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        國家糖料體系區(qū)試示范甘蔗新品種(系)病情調(diào)查與抗性分析

        2022-04-06 07:36:58李銀煳李婕覃偉王曉燕張榮躍趙俊單紅麗李文鳳黃應(yīng)昆
        中國糖料 2022年2期
        關(guān)鍵詞:福農(nóng)花葉病桂糖

        李銀煳,李婕,覃偉,王曉燕,張榮躍,趙俊,單紅麗,李文鳳,黃應(yīng)昆

        (云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南開遠(yuǎn) 661699)

        0 引言

        甘蔗是我國重要的糖料作物,蔗糖產(chǎn)業(yè)在促進(jìn)邊疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民增收和鄉(xiāng)村振興中具有重要作用[1]。甘蔗生產(chǎn)存在蔗區(qū)土壤長期連作、種苗無性繁殖連作、甘蔗宿根栽培連作等固有特性,加之甘蔗生長期長達(dá)一年之久,歷經(jīng)春夏秋冬四季,病多蟲多侵染時(shí)間長,災(zāi)害性病蟲常發(fā)重發(fā),甘蔗受損極為嚴(yán)重[2-3]。尤其近年極端氣候,春夏持續(xù)高溫干旱,多數(shù)蔗區(qū)主栽、主推品種‘新臺糖22號’、‘柳城03-1137’高度感病,黑穗病發(fā)生嚴(yán)重,感病品種病株率達(dá)30%以上。甘蔗線條花葉病毒(Sugarcane streak mosaic virus,SCSMV)擴(kuò)展蔓延十分迅速、侵染性與致病性特強(qiáng),病株率及病毒檢出率逐年增高[3]。秋季多雨高溫高濕,甘蔗褐條病、銹病、梢腐病、葉焦病、褐斑病、眼斑病、輪斑病等多種病害極易發(fā)生流行、復(fù)合侵染并發(fā)為害[3-5],尤以梢腐病、褐條病、銹病發(fā)生普遍、報(bào)道較多[6-8]。主栽品種‘粵糖93-159’、‘新臺糖25 號’、‘新臺糖22 號’和主推品種‘粵糖60號’、‘柳城03-1137’、‘德蔗03-83’等因高度感病而面臨淘汰。甘蔗苗期發(fā)生的甘蔗黑穗病和花葉病屬系統(tǒng)性、種傳性病害,防治上無藥無方,而甘蔗梢腐病、褐條病、銹病發(fā)生期正值甘蔗生長中后期、高稈作物施藥困難。已有研究表明,篩選和培育抗病品種才是解決甘蔗病害最經(jīng)濟(jì)有效的根本途徑[2-3]。而近年國家糖料體系選育的甘蔗新品種,其對常見甘蔗災(zāi)害性病害的抗性不明,抗病新品種篩選和布局缺乏依據(jù)。為此,本研究對2020—2021 年國家糖料體系開遠(yuǎn)綜合試驗(yàn)站區(qū)試和示范甘蔗新品種(系)病情進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查,并采樣重點(diǎn)檢測甘蔗花葉病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)、高粱花葉病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)、甘蔗線條花葉病毒(SCSMV)3種花葉病病毒和Bru1基因,并調(diào)查黑穗病、銹病、褐條病、梢腐病、葉焦病、褐斑病、眼斑病、黃斑病、輪斑病等發(fā)生情況,以期明確各新品種(系)對常見甘蔗災(zāi)害性病害的發(fā)病程度和花葉病病毒類群及Bru1基因分布狀況,為甘蔗新品種合理布局與推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 調(diào)查與檢測對象

        2020年和2021年國家糖料體系開遠(yuǎn)綜合試驗(yàn)站區(qū)試和示范的48個(gè)甘蔗新品種(系)及對照品種(表1)在田間自然感病條件下甘蔗花葉病、黑穗病、銹病、褐條病、梢腐病、葉焦病、褐斑病、眼斑病、黃斑病、輪斑病等常見災(zāi)害性病害發(fā)生情況,并采樣檢測SCMV、SrMV、SCSMV三種花葉病病毒和Bru1基因。

        1.2 調(diào)查與采樣方法

        于2020 年和2021 年6 月底甘蔗花葉病、黑穗病發(fā)病穩(wěn)定時(shí)期,各新品種(系)隨機(jī)取3 點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查100株,記錄調(diào)查總株數(shù)和花葉病、黑穗病發(fā)病株數(shù),計(jì)算病株率。結(jié)合花葉病調(diào)查每個(gè)新品種(系)選取10叢病叢,每叢取1份共10份樣品,用于檢測SCMV、SrMV、SCSMV三種花葉病病毒和Bru1基因。

