淺談大豆灰斑病的防治

莫憲偉 崔美華

（黑龍江省友誼農(nóng)場水稻分場，黑龍江 友誼 155809）

1 大豆灰斑病的性質(zhì)及危害癥狀

1.1 病源菌

大豆灰斑病是一種由尾孢菌屬引起的病害。該菌是1915年在日本由Hara首次發(fā)現(xiàn)的,被定名為Cercospora sojina Hara。1982年劉錫璉等根據(jù)病菌分生孢子和分生孢子梗的形態(tài)和色澤,將大豆灰斑病菌重組為Cercosporidium sojinum(Hara)Liu et Guo[1],屬大豆褐斑短胖孢菌,半知菌亞門尾孢屬。分生孢子梗5－12根成束從寄主氣孔伸出,不分枝,淡褐色。有膝狀屈曲,孢痕明顯。分生孢子圓柱形或倒棍棒狀,無色透明,基部鈍圓,頂端尖細,具1－9個隔,(19－80)μm×(3.5－8.0)μm。分生孢子萌發(fā)時從兩端細胞長出芽管,有時也從中部細胞長出。

1.2 病菌繁殖的條件

病菌生長最適溫度25－28℃,溫度范圍為15－32℃。孢子萌發(fā)適溫28－30℃,溫度范圍為10－40℃,適溫下分生孢子在水中1h即可萌發(fā)。病菌在PDA培養(yǎng)基上生長緩慢,產(chǎn)孢量少。在利馬豆瓊脂培養(yǎng)基上產(chǎn)孢比在PDA培養(yǎng)基上高10倍。蔬菜浸汁培養(yǎng)基經(jīng)110－115℃滅菌,病菌生長及產(chǎn)孢量均顯著提高。灰斑病菌寄主范圍較窄,除大豆外,僅能侵染野生大豆。菌絲體在種子或病殘體上越冬。種子帶菌對病害流行關(guān)系不大,病殘體為主要初侵染來源。表土層的病殘體越冬后遇適宜環(huán)境可產(chǎn)生分生孢子進行初侵染,田間主要靠氣流傳播。帶菌種子長出幼苗,子葉上可出現(xiàn)病斑,溫暖潮濕時病斑上長出分生孢子或土表層病殘體上產(chǎn)生大量分生孢子侵入寄主引起發(fā)病。

1.3 危害癥狀

大豆灰斑病主要為害大豆葉片,也可侵染幼苗、莖、莢和種子,病粒生出的幼苗子葉上出現(xiàn)半圓形或圓形褐色病斑。此病主要危害成株葉片,病斑的邊緣褐色,中央現(xiàn)灰色或灰褐色蛙眼狀斑,潮濕時葉背病斑中央部分密生霉層,病重時病斑合并,葉片枯死脫落。

2 大豆灰斑病研究進展

2.1 生理小種

美國的Athow等用16個鑒別品種組成一套鑒別寄主,鑒別出11個生理小種。巴西的Yorinori等用10個鑒別品種鑒別出20余個生理小種,中國黃桂潮等1984年從1 110份大豆材料中篩選出鋼5151、九農(nóng)一號、雙躍四號、合交69-231、Ogolen、合豐22號共個6品種作鑒別寄主,鑒別出5個生理小種,1988年霍虹等利用這套鑒別寄主對采自黑龍江、吉林的100份大豆灰斑病菌標樣進行鑒定,鑒定出11個生理小種,各小種出現(xiàn)的頻率由高到低分別為:1號小種50%,7號小種22%,10號小種9%,其次為2號、3號、9號、4號、8號、6號、11號,其中 5號小種僅在吉林省的標樣中出現(xiàn);1987年馬淑梅等仍采用這套鑒別寄主對黑龍江、吉林、遼寧3省的177份大豆灰斑病菌株(包括1987年以前的100份)進行鑒定,鑒定出14個生理小種,各小種出現(xiàn)的頻率由高到低分別為:1號小種43.5%,是東北春大豆產(chǎn)區(qū)目前占優(yōu)勢的小種,7號小種18.08%,6號小種6.28%,其次為10號、3號、2號、4號、5號、8號、9號、11號等。從小種的分布看,黑龍江省的綏化、哈爾濱、牡丹江、齊齊哈爾等地區(qū)的小種類型多達5－9個。黑龍江省以1號和7號小種為主,近兩年8號小種有上升趨勢。從黑龍江省的80個菌株中鑒定出15個生理小種,其中4號小種毒力最強,7號、15號小種次之。灰斑病生理小種的鑒定,從傳統(tǒng)經(jīng)典方法鑒定發(fā)展到分子水平鑒定,如運用同工酶酶譜鑒定生理小種。另外,對菌株的基因組DNA進行Southerm分析,獲得了基因組特異的指紋圖譜,對指紋圖譜和毒力間的關(guān)系進行初步比較也將成為鑒定生理小種的可行方法。

