成團(tuán)泛菌引起的棉花爛鈴病對(duì)棉花產(chǎn)量因子和品質(zhì)的影響

劉雅琴　楊　麗　李國(guó)英　任毓忠　孫六華　何　梅

摘要：成團(tuán)泛菌(Pantoea agglomerans)引起的棉花爛鈴病主要造成棉鈴?fù)滦醪粫?，棉纖維變色，籽粒干癟。本試驗(yàn)對(duì)感染該病害的不同棉花品種的發(fā)病率、緘長(zhǎng)、單鈴重、衣分以及色澤等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，用SAS軟件分析，結(jié)果顯示：所有棉花品種都有爛鈴病的發(fā)生，平均發(fā)病率為20.6％，不同品種間發(fā)病有明顯的差別。病害對(duì)單鈴重、衣分、癟籽率、絨長(zhǎng)及色澤的影響主要體現(xiàn)在單鈴重平均減輕27.6％、衣分平均降低5.3％和癟籽率平均增加1.6倍、絨長(zhǎng)平均縮短1.6 mm及平均顏色加深2.0％。由成團(tuán)泛茵引起的這種細(xì)菌病害可引起棉花減產(chǎn)高達(dá)10％～20％。

關(guān)鍵詞：棉花產(chǎn)量；棉花品質(zhì)；成團(tuán)泛菌；細(xì)菌性爛鈴病

中圖分類(lèi)號(hào)：S 435．621．29

由成團(tuán)泛菌(Pantoea agglomerans)引起的棉花細(xì)菌性爛鈴病是近年來(lái)才發(fā)現(xiàn)的棉鈴上的一種新的細(xì)菌性病害，在棉花結(jié)鈴期主要造成棉花纖維變色和種子腐爛，在吐絮期引起鈴殼開(kāi)裂后棉絨變?yōu)辄S褐色，部分或全部心室不能正常開(kāi)裂，棉花頂部形成褐色僵瓣。

棉花的單鈴重、衣分、癟籽率、棉纖維的長(zhǎng)度和色澤是棉花產(chǎn)量的主要構(gòu)成因素和棉花品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。本次試驗(yàn)對(duì)感染細(xì)菌性爛鈴病的十多個(gè)棉花品種進(jìn)行絨長(zhǎng)、單鈴重、衣分等指標(biāo)的測(cè)定，同時(shí)采用掃描儀以及Photoshop處理測(cè)試棉樣的色度平均值等，分析被感染細(xì)菌病害的棉花各產(chǎn)量、品質(zhì)性狀指標(biāo)與正常棉花之間的差異，以確定病害對(duì)棉花生產(chǎn)的影響。

1材料和方法

1.1病害癥狀及病原鑒定

2007年10月棉花吐絮期，分別從石河子和瑪納斯的棉田中及石河子大學(xué)實(shí)驗(yàn)站試驗(yàn)田中采集發(fā)病的棉鈴，觀(guān)察田間的癥狀特點(diǎn)，并將樣本帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行病原分離鑒定。

分離所用培養(yǎng)基為金氏B(KB)培養(yǎng)基。從發(fā)病的棉鈴中隨機(jī)挑取1～2個(gè)棉籽(帶棉絨)用70％的乙醇表面消毒30 s，用無(wú)菌水沖洗后置于小研缽中研磨，蘸取該組織液在：KB培養(yǎng)基上畫(huà)線(xiàn)分離，28℃培養(yǎng)24 h后，挑取單菌落純化，應(yīng)用成團(tuán)泛菌(P.agglomerans)的特異性引物pagF(5-CACTGGAAACGGTGGCTAAT-3)和pagR(5-CGGCAGTCTCCTTTGAGTTC-3)對(duì)病原進(jìn)行鑒定。

1.2棉花不同品種的發(fā)病情況調(diào)查

1.2.1供試品種

供試棉花品種為：新海21、非洲E140、新陸早26、新陸早28、新陸早21、新炮臺(tái)、新陸早24、新陸早22、新陸早19、新陸早16、新陸早13、新陸早12、81-3、標(biāo)雜、中35、297-5、ZM-1。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)站種植不同的棉花品種，每個(gè)品種建立2 m×2 m的小區(qū)，每個(gè)處理3次重復(fù)，田間常規(guī)管理，到棉鈴全部吐絮后，每個(gè)處理隨機(jī)選取10株，記錄全株棉鈴的發(fā)病情況，計(jì)算各處理的發(fā)病率，用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析(P≤0.05)，比較品種間的發(fā)病差異。同時(shí)，收集各品種發(fā)病的和正常吐絮的棉鈴(每個(gè)品種不少于20個(gè))，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。

