張亞林，呂峻元，馮自力，馮鴻杰，魏鋒，趙麗紅，朱荷琴

（棉花生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/ 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所，河南 安陽 455000）

棉花黃萎病嚴(yán)重阻礙棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展[1]。在我國，大麗輪枝菌（Verticillium dahliae）是引起棉花黃萎病的主要病原菌。該病原菌有穩(wěn)定的休眠結(jié)構(gòu)——微菌核，變異性強(qiáng)且與寄主協(xié)同進(jìn)化，致病機(jī)理十分復(fù)雜，是其難以有效防治的關(guān)鍵[2-3]。 新疆作為我國棉花主產(chǎn)區(qū)，近年來棉花種植面積占全國的80%左右[4]，而新疆50%～70%的棉田受黃萎病危害，部分棉田發(fā)病率達(dá)30%～50%，黃萎病已成為制約新疆棉花生產(chǎn)發(fā)展的主要因素之一[5-7]。 當(dāng)下，培育和種植抗病品種是防治棉花黃萎病最經(jīng)濟(jì)有效的方法[8]。 系統(tǒng)評價棉花品種對黃萎病的抗性，明確其適宜種植范圍，充分發(fā)揮抗病棉花品種優(yōu)勢，不僅有利于減輕黃萎病危害，而且對于指導(dǎo)棉花品種區(qū)劃具有重要參考意義。

前期，本團(tuán)隊(duì)先后從14 個主產(chǎn)棉省84 個縣市采集分離了具有代表性的棉花黃萎病菌菌株728個，建立了棉花黃萎病菌種群資源數(shù)據(jù)庫[9]。 本研究從黃萎病菌種群資源數(shù)據(jù)庫篩選出具有不同致病力，采集于新疆石河子、阿拉爾、阿克蘇和河北辛集、河南安陽等主產(chǎn)棉區(qū)的黃萎病菌菌株10 個，對中棉所96B 進(jìn)行抗病性評價，探索建立中棉所96B（中棉所118）[10]抗病性評價體系，為中棉所96B 品種區(qū)劃提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試棉花品種為中棉所96B，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所南疆優(yōu)質(zhì)棉育種課題組提供。感病棉花品種冀棉11、耐病棉花品種魯棉研21、抗病棉花品種中植棉2 號的種子均為本團(tuán)隊(duì)保存。

棉花黃萎病菌菌株10 個（參見表1），來源于本團(tuán)隊(duì)已建立的棉花黃萎病菌種群資源數(shù)據(jù)庫。

1.2 方法

1.2.1供試黃萎病菌菌株致病力測定。參照蛭石沙土無底紙缽定量蘸菌液法[11]測定黃萎病菌菌株致病力。 主要方法：將連續(xù)種植棉花的新疆棉田土壤和蛭石按2∶3 的體積比混勻配制成營養(yǎng)土， 分裝到紙缽（直徑6 cm，高度10 cm），澆水潤濕營養(yǎng)土，每個紙缽中分散放置10 粒棉花種子，覆蓋1 cm 厚的沙土，按壓撫平，每個處理6 個紙缽，3 次重復(fù)，共計(jì)18 個紙缽。 播種結(jié)束后按照常規(guī)方法進(jìn)行撫育管理，每缽留苗5～6 株。當(dāng)棉花第1 片真葉平展時，進(jìn)行黃萎病菌接種，每個紙缽接種10 mL 的孢子懸浮液（孢子含量為1×107mL－1），跟蹤監(jiān)測棉花長勢情況，適時調(diào)查棉花黃萎病發(fā)病癥狀。 根據(jù)平均病情指數(shù)（Disease index，DI）將黃萎病菌的致病力劃分為強(qiáng)、中等、弱3 種致病型[6]。

1.2.2中棉所96B 抗病性評價。 采用1.2.1 的溫室鑒定方法，利用已篩選的強(qiáng)、中等、弱3 種不同致病力的黃萎病菌測定中棉所96B 的抗病能力。 在播種后21 d 接種黃萎病菌。 播種后49 d，每個處理隨機(jī)測量5 株棉花株高、根長、鮮物質(zhì)質(zhì)量等生物量指標(biāo)[12]，并對DI 與生物量指標(biāo)間的相關(guān)性進(jìn)行分析。

1.2.3數(shù)據(jù)處理。 采用Microsoft Excel 2013 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理，GraphPad Prism 8 軟件進(jìn)行單因素方差分析和最小顯著差數(shù)法（Least significant difference，LSD）多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試黃萎病菌菌株致病力測定

致病力測定結(jié)果（表1）表明，10 個黃萎病菌菌株的平均DI 為9.6～65.6， 依據(jù)致病力可劃分為強(qiáng)、中等、弱3 種致病型，其中強(qiáng)致病型菌株7 個，中等致病型菌株2 個，弱致病型菌株1 個，具有一定的代表性，可用于中棉所96B 抗病性評價。

