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        110份梨種質(zhì)資源對主要葉部病害的田間抗病性評價

        2022-10-12 07:40:44姜翠翠曾少敏陳小明胡寧三黃新忠
        中國南方果樹 2022年5期
        關(guān)鍵詞:資源

        姜翠翠,曾少敏,陳小明,胡寧三,黃新忠

        (福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/福建省落葉果樹工程技術(shù)研究中心,福州,350013)

        梨屬薔薇科(Rosaceae)梨亞科(Pomoideae)梨屬(Pyrus)植物,廣泛分布于歐洲、亞洲和非洲。我國是梨生產(chǎn)大國,梨的栽培面積和產(chǎn)量居世界領(lǐng)先水平。近年來,梨產(chǎn)業(yè)在南方地區(qū)浙江、福建、江蘇等省大面積栽培,已成為調(diào)整各省(市、區(qū))農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收的產(chǎn)業(yè)。近年來,由于生態(tài)環(huán)境的改變,病蟲害及品種適應(yīng)性等原因,南方梨多產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)早期落葉現(xiàn)象,而早期落葉引起的返青返花直接影響次年的產(chǎn)量和品質(zhì)[1-3],嚴重制約南方梨產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

        前期研究發(fā)現(xiàn),我國長江流域以南砂梨種植產(chǎn)區(qū)早期落葉現(xiàn)象發(fā)生日趨嚴重。斑點炭疽病和黑斑病等梨葉部病害是導(dǎo)致其早期落葉的主要誘因[1,4-5],目前主要是以藥劑防治為主,造成梨果實農(nóng)藥殘留超標、環(huán)境污染等問題,而發(fā)生較嚴重的梨斑點炭疽病目前還沒有較好的藥劑可防治。因此開展對梨資源抗病性篩選進而選育抗病新品種,是控制梨葉部病害發(fā)生的有效途徑。

        前人對梨種質(zhì)資源的抗病性鑒定都集中在栽培品種上,如陸出新[6]對分屬不同的梨栽培品種270份資源進行了室內(nèi)離體鑒定,篩選出抗性品種28個;彭宇鴻[7]對砂梨和白梨的76個梨品種進行了室內(nèi)抗性測定,篩選出抗病品種 26 份;曾少敏等[8]對9個砂梨品種進行了抗早期落葉品種的篩選;王宏等[9]對4個早熟梨品種抗黑斑病進行了評價。目前對梨種質(zhì)資源的抗病性鑒定方法多是針對一種病害并以室內(nèi)人工接種方法為主,這種方法可以快速、準確地篩選抗病材料,適用材料較少且只鑒定一種病害,而對多材料多病害混合發(fā)病的情況下,利用田間自然發(fā)病情況下的抗病性評價,有利于進行多抗梨種質(zhì)資源的篩選。有研究表明,田間自然發(fā)病與室內(nèi)人工接種的方法具有很高的相似性[10]。

        福建作為南方梨產(chǎn)區(qū)的最南端,露地栽培的梨葉部病害最為嚴重,福建梨種質(zhì)的地方資源較多,而對地方種質(zhì)資源的抗病性鑒定幾乎是空白。本文以前期多年收集的110份梨地方資源為試材,以田間自然發(fā)病的方法,根據(jù)病害癥狀確定病害的類別,調(diào)查發(fā)病率和病情指數(shù),分析其對斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病3種主要葉部病害的抗病性等級,采用模糊隸屬函數(shù)對其抗病性進行綜合評價,為福建乃至整個南方梨產(chǎn)區(qū)的多抗育種提供資源。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        110份梨地方資源采自福建省7個市44個縣,保存于福建省三明市建寧縣國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系福州綜合試驗站核心示范園的梨種質(zhì)資源圃,每個資源3株樹,樹齡8~10年,田間管理條件一致。資源特性描述參照《梨種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[11]。種質(zhì)和來源見表1。

        表1 110份梨地方種質(zhì)資源名稱及特性

        1.2 方法

        1.2.1 指標測定

        葉部病害于2021年8月15日進入發(fā)病高峰期時取樣,每個資源取3株樹,每株樹取東南西北4個方向枝條下部的20片成熟葉,3個重復(fù),共計60片葉,以每一片葉上的病斑個數(shù)以及病斑面積占整個葉面積的百分率來分級,根據(jù)各病害的發(fā)病癥狀目測法確定病害的種類,并計算發(fā)病率和病情指數(shù)確定病級,對各病害的病情指數(shù)計算隸屬函數(shù)及綜合評價。