1.3病害對(duì)棉花產(chǎn)量因子及品質(zhì)的影響

將大田和試驗(yàn)小區(qū)收集的發(fā)病棉鈴和健康棉鈴分別測(cè)定其平均絨長(zhǎng)、衣分、單鈴重，用98％的硫酸脫絨后測(cè)定癟籽率，另外，稱(chēng)取3 g扎花后的棉絨，將棉纖維展平于掃描儀(300萬(wàn)像素)上掃描成像，使用Photoshop軟件測(cè)出棉纖維的色度平均值。以上所得數(shù)據(jù)用SAS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行成對(duì)數(shù)據(jù)的t測(cè)驗(yàn)，比較病健棉花的品質(zhì)差異。

2結(jié)果與分析

2.1病害癥狀及病原的鑒定

在棉花吐絮期，該病害在田間表現(xiàn)為植株的部分棉鈴?fù)滦醪粫常l(fā)病輕的棉鈴部分心室或心室中靠近棉鈴上部的棉花黏結(jié)在一起，不能正常從鈴殼中伸展出，發(fā)病部位的棉花纖維呈淡黃色或黃褐色，呈黃色部分僵瓣?duì)睿话l(fā)病嚴(yán)重時(shí)整個(gè)棉鈴的棉花都呈黃褐色僵瓣?duì)?，鈴殼雖可以張開(kāi)，但張開(kāi)的鈴殼扭曲變形，棉花緊緊地嵌入在變形的鈴殼內(nèi)，不能正常吐絮；這樣的棉鈴很難將棉花取干凈，增大了拾花的難度；內(nèi)部的種子干癟，剖開(kāi)種皮，種子內(nèi)部變?yōu)辄S褐色，種子的成熟度降低。嚴(yán)重影響了棉花纖維的品質(zhì)和產(chǎn)量。

通過(guò)對(duì)以上發(fā)病棉鈴在室內(nèi)分離培養(yǎng)并利用成團(tuán)泛菌(P.agglomerans)特異性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，結(jié)果表明，不管是來(lái)自大田還是試驗(yàn)田中表現(xiàn)明顯黃褐色僵瓣?duì)畹拿掴彛伎梢詮拿蘩w維或種子上分離到大量細(xì)菌，該細(xì)菌在KB培養(yǎng)基上培養(yǎng)24 h后，形成白色圓形菌落，菌落直徑2～3 mm，微凸起，邊緣整齊，48 h后形成淡黃色的圓形菌落，在紫外燈下觀(guān)察無(wú)黃綠色熒光。而正常棉鈴中都沒(méi)有該細(xì)菌的大量存在。將純化后的細(xì)菌利用成團(tuán)泛菌特異性引物進(jìn)行菌落PCR擴(kuò)增后，都可以得到1條1 000bp的目標(biāo)條帶(圖1)。表明引起新疆棉花吐絮期僵瓣花的主要病原為成團(tuán)泛菌(P.agglomerans)。

2.2不同棉花品種發(fā)病情況

表1顯示，P.agglomernns在不同棉花品種都能引起棉鈴爛鈴病的發(fā)生，平均發(fā)病率為20.6％。但不同品種間發(fā)病有明顯的差別，發(fā)病率較高的品種有新陸早28號(hào)、ZM-1和297-5，發(fā)病率分別為32.1％、30.1％和25.6％。發(fā)病較輕的為新海21、新炮臺(tái)和標(biāo)雜A，平均發(fā)病率分別為12.7％、12.9％和15.2％；其他品種的發(fā)病率介于中間。

2.3病害對(duì)棉花產(chǎn)量因子及品質(zhì)的影響

表1顯示，P.agglomerans引起的棉花爛鈴病對(duì)棉花產(chǎn)量因子如單鈴重、衣分、癟籽率都有不同程度的影響，主要體現(xiàn)在單鈴重減輕、衣分的降低和癟籽率的增加，利用成對(duì)數(shù)據(jù)的t測(cè)驗(yàn)結(jié)果顯示，發(fā)病的棉鈴和正常棉鈴的以上產(chǎn)量構(gòu)成因子之間都存在極顯著的差異(P＜0.01)。

