賀占雪,澤桑梓,楊斌,趙寧*
(1.西南林業(yè)大學,云南省森林災害預警與控制重點實驗室,云南 昆明 650224; 2.云南省林業(yè)有害生物防治檢疫局,云南 昆明 650051)
核桃(JuglansregiaL.)是重要堅果和木本油料樹種[1],同時也是重要的經(jīng)濟生態(tài)樹種之一,與榛子、扁桃和腰果并稱為世界著名的“四大干果”[2],具有豐富的營養(yǎng)價值和良好的醫(yī)療保健效果,深受人們喜愛。隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展,核桃產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟價值不斷突顯,受到外界關(guān)注度日益增長,提高核桃的豐產(chǎn)性、早實性、堅果品質(zhì)、抗逆性、抗病性和砧木改良已成為我國核桃育種的目標[3]。近年來,云南核桃的種植面積不斷擴大,在全國核桃生產(chǎn)中占有重要地位。但隨著種植面積的增大,核桃種質(zhì)資源交流的頻繁進行和核桃產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,病蟲害對核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響也逐漸加深。相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示,云南核桃種植中有害生物的危害面積超過6.7萬hm2,其中病害面積高達4.4萬hm2。核桃病害直接影響了核桃的質(zhì)量、產(chǎn)量和農(nóng)戶的經(jīng)濟收入。本研究對云南主栽的31個核桃品種對葉斑病抗性進行初步測定和評估,以期為生產(chǎn)中綠色防治提供科學依據(jù),并為今后核桃抗病品種的選育和核桃產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供參考。
葉點霉屬真菌危害植物葉片、莖和根等部位,是農(nóng)作物、林木、經(jīng)濟作物和觀賞植物的主要病原菌[4-5],可引起多種植物的葉斑病[6-10]。該病菌主要侵染核桃葉片,發(fā)病初期在葉基部和葉脈基部形成圓形病斑,隨著感病程度逐漸加強,葉片會出現(xiàn)退綠、脫落等現(xiàn)象[11-12],病情嚴重時,造成植株早期落葉,花、果腐爛,嚴重影響核桃產(chǎn)量。秦恩華等[13]對梔子病葉分離鑒定得出,引起梔子葉斑病的病原菌為Phyllostictagardeniicola;練啟仙等[14]報道,葉點霉屬真菌PhyllostictaglycinesThum.是引起砂仁葉斑病的主要病原菌;張格杰等[15]對大花黃牡丹葉斑病病原分離鑒定,得到引起該病的病原菌為Phyllostictacommonsii;王曉梅等[16]對桂花葉斑病病葉進行病原分離鑒定,得出病原菌為PhyllostictaghaesembillaeKoorders。
云南地形和氣候特殊多變,核桃葉部真菌病害也有多種,項目組前期研究發(fā)現(xiàn),Phyllostictajuglandis(DC.)Sacc是引起核桃葉斑病病害的病原菌。目前,國內(nèi)外對核桃葉斑病的防治主要采用物理剪除、化學防治和培育抗病品種等3種方法,但物理剪除和化學防治均存在弊端,因此,培育抗病品種是防治葉斑病經(jīng)濟有效的方法。
抗病性鑒定是抗病育種工作的重要環(huán)節(jié)。本試驗采用室內(nèi)病原離體接種的方法,對云南主栽的31個核桃品種對葉斑病菌Phyllostictajuglandis的抗性進行了初步測定和評估,在初步篩選出抗性品種的基礎(chǔ)上,分析31個核桃品種的不同抗性差異,并采用病害分級和聚類分析的方法,對核桃的抗感病性進行綜合評價,篩選出抗病品種和綜合性狀優(yōu)良的核桃品種,為云南核桃抗病優(yōu)良品種的選育提供理論依據(jù)。
接種材料葉片采自大理白族自治州林業(yè)科學研究所核桃種質(zhì)資源采集圃的大泡核桃、青皮大泡、小泡核桃、紙皮核桃、細皮核桃、小胖若核桃、三臺核桃、方殼核桃、娘青核桃、大木瓜核桃、扎343、新翠豐、新新2號、新早豐、小圓果、圓菠蘿、桐子果、夾棉大麻、夾棉小麻、漾雜1號、漾雜2號、漾雜3號、漾江1號、云新云林、云新高原、云新90301、云新90303、云新90306、大包殼、大尖嘴、四方果等不同核桃品種的嫩葉。
參照趙梓岑等[17]獲取核桃炭疽病病原菌的方法,得到試驗所需核桃葉斑病胡桃葉點霉屬病原菌(Phyllostictajuglandis(DC.)Sacc)。
1.2.1 菌株培育及接種材料處理
選取致病性測定過程中致病能力較強的胡桃葉點霉菌株,在用PDA培養(yǎng)基在25 ℃條件下培養(yǎng)5 d后,選擇菌落中邊緣菌絲生長能力較強的地方,用3 mm打孔器取菌餅,對照采用無菌PDA菌餅。
按規(guī)格摘取寬4~5 cm、長10~12 cm核桃嫩葉,先用自來水清洗表面的灰塵,再用75%酒精表面消毒,然后用無菌水沖洗3次,晾干水分,使用石英砂在葉片表面固定部位摩擦,造成輕微傷口,備用。
1.2.2 離體接種