        梨斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病的病情分級標準參照黃新忠等[4]的標準分為5級:梨斑點炭疽?。?級,無病斑;1級,1~20個病斑;2級,21~40個病斑;3級,41~60個病斑;4級,61~80個病斑;5級,80個以上病斑。

        梨黑斑病:0級,無病斑;1級,1~5個小病斑或大病斑≤2個,病斑面積占整個葉面積的3%以下;2級,6~10個小病斑或大病斑3~5個,病斑面積占整個葉面積的3.0%~5.0%;3級,11~20個小病斑或大病斑6~7個,病斑面積占整個葉面積的5.1%~10%;4級,21~30個小病斑或大病斑8~9個,病斑面積占整個葉面積的10.1%~20%;5級:30個以上小病斑或大病斑≥10個,病斑面積占整個葉面積的20%以上。

        梨褐斑病:0級,無病斑;1級,1~5個小病斑或大病斑≤2個,病斑面積占整個葉面積的5%以下;2級,6~10個小病斑或大病斑3~5個,病斑面積占整個葉面積的5.0%~10.0%;3級,11~20個小病斑或大病斑6~7個,病斑面積占整個葉面積的10.1%~20%;4級,21~30個小病斑或大病斑8~9個,病斑面積占整個葉面積的20.1%~40%;5級,30個以上的小病斑或大病斑≥10個,病斑面積占整個葉面積的40%以上。

        以上3種葉部病害的抗性級別參照《梨種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[11],3種葉部病害的標準分為5級:1級,高抗(HR)(病情指數(shù)<10.0%);3級,抗病(R)(10.0%≤病情指數(shù)<25.0%);5級,中抗(MR)(25.0%≤病情指數(shù)<40.0%);7級,感病(S)(40.0%≤病情指數(shù)<65.0%);9級,高感(HS)(病情指數(shù)≥65.0%)。

        發(fā)病率(%)=發(fā)病葉片數(shù)/調(diào)查總?cè)~數(shù)×100

        病情指數(shù)=(各級病葉數(shù)×各級代表值)/(調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級代表值)。

        通過斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病的病情指數(shù)綜合評價,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些性狀與綜合性狀為負相關(guān)。計算方法為:反隸屬函數(shù)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin);公式中:Xi為某一性狀測定值,Xmax和Xmin為梨葉片某一性狀的最大值和最小值[12]。

        1.2.2 數(shù)據(jù)分析

        采用Excel 2010進行發(fā)病率、病情指數(shù)和隸屬函數(shù)值的分析與統(tǒng)計。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 發(fā)病情況

        斑點炭疽病的病害癥狀:發(fā)病的葉片初期呈不規(guī)則水浸狀斑點,中后期呈黃褐色至黑褐色;病斑大小僅0.1~0.3 mm,當病斑達到一定數(shù)量時,葉面則呈現(xiàn)出黃綠相間斑駁狀黃化,即病斑密集處保持綠色,病斑稀少或沒有的部位呈黃色,葉脈、葉柄呈半透明狀淺黃色,隨之葉片脫落。黑斑病的病害癥狀:主要為害葉片,幼葉容易發(fā)病,形成褐色至黑褐色圓形斑點,隨著時間逐漸擴大,形成近圓形或不規(guī)則形病斑,病葉開始焦枯、畸形,形成早期落葉。褐斑病的病害癥狀:主要為害葉片,發(fā)病初期,葉面上產(chǎn)生圓形或橢圓形小斑點,邊緣清晰,病斑中間為灰白色,其上密生黑色小粒狀突起,周圍淡褐色或深褐色,最外層為紫褐色或黑色,發(fā)病嚴重的葉片,后期互相連接呈不規(guī)則大病斑,導(dǎo)致早期落葉。

        110 份材料中有48份材料未發(fā)生斑點炭疽病,占所有材料的43.64%;62份材料發(fā)生斑點炭疽病,其中發(fā)病率達100%有58份,占比93.55%,表明只要發(fā)生斑點炭疽病,其發(fā)病率幾乎為100%。110份材料均發(fā)生黑斑病,其中發(fā)病率達100%有73份,占所有材料的66.36%,發(fā)病率≥50%的有29份,占26.36%,100份材料普遍易發(fā)生黑斑病。有99份材料發(fā)生褐斑病,其中發(fā)病率達100%僅8份,占所有材料的7.27%。