        病株率(%)=(病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù))×100%

        于2020年和2021年10月甘蔗銹病、褐條病、梢腐病、葉焦病、褐斑病、眼斑病、黃斑病、輪斑病等常見災(zāi)害性病害發(fā)病高峰期,各新品種(系)隨機(jī)取3 點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查20 株,目測完全展開的全部葉片感病狀況及侵染面積百分比。參照楊子林等[9]和COMSTOCK 等[10]的標(biāo)準(zhǔn),將每種病害發(fā)生程度分為4個(gè)等級:葉片無病斑或病斑占葉面積<10%為零星感染或未感染“0”、病斑占葉面積11%~25%為輕度感染“+”、病斑占葉面積26%~50%為中度感染“++”、病斑占葉面積51%~100%為重度感染“+++”。

        1.3 花葉病病毒與Bru1基因檢測

        參照李文鳳等[11]和WANG 等[12]的方法對每個(gè)新品種(系)采集的10 份樣品,進(jìn)行SCMV、SrMV、SCSMV 三種花葉病病毒檢測。每個(gè)新品種(系)取采集的1份樣品,參照李文鳳等[13]的方法進(jìn)行Bru1基因檢測。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 苗期病害

        2.1.1 甘蔗花葉病及SCMV、SrMV、SCSMV病毒檢測結(jié)果

        由表1可知,48個(gè)甘蔗新品種(系)均發(fā)生甘蔗花葉病,其中‘桂糖11-1076’、‘德蔗12-88’、‘中糖1201’、‘中糖1202’、‘云瑞11-450’、‘柳城09-19’、‘粵甘51 號’、‘粵甘53 號’、‘桂糖16-1253’、‘桂糖14-811’、‘福農(nóng)14-1854’、‘中糖1211’、‘柳城15-39’、‘云瑞14-662’、‘福農(nóng)09-7111’、‘云瑞10-187’、‘粵甘48 號’、‘粵甘50 號’、‘福農(nóng)09-12206’19 個(gè)新品種(系)發(fā)病較輕,病株率均在30%以下;‘福農(nóng)08-3214’、‘云蔗11-1204’、‘福農(nóng)10-0574’、‘中蔗14 號’、‘福農(nóng)13-11808’、‘桂南亞14-6210’、‘桂糖08-120’、‘桂糖08-1589’、‘云蔗11-3898’、‘中糖1301’10 個(gè)新品種(系)發(fā)病中等,病株率為30%~60%;‘柳城09-15’、‘粵甘49 號’、‘福農(nóng)09-6201’、‘福農(nóng)11-2907’、‘閩糖11-610’、‘中蔗1號’、‘中蔗10號’、‘粵甘52號’、‘中蔗13號’、‘云蔗15-505’、‘桂糖13-334’、‘中蔗8號’、‘粵甘59號’、‘福農(nóng)10-14405’、‘桂糖13-386’、‘海蔗28號’、‘云瑞12-263’、‘云蔗11-1074’、‘中蔗6號’19個(gè)新品種(系)發(fā)病重,病株率均在60%以上。

        RT-PCR 檢測結(jié)果表明,580 份樣品中均未檢測出SCMV(檢出率0%)、其中50 份樣品檢測出SrMV(檢出率8.6%)、499份樣品檢測出SCSMV(檢出率為86.0%);SrMV 在16個(gè)新品種(系)中檢出,以‘德蔗12-88’、‘柳城15-39’、‘中蔗14 號’、‘桂糖08-120’4 個(gè)新品種(系)檢出率較高,分別為70%、60%、50%、50%;而SCSMV在48 個(gè)新品種(系)中均檢出,其中有26 個(gè)新品種(系)檢出率高達(dá)100%,15 個(gè)新品種(系)檢出率達(dá)80%~90%(表1)。

        表1 國家糖料體系區(qū)試示范48 個(gè)甘蔗新品種(系)病情調(diào)查與檢測結(jié)果Table 1 Disease investigation and detection results of 48 new sugarcane varieties/clones in regional test demonstration of National Sugar System

        續(xù)表1 Continued Table 1

        2.1.2 甘蔗黑穗病

        48個(gè)甘蔗新品種(系)中有20個(gè)發(fā)生甘蔗黑穗病,占41.7%,其中以‘云蔗11-1204’、‘柳城09-15’、‘云蔗11-1074’、‘粵甘51號’發(fā)病較重,病株率分別為23.0%、20.0%、15.0%、11.0%(表1)。

        2.2 中后期病害

        2.2.1 甘蔗銹病及Bru1基因

        48 個(gè)甘蔗新品種(系)中有13 個(gè)發(fā)生甘蔗銹病,占27.1%,其中重度感染的有‘粵甘49 號’、‘桂糖13-386’、‘海蔗28 號’、‘粵甘52 號’、‘中糖1301’、‘云瑞10-187’6 個(gè);48 個(gè)甘蔗新品種(系)中有16 個(gè)未檢測到Bru1基因,占33.3%,有32個(gè)檢測到Bru1基因,占66.7%(表1)。

