官 鑫,彭延麟,胡彥師,曾 霞,涂 敏
(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所,???71101;2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,昆明650201)
白粉病是橡膠樹(shù)最主要的侵染性病害,由專性寄生的橡膠樹(shù)粉孢菌(Oidium heveaeSteinm.)引起[1],為典型的氣候性病害,其發(fā)生和流行與氣象條件、橡膠樹(shù)物候期以及病原菌數(shù)量等3個(gè)因素密切相關(guān)[2,3]。春季是該病的主要流行季節(jié),尤其威脅橡膠樹(shù)嫩葉(古銅期及變色期葉片)、嫩芽、嫩梢和花序。嫩葉感病初期,葉面或背面出現(xiàn)輻射狀的銀白色蛛網(wǎng)狀菌絲,隨后在病斑上出現(xiàn)一層白粉,形成大小不一的白粉病斑[4,5]。發(fā)病嚴(yán)重時(shí),整個(gè)病葉布滿白粉,葉片皺縮畸形、變黃,最后脫落,不脫落的病葉隨著葉片的老化和氣溫的升高,病斑上的白粉逐漸消失,留下白色癬狀斑、退綠半透明黃斑或黃褐色壞死斑?;ㄐ蚋胁『?,花?;蚧ɡ俪霈F(xiàn)小白色菌斑,嚴(yán)重時(shí)整個(gè)花序布滿白粉,花蕾大量脫落,只留下光禿禿的花軸[6,7]。白粉病會(huì)降低橡膠樹(shù)光合作用,導(dǎo)致橡膠樹(shù)生長(zhǎng)遲緩,膠乳產(chǎn)量降低,最高可造成橡膠樹(shù)減產(chǎn)45%[8,9]。
橡膠樹(shù)白粉病最早1918年報(bào)道于印尼爪哇[10],1958年在巴西第一次暴發(fā)[11],Braun等[12]報(bào)道橡膠樹(shù)白粉病分布在亞洲的柬埔寨、印度、印度尼西亞、馬來(lái)西亞、斯里蘭卡、泰國(guó)和越南,以及一些非洲國(guó)家,如剛果、加納、坦桑尼亞和烏干達(dá)。2015年發(fā)現(xiàn)該病還分布于文萊達(dá)魯薩蘭國(guó)、喀麥隆、馬拉維、馬來(lái)半島和緬甸等國(guó)家[13,14]。中國(guó)于1951年在海南島發(fā)現(xiàn)此病,1960年在云南省河口墾區(qū)發(fā)現(xiàn)該?。?5]。1959年,在海南省大面積發(fā)生流行,引起橡膠樹(shù)新抽的嫩葉連續(xù)脫落,推遲當(dāng)年開(kāi)割期,導(dǎo)致干膠產(chǎn)量比上年減產(chǎn)50%左右。1985年云南省河口墾區(qū)白粉病全面流行,當(dāng)年干膠減產(chǎn)3 000 t,損失2 400萬(wàn)元。2008年云南省西雙版納傣族自治州受大氣環(huán)流影響,該地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)高溫多雨的天氣,暴發(fā)了該地區(qū)橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展50多年來(lái)最嚴(yán)重的白粉病害,導(dǎo)致橡膠減產(chǎn)約1.5萬(wàn)t,經(jīng)濟(jì)損失約3億元。2017年西雙版納傣族自治州植膠區(qū)橡膠樹(shù)白粉病泛濫,據(jù)測(cè)算因白粉病導(dǎo)致天然橡膠產(chǎn)量損失12 283.8 t,金額達(dá)1.718 5億元[16]。由于中國(guó)植膠區(qū)地處熱帶北緣,每年冬春低溫潮濕環(huán)境給白粉病創(chuàng)造了良好的物候條件,重病年發(fā)生頻次越來(lái)越高[17],給植膠業(yè)帶來(lái)了巨大損失。
橡膠樹(shù)白粉病以化學(xué)防治為主,雖然化學(xué)防治可以在短期內(nèi)控制病害的發(fā)展,但容易產(chǎn)生藥害,使病原菌產(chǎn)生抗藥性[18],其次橡膠樹(shù)具有較高的樹(shù)干和冠層結(jié)構(gòu),因而化學(xué)防治常出現(xiàn)用藥量大、成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題[9]。與化學(xué)防治相比,選育抗病品種是最經(jīng)濟(jì)有效的防治手段,目前全球橡膠樹(shù)抗白粉病育種進(jìn)展緩慢,橡膠樹(shù)的白粉病抗性品種較為匱乏。已報(bào)道的抗性品種主要為印尼爪哇20世紀(jì)40年代發(fā)現(xiàn)的避病品種LCB870[19],斯里蘭卡50年代中期選育的RRIC52[20],馬來(lái)西亞無(wú)性系RRIM3001、RRIM2001、RRIM2002、RRIM2023和RRIM2024被 鑒 定 為 抗 性 品 系[21]。