        2.2 抗病性

        從試驗結(jié)果可以看出,110份地方資源中對梨斑點炭疽病高抗的材料有52份,抗病的材料有5份,中抗的材料有7份,感病的材料有6 份,高感的材料有40份,抗病等級以上的材料有64份,占總數(shù)的58.18%;110份材料中對梨黑斑病高抗的材料有8 份,抗病的材料有16份,中抗的材料有25份,感病的材料有36份,高感的材料有25 份,抗病等級以上的材料有49份,占總數(shù)的44.55%;110份材料中對梨褐斑病高抗的材料有75份,抗病的材料有18份,中抗的材料有8份,感病的材料有4份,高感的材料有5份,抗病等級以上的材料有101份,占總數(shù)的91.82%(見表2、表3)。結(jié)合種質(zhì)資源的田間發(fā)病率及對 3 種病害的抗性,篩選出6份材料對 3 種葉部病害均達到高抗等級以上,分別為武平粳米梨、長汀秤砣梨、連城八月白、連江狗頭梨、長泰棕包梨和六月青3號。

        表2 110份梨地方種質(zhì)資源3 種主要葉部病害抗病性

        表3 3種梨葉部病害不同抗病性級別材料份數(shù)及占比

        2.3 不同梨地方種質(zhì)資源對3種葉部病害抗病性

        本研究通過反隸屬函數(shù)計算公式計算各種病害的隸屬函數(shù)值,均值越大抗病性越強,并進行排序(見表4)。選擇排名在前20位的資源,排在前10位的資源其隸屬函數(shù)平均值為0.91~0.98,表明對3種病害綜合抗病性最強;排在后10位的資源隸屬函數(shù)值介于0.80~0.89,其對3種病害綜合抗性較強。

        表4 不同梨種質(zhì)資源對 3 種葉部病害抗病性的綜合評價(排名前20)

        3 結(jié)論與討論

        對地方資源進行抗病性評價在其他物種上報道較多[13-15],但在果樹上報道相對較少。王昆等[16]對蘋果地方品種資源進行了田間斑點落葉病抗性調(diào)查與評價,篩選出11份高抗資源;魏樹偉等[17]通過人工接種病菌方法對43份山東地方梨資源進行了枝干輪紋病、腐爛病的抗性分析,篩選出3個地方梨資源抗枝干輪紋病和腐爛病。本文采用田間調(diào)查法對110份福建地方梨資源進行斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病等3種葉部病害的抗性評價。

        梨斑點炭疽病、黑斑病和褐斑病發(fā)病條件相近,均以多雨高濕為重,一般連日多雨年份會加重3種病害的發(fā)生[5]。本文調(diào)查當年雨水較少,特別是進入8月發(fā)病高峰期,持續(xù)干旱,并未加重3種病害的發(fā)生。前期的研究表明,梨生長發(fā)育前期以梨斑點炭疽病為重,在其他葉部病害(黑斑病、褐斑病)病情較輕或未發(fā)生時則已開始發(fā)生梨葉早期脫落現(xiàn)象,說明梨斑點炭疽病在梨生長前期致葉早期脫落過程中占有主導(dǎo)地位,是南方梨產(chǎn)區(qū)防治的重要病害[4]。經(jīng)過多年觀察調(diào)查發(fā)現(xiàn),盡管梨斑點炭疽病發(fā)病較早,但對其他2種病害的發(fā)生影響較小,特別是在生長中后期,在梨葉片上同時可以看到3種病斑相互交融密布于葉面。本文在110份福建梨地方資源中發(fā)現(xiàn),抗斑點炭疽病等級以上的材料有64份,占總數(shù)的58.18%,說明地方資源有很好的抗斑點炭疽病。近年來,國內(nèi)梨研究學(xué)者關(guān)于砂梨品種抗黑斑病的研究報道較多[18-20],表明不同梨品種間黑斑病抗性有顯著差異,總體來說砂梨品種對黑斑病的抗性比較穩(wěn)定。110種地方梨資源全部發(fā)生黑斑病,其中發(fā)病率≥50%有102份,占所有材料的92.73%,表明福建地方梨資源較易發(fā)生黑斑病,且發(fā)病率較高;110份材料中對梨褐斑病抗病等級以上的材料有101份,占總數(shù)的91.82%,表明福建地方梨資源較抗褐斑病。結(jié)合種質(zhì)資源的田間發(fā)病率及對 3 種病害的抗性,篩選出6份材料對 3 種葉部病害均達到高抗等級以上,可作為多抗資源,為梨抗病性品種的選育奠定材料基礎(chǔ)。地方資源具有長期適應(yīng)性的優(yōu)勢,因此用于抗病品種的篩選具有較大的實際參考價值。盡管通過田間調(diào)查法可以更真實地反映資源的抗病性,但是其不確定因素較多,因此需進一步通過室內(nèi)離體接種和田間接種方法相結(jié)合綜合評價種質(zhì)資源的抗病性,明確其抗性等級,為梨抗病品種的選育提供材料基礎(chǔ)。

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