2.2 抗性及致病機制

1991年有關(guān)技術(shù)人員初步提出在多個生理小種混合群體的侵染下,田間抗性的遺傳表現(xiàn)呈復雜的基因效應,非等位基因互作的上位效應普遍存在。以電子自旋共振技術(shù)(ESR)為手段研究結(jié)果表明,病葉內(nèi)的自由基濃度均遠高于正常葉片,感病品種顯著高于抗病品種。抗病品種在感病后,葉組織內(nèi)的自由基濃度升高幅度遠低于感病品種。這一現(xiàn)象說明,感病品種更易受到病菌的破壞。接種灰斑病菌后,抗病品種葉片中自由基含量比相應對照有所增加,而感病品種的自由基含量比相應對照有所降低。灰斑病菌侵染后,感病品種膜質(zhì)過氧化水平加重,保護酶體系失去活力,而抗病品種雖然丙二醛(MDA)含量有所增加,但膜質(zhì)的保護酶系統(tǒng)活性都很強,植株受害較輕。

2.3 抗病資源篩選

大豆材料對灰斑病的抗性在品種間差異顯著,因此進行抗病材料的篩選是抗病育種工作的基礎(chǔ)。

對108份大豆品種和品系用10個灰斑病菌生理小種進行了抗性鑒定,篩選出抗8個以上生理小種的高抗資源46份,其中包括生產(chǎn)上曾使用和正在使用的品種21份,國內(nèi)外鑒定寄生6份,產(chǎn)量鑒定品系19份。由此可見,生產(chǎn)上曾使用和正在使用的品種中抗性高的所占比例很高,能夠有效控制灰斑病的發(fā)生。抗10個生理小種的材料13份,占供試材料的12.03%。

對黑龍江省大豆主栽品種進行灰斑病10個生理小種水平上的抗性鑒定,其中有17份栽培面積排在全省前20名。表明黑龍江省主栽品種的抗病性有多重表現(xiàn),有的品種只具有單一的專化抗性,有的則可以分別抵抗幾個甚至全部生理小種,具有廣譜抗性。專化抗1個和4個生理小種的品種比例最高,共有8個,占主栽品種的40%,抗8個生理小種的主栽品種有5個,它們是綏農(nóng)10、寶豐7、黑河22、合豐41和新品系東農(nóng)163,這幾個品種中,前3個是高產(chǎn)類型,后2個是高產(chǎn)、高油類型,是抗病育種工作中的寶貴資源。8個以上生理小種的品種共6個,占主栽品種的30%,這部分品種是研究灰斑病的重要材料。

2.4 抗病育種

我國的大豆抗灰斑病育種工作始于1976年,到現(xiàn)在已育成抗病推廣品種有合豐27、合豐28、合豐 29、合豐 30、合豐 32、合豐 33、合豐 34以及綏農(nóng)8(已喪失抗性)、綏農(nóng)9、綏農(nóng)10、寶豐7、寶豐8、墾農(nóng)7、墾農(nóng)8等20多個,同時也育成了東農(nóng) 9674、東農(nóng) 593、綏 945007、綏 945025等抗病品系。東北農(nóng)業(yè)大學大豆研究所選育出一批高抗品種 (系),如東農(nóng)42、東農(nóng)43、9674、593、1574、1572等。另外墾農(nóng) 18、合輻93154-2、黑生101、建農(nóng)1號和建豐2號、北豆30、北豆35等抗灰斑病品種也開始在黑龍江省推廣。這些品種在生產(chǎn)上對控制大豆灰斑病的危害發(fā)揮了重要作用,其中東農(nóng)9674、合豐29和合豐34能抗黑龍江省8個以上生理小種。在黑龍江省育成的抗灰斑病品種中,15個品種有美國血緣(占62.5%),特別是在15個高抗品種中11個品種有美國血緣(占73.3%)。這說明美國品種資源在黑龍江省大豆抗灰斑病育種中的重大作用。從育種方法來看,抗病品種中合豐28、合豐29、合豐34等19個品種是采用單交法育成,合豐27、合豐30是采用單回交法育成,綏農(nóng)8、綏農(nóng)9是采用三交法育成,牡豐6、黑河9、合豐33是用輻射處理單交或三交組合后代法育成。

2.5 灰斑病基因的分子標記

用東農(nóng)91212(感7號小種)與東農(nóng)9674(抗所有小種)的雜交群體對中國大豆灰斑病7號生理小種抗性基因進行了RAPD標記。用分離體分組分析法篩選到3個與抗性基因連鎖的標記,它們分別是 OPQ12500、OPS03620和OPA041100。其中OPS03620&580的2個片段OPS03620和OPS03580具有共顯性的分離特點,OPS03620與抗病基因的遺傳距離是8.7cM。根據(jù)該標記選擇基因型純合和雜合的抗病植株,其符合率分別達到100.0%和97.6%。Southern雜交結(jié)果顯示,OPS03620是大豆基因組中的單拷貝或低拷貝序列,可以用作RFLP探針。此標記還被進一步轉(zhuǎn)化成RFLP標記和SCAR標記(SCS3620&580)。

用SCS3620&5 80對62份大豆灰斑病抗感種質(zhì)資源的測試顯示,其在絕大部分抗、感種質(zhì)之間存在明顯多態(tài)性,在灰斑病抗病育種中具有廣泛的應用價值。

[1]張曉麗.大豆灰斑病的綜合防治技術(shù)[J].安徽農(nóng)學通報(下半月刊)，2010-09-25.