巴 西 無(wú) 性 系IAC35、IAC40、IAC56、IAC303和IAN4493被鑒定為高抗性,IAC300、IAC301、IAC302和IAN3156被鑒定為中等抗性[9]。印度尼西亞篩選到9種對(duì)白粉病具有抗性的品系(IRR205、IRR206、IRR207、IRR208、IRR215、IRR216、IRR217、IRR219、IRR220)[22]。中國(guó)20世紀(jì)60年代選育出紅山67-15,2005年P(guān)riya?darshan等[23]報(bào)道紅山67-15和大豐95對(duì)白粉病具有高度抗性。目前對(duì)白粉病抗性無(wú)性系的篩選結(jié)果表 明,PB86、RRIC52、PR261、RRIM703和IAN45-873具有明顯的抗性。至2019年底,國(guó)家橡膠樹(shù)種質(zhì)資源圃保存了橡膠樹(shù)種質(zhì)資源6個(gè)種6 175份,其中野生巴西橡膠樹(shù)種質(zhì)資源5 710份,Wickham種質(zhì)454份,橡膠樹(shù)屬其他種材料11份。2020年春季,橡膠樹(shù)白粉病暴發(fā)流行,通過(guò)對(duì)橡膠樹(shù)國(guó)家種質(zhì)資源圃內(nèi)保存的種質(zhì)資源進(jìn)行白粉病抗性調(diào)查,發(fā)掘其中的抗病種質(zhì)資源,以期為橡膠樹(shù)抗病選育提供育種材料。
共調(diào)查橡膠樹(shù)種質(zhì)4 788份,包括Wickham栽培種質(zhì)444份,Amazon野生種質(zhì)4 344份,其中來(lái)自Acre地區(qū)的有1 631份,占37.55%;來(lái)自Rodonia地區(qū)的有1 813份,占41.74%;來(lái)自Mato Grosso地區(qū)的有829份,占19.08%;來(lái)自其他地區(qū)的有71份,占1.63%。
調(diào)查時(shí)間為2020年3月下旬橡膠樹(shù)白粉病流行末期;調(diào)查地點(diǎn)為國(guó)家橡膠樹(shù)種質(zhì)資源圃。
在國(guó)家橡膠樹(shù)種質(zhì)資源圃內(nèi),參照《橡膠樹(shù)白粉病測(cè)報(bào)技術(shù)規(guī)程》[24]逐株調(diào)查,記錄白粉病為害級(jí)別、品系等。
白粉病整株分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下。0級(jí),無(wú)病或少數(shù)葉片有少量病斑;1級(jí),多數(shù)葉片有少量病斑;2級(jí),多數(shù)葉片有較多病斑;3級(jí),病斑累累或葉片輕度皺縮,或因病落葉約1/10;4級(jí),病斑密布或葉片中度皺縮,或因病落葉約1/3;5級(jí),葉片因病嚴(yán)重皺縮,或因病落葉1/2以上。
病情指數(shù)=[Σ(各級(jí)病株數(shù)×該病級(jí)值)/(調(diào)查總株數(shù)×最高級(jí)值)]×100
參考NY/T 2814—2015[25],抗病類型分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下。
高度抗病,病情指數(shù)在15以下;抗病,病情指數(shù)為[15.1,30.0];中度抗病,病情指數(shù)為[30.1,40.0];中度感病,病情指數(shù)[40.1,60.0];感病,病情指數(shù)為[60.1,80.0];高度感病,病情指數(shù)在80.1以上。
從儋州市氣象局收集2020年1—3月氣象資料,包含月平均高溫、月平均低溫、月降雨天數(shù)、月平均濕度等,如表1所示。1、2、3月極端高溫分別為29、33、38℃,分別出現(xiàn)在1月9日、2月15日、3月9日,1、2、3月極端低溫分別為11、12、18℃,分別出現(xiàn)在1月29日、2月16日、3月1日;平均濕度均在80%及以上。
調(diào)查結(jié)果(表2)表明,4 788份橡膠樹(shù)種質(zhì)對(duì)白粉病的抗感類型基本呈正態(tài)分布,抗病種質(zhì)18份,全為Amazon野生種質(zhì);中抗種質(zhì)146份,其中145份為Amazon野生種質(zhì),1份為Wickham栽培種質(zhì);中感種質(zhì)1 180份;感病種質(zhì)2 557份;高感種質(zhì)887份。從抗感類型的分布比例來(lái)看,Amazon野生種質(zhì)抗病與中抗的比例分別為0.41%和3.34%,均遠(yuǎn)高于Wickham栽培種質(zhì)的0和0.22%;而中感、感病與高感的占比差異不大。