在無菌操作臺上進行離體接種,每種材料設10個重復和1個對照。將PDA上活化后的胡桃葉點霉病菌菌餅反扣在處理好的核桃嫩葉傷口處,在鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)進行培養(yǎng),對照接種無菌PDA。接種后置于25 ℃、相對濕度90%的恒溫恒濕生化培養(yǎng)室內(nèi)黑暗培養(yǎng),每天觀察記錄接種葉片病斑的發(fā)展情況,于接種后3 d開始,用游標卡尺對發(fā)病部位進行縱橫徑測量,取均值計算其病斑面積。
1.2.3 抗性評價
根據(jù)系統(tǒng)聚類分析結(jié)果,選擇最適聚類距離為分割點,得出最適聚類分析結(jié)果,以此為依據(jù),并結(jié)合病害分級標準,對云南31個主栽核桃品種抗Phyllostictajuglandis(DC.)Sacc進行分析評價。
病害分級標準參照張小艷等[18]對枇杷葉斑病研究的病斑分級標準,有修改。1級,病斑面積占葉面積的比率<5%;2級,病斑面積占葉面積的比率5%~10%;3級,病斑面積占葉面積的比率10%~20%;4級,病斑面積占葉面積的比率20%~50%;5級,病斑面積占葉面積的比率≥50%。
1.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析
采用SPSS 23.0數(shù)據(jù)分析軟件進行相關(guān)數(shù)據(jù)的聚類分析,將病斑面積均值進行對數(shù)轉(zhuǎn)換、標準化轉(zhuǎn)換等6種處理,聚類距離采用歐式距離,聚類方法采用組間聯(lián)系、組內(nèi)聯(lián)系、最近鄰元素、最遠鄰元素、質(zhì)心聚類、中位數(shù)聚類、瓦爾德法等7種方法,采用不同的聚類分析方法和聚類距離分別組合進行數(shù)據(jù)分析,依據(jù)接種后的病斑面積均值結(jié)合聚類分析結(jié)果,篩選出與此次試驗最相符的聚類分析方法,并以譜系圖的形式展現(xiàn)聚類結(jié)果。
31個品種的核桃嫩葉接種胡桃葉點霉5 d后的病斑面積見表1。不同品種對胡桃葉點霉抗性能力存在差異。31個品種的核桃嫩葉接種胡桃葉點霉后,紙皮核桃、云新高原2個品種均未發(fā)病;夾棉大麻病斑面積最小,為0.6 mm2;圓菠蘿病斑面積最大,為1 175.00 mm2。
根據(jù)接種后病斑大小的次數(shù)分布圖(圖1)可以看出,31個核桃品種中,平均病斑面積為0~200 mm2有28個品種,平均病斑面積為200~400 mm2的僅有扎343,平均病斑面積為800~1 000 mm2的僅有新早豐,平均病斑面積為1 000~1 200 mm2的僅有圓菠蘿。
對接種病原菌后的病斑面積數(shù)據(jù)進行聚類分析,以歐式距離2.5作為聚類分割點,將31個核桃品種分為5類(圖2)。第1類有16個抗病品種,包括云新高原、紙皮核桃、夾棉大麻、小泡核桃、漾雜1號、細皮核桃、大木瓜核桃、娘青核桃、大包殼、桐子果、四方果、夾棉小麻、青皮大泡、新翠豐、大泡核桃、新新2號;第2類有7個中抗品種,包括云新云林、云新90303、小胖若核桃、方殼核桃、漾雜2號、大尖嘴、小圓果;第3類有6個中感品種,包括漾雜3號、云新90306、三臺核桃、云新90301、漾江1號、扎343;第4類僅有1個感病品種新早豐;第5類亦僅有1個高感品種圓菠蘿。
表1 不同核桃品種接種胡桃葉點霉后嫩葉病斑的大小
圖1 接種胡桃葉點霉后不同核桃品種病斑 面積大小的次數(shù)分布
圖2 不同核桃品種對胡桃葉點霉抗病性的 聚類分析
由病害分級標準結(jié)合聚類分析結(jié)果(表2),得出云南主栽的31個核桃抗病性分級結(jié)果,其中抗性品種16個(占總數(shù)的51.6%),中抗品種7個(22.6%),中感品種6個(19.4%),感病和高感各1個(3.2%)。
表2 不同核桃品種接種胡桃葉點霉后的抗病性反應
核桃抗病育種是一項復雜的工作,品種的抗病性不僅取決于自身的內(nèi)在條件,亦受各種外界條件的影響[19-20]。抗病性評價有利于快速篩選出抗病品種,為育種工作提供理論依據(jù)[21]。室內(nèi)離體接種評價是抗性評價的重要手段之一,而離體葉片接種是操作簡便、快速、有效的病害評價方法。張子君等[22]采用葉片離體接種的方法對不同品種番茄進行早疫病抗性評價;劉莉等[23]采用葉片和枝條離體接種的方法對17個核桃品種進行抗病性評價;余仲東等[24]采用室內(nèi)針刺接種的方法對核桃潰瘍病進行抗病性評價。云南地形條件特殊,地勢復雜,核桃栽培模式多樣化,加之管理缺陷等因素,核桃種植受葉斑病的影響日益嚴重[19]。
我國核桃抗病育種起步較晚,本次研究結(jié)果表明,云南主栽的31個核桃品種對Phyllostictajuglandis的抗病性存在差異。將31個品種的抗病性分為5類,包括16個抗病品種、7個中抗品種、6個中感品種、1個感病品種和1個高感品種,其中,抗病品種占51.6%,中抗占22.6%,中感占19.4%,感病和高感占6.5%。本次試驗通過室內(nèi)離體接種對云南主栽的31個核桃品種進行抗性評價,篩選到抗性品種23個,可為后續(xù)云南核桃園改造和新建提供品種選育參考。