        2.2.2 甘蔗褐條病、梢腐病

        48 個(gè)甘蔗新品種(系)中有37 個(gè)發(fā)生甘蔗褐條病,占77.1%,其中重度感染的有‘福農(nóng)09-6201’、‘閩糖11-610’兩個(gè)(表1)。48 個(gè)甘蔗新品種(系)中有30 個(gè)發(fā)生甘蔗梢腐病,占62.5%,其中重度感染的有‘柳城09-19’、‘粵甘53號’、‘中糖1301’、‘中蔗13號’4個(gè)(表1)。

        2.2.3 甘蔗葉焦病、褐斑病、輪斑病、眼斑病、黃斑病

        48 個(gè)甘蔗新品種(系)中有10 個(gè)發(fā)生甘蔗葉焦病,占20.8%,其中重度感染的僅有‘閩糖11-610’(表1)。48個(gè)甘蔗新品種(系)中有5個(gè)發(fā)生甘蔗褐斑病,占10.4%,其中無重度感染甘蔗新品種(系)。48個(gè)甘蔗新品種(系)中有10 個(gè)發(fā)生甘蔗輪斑病,占20.8%,其中重度感染的僅有‘中蔗13 號’。48個(gè)甘蔗新品種(系)中僅有‘云蔗11-3898’重度感染甘蔗眼斑病,占2.1%。所有的甘蔗新品種(系)均未發(fā)生甘蔗黃斑病。

        3 討論與結(jié)論

        甘蔗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,災(zāi)害性病害是最大威脅,不同甘蔗品種對不同病害抗性不一,篩選和種植抗病品種是解決甘蔗病害最經(jīng)濟(jì)有效的根本途徑[2-3]。本研究結(jié)合區(qū)域試驗(yàn),對2020—2021年國家糖料體系開遠(yuǎn)綜合試驗(yàn)站區(qū)試和示范48個(gè)甘蔗新品種(系)病情進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查,并采樣檢測甘蔗花葉病毒(SCMV)、高粱花葉病毒(SrMV)、甘蔗線條花葉病毒(SCSMV)和Bru1基因,分析明確了各甘蔗新品種(系)對常見甘蔗災(zāi)害性病害的發(fā)病程度與抗性水平和花葉病病毒類群,掌握了Bru1基因在甘蔗新品種(系)中的分布狀況,為篩選抗病品種、合理布局與推廣應(yīng)用甘蔗新品種有效防控甘蔗病害提供了參考依據(jù)和優(yōu)良抗源種質(zhì)。

        本調(diào)查結(jié)果顯示,苗期病害以甘蔗花葉病發(fā)生普遍、感染特重,參試甘蔗新品種(系)100%感染花葉病,病株率在30%以上的新品種(系)多達(dá)29 個(gè)(表1),占60.4%;目前引起甘蔗花葉病的病原主要有SCMV、SrMV 和SCSMV[12],2011年LI等[14]在云南首次檢測報(bào)道SCSMV。RT-PCR檢測表明本試驗(yàn)所有參試甘蔗新品種(系)均未感染SCMV,僅有16 個(gè)甘蔗新品種(系)感染SrMV,而參試甘蔗新品種(系)100%感染SCSMV(表1),由此表明SCSMV 擴(kuò)展蔓延迅速、侵染性與致病性特強(qiáng),其已取代SrMV 成為云南蔗區(qū)甘蔗花葉病主要病原,這與WANG 等[12]的研究結(jié)果一致。鑒于甘蔗花葉病感染重、SCSMV 發(fā)展為甘蔗花葉病主要病原,今后應(yīng)調(diào)整甘蔗抗花葉病育種策略,加強(qiáng)抗SCSMV品種篩選和推廣應(yīng)用。

        中后期病害以甘蔗褐條病、梢腐病和銹病發(fā)生普遍感染重,48 個(gè)參試甘蔗新品種(系)中有37 個(gè)發(fā)生甘蔗褐條病、30個(gè)發(fā)生甘蔗梢腐病、13 個(gè)發(fā)生甘蔗銹病,其中‘粵甘49號’、‘桂糖13-386’、‘海蔗28 號’、‘粵甘52 號’、‘中糖1301’、‘云瑞10-187’6 個(gè)新品種(系)重度感染銹病,‘柳城09-19’、‘粵甘53 號’、‘中糖13-01’、‘中蔗13號’4個(gè)新品種(系)重度感染梢腐病,‘福農(nóng)09-6201’、‘閩糖11-610’兩個(gè)新品種(系)重度感染褐條病。由此說明甘蔗褐條病、梢腐病、銹病是云南秋季多雨高濕蔗區(qū)最重要的災(zāi)害性病害,這與單紅麗等[15]的調(diào)查結(jié)果相吻合。此3 種病害多發(fā)生于7—10 月甘蔗生長中后期、高稈作物難以施藥防治,應(yīng)給予高度關(guān)注,建議生產(chǎn)上合理使用調(diào)查明確的抗病新品種,不宜種植感病品種并加大淘汰感病主栽品種,從根本上控制甘蔗褐條病、梢腐病、銹病流行成災(zāi),增強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)奪豐收能力。

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