由表3可知,抗白粉病野生種質(zhì)在巴西亞馬遜流域分布不均勻,其中,Rodonia地區(qū)最多,有8份,Acre地區(qū)次之,有6份,Mato Grosso地區(qū)和其他地區(qū)各2份。
表1 2020年1—3月儋州市主要?dú)庀髷?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
表2 橡膠樹(shù)種質(zhì)抗白粉病調(diào)查結(jié)果
表3 不同來(lái)源的橡膠樹(shù)Amazon野生種質(zhì)抗白粉病調(diào)查結(jié)果
白粉病目前已成為橡膠產(chǎn)區(qū)的主要病害之一,由于缺乏抗病品種,一旦溫度和濕度等環(huán)境條件適宜,橡膠樹(shù)白粉病就會(huì)大暴發(fā),呈現(xiàn)出發(fā)病時(shí)間短、流行速度快等特點(diǎn),嚴(yán)重影響橡膠的產(chǎn)量和質(zhì)量,從而進(jìn)一步影響農(nóng)民增收和橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[9]。目前防治橡膠樹(shù)白粉病的化學(xué)藥劑主要是施用硫磺粉、粉銹寧等,藥劑防治不僅導(dǎo)致種植成本的增加,還造成環(huán)境污染。種植抗病品種是防治病害最經(jīng)濟(jì)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的方式。篩選鑒定橡膠樹(shù)抗病種質(zhì),是解決目前抗病親本缺乏、抗病育種進(jìn)程受限的重要途徑之一。
中國(guó)的橡膠種質(zhì)資源收集及白粉病抗性鑒定工作一直在進(jìn)行,但鑒定出的抗病品種很少。2020年春季溫度適合,降雨較多,濕度較大,且橡膠落葉不徹底,存在邊落葉邊抽葉現(xiàn)象,越冬菌源基數(shù)大,利于白粉病的流行。同時(shí)由于春季新型冠狀病毒肺炎疫情的暴發(fā),未能及時(shí)對(duì)橡膠樹(shù)白粉病進(jìn)行藥劑防治,導(dǎo)致橡膠樹(shù)白粉病發(fā)病嚴(yán)重,適合進(jìn)行大田調(diào)查以篩選抗病種質(zhì)。
與以往報(bào)道的Wichkham栽培種質(zhì)的抗白粉病結(jié)果不一致,2020年春季調(diào)查表明,共篩選到18份抗性材料均來(lái)源于Amazon野生種質(zhì),Wickham栽培種質(zhì)中僅有1份表現(xiàn)中度抗性。Alice等[26]研究表明野生橡膠樹(shù)種質(zhì)中AC/S/12 42/59、AC/S/12 42/186和RO/CM/1044/07對(duì)白粉病顯示高度抗性。Naray?anan等[27]對(duì)印度野生橡膠樹(shù)種質(zhì)的長(zhǎng)期評(píng)估表明,MT 48/59、MT 51/36、RO 37/94、RO 50/35、RO 50/87、RO 51/60、RO 53/65、RO 17/37、AC 5/87和AC53/02對(duì)白粉病具有穩(wěn)定的抗性。涂敏等[15]篩選出6個(gè)對(duì)白粉病具有高度抗性的野生品種(GPJS 5010、GPJS5011、GPJS5902、GPJS5946、GPJS6039和GPJS 6042)。方家林等[28]、余卓桐等[29]對(duì)國(guó)內(nèi)選育的50份橡膠樹(shù)品系進(jìn)行抗性劃分,從而鑒定出6份抗病品種。本試驗(yàn)調(diào)查顯示,中抗以上種質(zhì)僅占總資源數(shù)的3.43%,表明抗白粉病種質(zhì)資源極為匱乏與寶貴。目前,利用分子生物技術(shù)提高植物的抗病能力進(jìn)展迅速,橡膠樹(shù)抗白粉病相關(guān)功能基因國(guó)內(nèi)外有HbMlo[30-32]、HbLFG1、HbLFG2[33]、HbFER[34]和Hb?GNOM[35]等被報(bào)道克隆,部分基因轉(zhuǎn)擬南芥驗(yàn)證了基因功能。總體來(lái)說(shuō),橡膠樹(shù)抗白粉病相關(guān)功能基因相對(duì)數(shù)量偏少。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,發(fā)掘和利用橡膠樹(shù)Amazon野生種質(zhì)中的抗病品種和抗病基因,可以為橡膠樹(shù)抗病育種提供育種材料和基因來(lái)源,對(duì)抗病品種的選育具有重要意義。