分別對(duì)健康和發(fā)病棉花的絨長(zhǎng)、單鈴重、衣分、癟籽率、纖維色澤進(jìn)行成對(duì)數(shù)據(jù)的t測(cè)驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如下：絨長(zhǎng)|t|=3.73，v=22，t(0.01)=3.119；單鈴重|t|=12.20，v=22，t(0.01)=3.119；衣分|t|=4.11，v=22，t(0.01)=3.119，癟籽率|t|=8.04，v=20，t(0.01)=3.135，色澤|t|=8.04，v=20，t(0.01)=3.135。|t|值均大于t(0.01)，均有極顯著差異。

發(fā)病的棉鈴比正常棉鈴單鈴重平均輕1.5 g，平均鈴重降低率為27.6％；其中對(duì)新陸早28號(hào)、新炮臺(tái)和非洲E140的影響最大，單鈴重分別比正常棉鈴輕2.8、2.4 g和2.3 g，單鈴重降低率分別為45.2％、43.6％和43.4％；病害對(duì)297-5(實(shí)驗(yàn)小區(qū))、新陸早34號(hào)和新陸早21號(hào)單鈴重的影響較小，平均降低率分別為6.1％、12.2％和16.3％。

發(fā)病的棉鈴比正常棉鈴的衣分平均降低2.0％，衣分平均降低率為5.3％；病害對(duì)297-5(瑪納斯、大田)、新陸早26號(hào)和ZM-1的衣分影響最大，分別比正常棉鈴降低5.2％、4.7％和4.4％，平均降低率分別為12.6％、11.1％和10.0％。

病害對(duì)棉花癟籽率的影響較大，發(fā)病棉花的平均癟籽率是正常棉花平均癟籽率的1.6倍，高的可達(dá)12～16倍，表明病害對(duì)棉花種子的成熟度影響較大，病害感染越早，對(duì)種子的影響越大。

另外，由P.agglomerans引起的棉花爛鈴病對(duì)棉花纖維的品質(zhì)如絨長(zhǎng)和色澤都有不同程度的影響，利用成對(duì)數(shù)據(jù)的t測(cè)驗(yàn)結(jié)果也表明，發(fā)病的棉花纖維品質(zhì)與健康棉花纖維品質(zhì)之間也存在極顯著的差異(p＜0.01)。主要體現(xiàn)在絨長(zhǎng)的縮短，發(fā)病棉花的纖維長(zhǎng)度比正常棉花的纖維長(zhǎng)度平均縮短1.6 mm(平均縮短率為5.0％)；對(duì)棉花色澤的影響主要是纖維色澤的加深，平均顏色加深2.0％。

3結(jié)論與討論

棉花吐絮期，棉花細(xì)菌性爛鈴病在田間主要表現(xiàn)為整個(gè)棉鈴或棉鈴的部分呈黃褐色僵瓣?duì)睿粡堥_(kāi)的鈴殼扭曲變形，棉花緊緊地嵌入在變形的鈴殼內(nèi)，不能正常吐絮；內(nèi)部的種子干癟，剖開(kāi)種皮，種子內(nèi)部變?yōu)辄S褐色，種子的成熟度降低。

P.agglomerans在不同棉花品種都能引起爛鈴病的發(fā)生，但不同品種間發(fā)病有明顯的差別。P.agglomerarts引起的棉花爛鈴病對(duì)單鈴重、衣分、癟籽率等棉花產(chǎn)量因子都有不同程度的影響，主要體現(xiàn)在單鈴重減輕、衣分的降低和癟籽率的增加；表明病害對(duì)棉花種子的成熟度影響較大，病害感染越早，對(duì)種子的影響越大。

棉纖維的長(zhǎng)度和色澤可以間接地反映出棉纖維的內(nèi)在質(zhì)量，棉纖維的長(zhǎng)度長(zhǎng)、色澤好，紡用價(jià)值高，品質(zhì)好；發(fā)病棉花的纖維長(zhǎng)度比正常棉花的纖維長(zhǎng)度平均縮短1.6 mm(平均縮短率為5.0％)；對(duì)棉花色澤的影響主要是纖維色澤的加深，平均顏色加深2.0％。

通過(guò)對(duì)不同棉花品種開(kāi)花后期的各項(xiàng)產(chǎn)量性狀指標(biāo)以及纖維品質(zhì)的測(cè)定可以發(fā)現(xiàn)，由成團(tuán)泛菌(P.agglomerans)引起的這種細(xì)菌病害對(duì)棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)有很大的影響，引起棉花減產(chǎn)高達(dá)10％～20％，因此對(duì)于該細(xì)菌病害的防治具有重大意義。