(jìn)行無(wú)性繁殖，長(zhǎng)期連作導(dǎo)致病菌積累、品種退化，擬銹病病原菌的孢子囊和游動(dòng)孢子專性寄生在莖皮內(nèi)越冬［22］。用帶菌葛藤作為扦插枝條，是葛擬銹病的初侵染來(lái)源，而采用脫毒組培苗可大大減輕種莖帶菌率。鑒于此，建議主產(chǎn)區(qū)應(yīng)加大推廣葛組培苗力度。

3.3 栽培管理措施對(duì)葛擬銹病發(fā)生的影響

擬銹病病原菌通過風(fēng)和雨水的重復(fù)侵染和傳播，通風(fēng)不良、低洼潮濕地以及植株下部較蔭蔽處發(fā)病相對(duì)較重，而通風(fēng)干燥地發(fā)病輕，濕度是此病發(fā)生的關(guān)鍵因素［23］。葛藤接觸土壤后，藤節(jié)易發(fā)新根系和側(cè)枝［24］。搭架可有效減少葛藤分支生長(zhǎng), 提高光合效率，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)［25］。本調(diào)查結(jié)果與前人研究結(jié)果相吻合，搭架栽培比匍匐栽培發(fā)病指數(shù)輕，與其能有效提高葛根通風(fēng)透氣、減少藤蔓交叉攀爬感染和分支消耗養(yǎng)分直接相關(guān)。因此，建議葛根栽培以引蔓搭架為宜。

3.4 關(guān)于多效唑?qū)M銹病發(fā)生的影響

多效唑（PP333）是一種植物生長(zhǎng)延緩劑。王競(jìng)紅［26］研究表明，PP333通過抑制赤霉素在植物體內(nèi)的合成從而延緩植物縱向生長(zhǎng)，促進(jìn)橫向生長(zhǎng)，提高植物抗逆性，延緩衰老。但孫華光等［27］報(bào)道，過多PP333可引起植物矮化，節(jié)間縮短變粗，進(jìn)而枝葉聚集，伸展不開，導(dǎo)致通風(fēng)不良、植株下部較蔭蔽處的病菌傳播迅速。本調(diào)查結(jié)果顯示，使用PP333總體上對(duì)葛根擬銹病有一定的防控效果，但對(duì)感病品種的防控效果不明顯。一方面,可能是不同葛根品種對(duì)PP333濃度的敏感性差異，導(dǎo)致PP333引起矮化、節(jié)間縮短變粗的程度不同，進(jìn)而導(dǎo)致不同品種在通風(fēng)透光方面存在差異；另一方面，品種間葉片大小差異，導(dǎo)致在同樣節(jié)間縮短的情況下，通風(fēng)透氣性產(chǎn)生差異。建議各產(chǎn)區(qū)結(jié)合實(shí)際，采用PP333與多種措施進(jìn)行配合使用，以取得更佳效果。

4 結(jié)論

本調(diào)查結(jié)果表明，4個(gè)葛根品種在不同產(chǎn)地推廣，擬銹病病情指數(shù)在0～50.31之間，因不同品種、不同栽培方式、不同種苗來(lái)源存在顯著差異。桂葛8號(hào)為中感品種，桂葛1號(hào)和桂葛17號(hào)為中抗品種、田間病情嚴(yán)重程度基本一致，桂葛18號(hào)為高抗品種、田間發(fā)病很輕；相比露地匍匐種植，搭架種植可顯著降低病情；同一品種組培苗發(fā)病明顯低于扦插苗。