表1 棉花黃萎病菌致病力測定結(jié)果

2.2 中棉所96B 抗病性評價

由表2 可知，不同致病型的黃萎病菌侵染中棉所96B 后，棉花發(fā)病癥狀不同，且隨著時間延長，病情指數(shù)逐漸增大。 播種后49 d， 弱致病型菌株Vd321 的DI 為12.93， 中等致病型菌株Vd324、Vd517 的DI 分別為15.71、14.63，而強(qiáng)致病型菌株的DI 為16.65～34.44，均高于弱致病型、中等致病型菌株。 其中， 強(qiáng)致病型菌株Vd080 的DI 為34.44，比弱致病型菌株Vd321 提高了166.36%；比中等致病型菌株Vd324、Vd517 分別提高了119.22%、135.41%。 根據(jù)棉花對黃萎病的抗病類型劃分標(biāo)準(zhǔn)[11]，中棉所96B 對來自新疆的不同致病型黃萎病菌菌株均表現(xiàn)較好的抗性，屬于抗病或耐病品種。

表2 基于10 個黃萎病菌菌株的中棉所96B抗病能力測定結(jié)果

2.3 中棉所96B 生物量測定

由表3 可知，播種后49 d，不同致病型的黃萎病菌對中棉所96B 生物量指標(biāo)影響不同。 對于棉花株高、地上部鮮物質(zhì)質(zhì)量、地下部鮮物質(zhì)質(zhì)量，不同致病型菌株對棉花的影響差異不顯著。根長測量結(jié)果表明， 強(qiáng)致病型菌株Vd369 侵染的棉花根長最大，為11.10 cm，比強(qiáng)致病型菌株Vd076（9.40 cm）增加18.09%。 根冠比結(jié)果表明， 強(qiáng)致病型菌株Vd080 侵染的棉花根冠比最大，為0.73，比強(qiáng)致病型菌株Vd518（0.31）增加135.48%。然而，分離自新疆的不同致病型黃萎病菌菌株侵染的棉花根長、根冠比差異均不顯著。

表3 10 個黃萎病菌菌株接種處理后中棉所96B 生物量指標(biāo)測定結(jié)果

2.4 病情指數(shù)與生物量指標(biāo)間的相關(guān)性分析

對黃萎病菌侵染棉花的病情指數(shù)與株高、根長、地上部鮮物質(zhì)質(zhì)量、地下部鮮物質(zhì)質(zhì)量、根冠比等生物量指標(biāo)間的相關(guān)性分析結(jié)果（表4）顯示，DI與根冠比顯著正相關(guān)（r＝0.372），與其他生物量指標(biāo)沒有顯著相關(guān)性。 值得一提的是，根冠比與地上部鮮物質(zhì)質(zhì)量極顯著負(fù)相關(guān)（r＝－0.626），與地下部鮮物質(zhì)質(zhì)量極顯著正相關(guān)（r＝0.933）。

表4 棉花黃萎病病情指數(shù)與生物量指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論與討論

隨著新疆棉花種植面積大幅度增加，逐漸產(chǎn)生了新問題，而品種熟性與品質(zhì)區(qū)劃卻未及時跟進(jìn)，導(dǎo)致品種布局和生產(chǎn)種植亂象叢生，種植區(qū)域的適配性較差，既不能發(fā)揮品種優(yōu)勢，又浪費(fèi)了自然稟賦[13]。在培育抗病品種時應(yīng)重視不同區(qū)域黃萎病菌的遺傳分化， 利用不同菌系進(jìn)行品種抗病性鑒定，才能培育出具有廣譜抗病性的品種[14]。 反之，采用不同區(qū)域的棉花黃萎病菌檢測品種的抗病性，建立品種抗病性評價體系，一方面有利于降低棉花黃萎病危害，另一方面有利于合理劃分品種的適宜種植區(qū)域，為品種區(qū)劃提供重要參考。

本研究采用新疆石河子、阿拉爾、阿克蘇等主產(chǎn)棉區(qū)分離的黃萎病菌，其中石河子3 個菌株（強(qiáng)、中等、弱致病型各1 個），阿拉爾3 個菌株（強(qiáng)、中等致病型分別為2 個、1 個），阿克蘇2 個菌株（均為強(qiáng)致病型），涵蓋不同致病型黃萎病菌。 接種10 個黃萎病菌菌株后49 d， 中棉所96B 的DI 為12.93～34.44，依據(jù)棉花對黃萎病的抗病類型劃分標(biāo)準(zhǔn)，中棉所96B 屬于抗病或耐病品種， 這與中棉所96B品種審定時抗病鑒定結(jié)果[10]一致，初步證明了采用不同致病力黃萎病菌菌株檢測棉花品種的抗病性能較好地反映出品種的抗黃萎病能力。 此外，分析了DI 與生物量指標(biāo)間的相關(guān)性，DI 僅與根冠比顯著正相關(guān)。綜上，通過棉花黃萎病病情指數(shù)與生物量指標(biāo)相結(jié)合可較好地評價品種的黃萎病抗性，進(jìn)一步為棉花品種區(qū)劃提供參考。