馬鈴薯粉痂菌誘餌植物篩選及環境對病害發生的影響

劉霞，胡先奇，楊艷麗

（云南農業大學植物保護學院/云南省植物病理重點實驗室，云南昆明650201）

病蟲防治

馬鈴薯粉痂菌誘餌植物篩選及環境對病害發生的影響

劉霞，胡先奇，楊艷麗*

（云南農業大學植物保護學院/云南省植物病理重點實驗室，云南昆明650201）

通過篩選獲得土壤中馬鈴薯粉痂菌的誘餌植物，明確不同地區土樣的含菌量以及馬鈴薯栽培品種對土壤含菌量的影響；同時，研究溫度和土壤含水量對馬鈴薯粉痂病發病情況的影響。采用帶菌土壤誘導和帶菌薯塊誘導兩種活體誘導的方法進行馬鈴薯粉痂菌的誘導；在溫室條件下設計不同的處理來研究溫度和土壤含水量對馬鈴薯粉痂病發病的影響。篩選得到誘餌植物為番茄品種‘3-375’，不同地區和種植不同馬鈴薯品種的土壤中粉痂菌的含量存在差異。溫度和土壤含水量對粉痂病發病情況有一定影響。土壤中存在馬鈴薯粉痂菌，該病原菌可以通過土壤和種薯傳播；溫度和土壤含水量等環境因素對該病害的發生有影響。

馬鈴薯粉痂菌；誘餌植物；溫度；土壤含水量

馬鈴薯粉痂病是馬鈴薯粉痂菌（Spongospora subterranea f.sp.subterranea）引起的真菌性病害，主要危害馬鈴薯的塊莖和根部，有時馬鈴薯莖也可染病。馬鈴薯感染粉痂菌后對馬鈴薯的產量和商品性造成直接影響，特別是對進入超市的鮮食型馬鈴薯的商品性影響更大[1]。目前，馬鈴薯粉痂菌不能進行離體培養，主要是進行活體培養和接種，現在主要采用誘餌植物來誘捕馬鈴薯粉痂菌，最常用的誘餌植物主要是番茄苗，還有報道使用馬鈴薯苗和藜科植物[2,3]。粉痂病的發生與馬鈴薯生長季節的溫度關系密切，一般馬鈴薯生長季節持續保持低溫的氣候，馬鈴薯粉痂病發生就較為嚴重；相反，如果生長季節溫度偏高，馬鈴薯粉痂病不發生或者發病很輕[4,5]。Kirkham[6]發現，種植較早并種植在氣候相對寒冷的地塊中的馬鈴薯比種植較晚的馬鈴薯更容易發生粉痂病。Ramsey[7]報道，當馬鈴薯種植在溫度15～16℃的溫室時，83%的薯塊發生粉痂病，在溫度21.1℃或26.7℃時很少或沒有病害的發生。De Boer等[8]研究認為，低溫對于促進病害的發展特別重要。土壤水分含量高是粉痂病發生嚴重的主要因素之一，有許多報道證實了這個觀點。在薯塊生長較快的生長季節的前一階段，土壤中的水分含量對病害的發生具有相當大的影響，發病薯塊的數量和嚴重度都與土壤水分的含量有必然的聯系[9]。Hims[10]和Parker[11]認為，土壤中較高的水分含量促進了游動孢子對薯塊的侵染。Wale[12]指出，土壤中水分的短期飽和狀態對病原物的發展最有幫助，較高的土壤水分含量能夠促進游動孢子的釋放，從而促進病原對馬鈴薯的侵染。

本研究采用3個番茄品種對土壤中的粉痂菌進行誘導，從而確定不同地區土壤中粉痂菌含量的差異，并通過馬鈴薯試管苗進行誘導，對薯塊的發病情況進行調查，由薯塊發病的病級來確定土壤的含菌量。同時，在人工氣候箱中控制溫度和土壤水分，研究環境因素對馬鈴薯粉痂病發生情況的影響，為云南省開展粉痂病的深入研究和防治示范奠定基礎，為通過農業栽培措施來減輕馬鈴薯粉痂病的發生提供可靠的理論依據，同時對提高云南省馬鈴薯種薯質量亦具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試植物

茄科植物：番茄品種‘3-375’，‘L3708’，‘CLN2037E’。

馬鈴薯：‘滇薯6號（PB06）’試管苗，‘合作88’無菌種薯，2010年馬鈴薯收獲期采自云南會澤不同品種的感病薯塊。

1.1.2 供試土壤

滅菌土壤，供試帶菌土樣分別采自云南昭通、會澤、宣威、尋甸、香格里拉等馬鈴薯主產區種植不同馬鈴薯品種的地塊，共25個樣品（表1）。

1.2 試驗方法

1.2.1 活體誘導法

本試驗采用帶菌土壤誘導和帶菌薯塊誘導兩種誘導方式。

帶菌土壤的誘導：根據誘餌植物篩選試驗得到的感病誘導番茄品種‘3-375’，以及馬鈴薯品種‘PB06’，進行帶菌土的誘導。采用漂浮培育3～4周的番茄苗和組織培養的馬鈴薯試管苗，移栽到裝好盆的帶菌土壤中，在18℃的溫室中培養，大約2個月后檢查誘導結果。

帶菌薯塊的誘導：將2010年采集的不同品種的發病薯塊種植在滅菌土中進行誘導，收獲后檢查子代薯塊的發病情況。

1.2.2 溫度對病害發生情況的影響

4個處理，每個處理3次重復，人工接種后分別放入不同溫度的人工氣候箱中（人工接種：采集感病馬鈴薯塊莖，用消毒刀削下發病嚴重薯塊的表皮，室內自然條件下晾一夜，然后均勻接種在盆栽中）。處理1：溫度控制在22～26℃；處理2：溫度控制在15～20℃；處理3：溫度控制在10～13℃；處理4：放在室溫下（15～20℃）做對照。待自然成熟死亡后收集馬鈴薯進行比較。

1.2.3 土壤含水量對馬鈴薯粉痂病發病情況的影響

4個處理，每個處理3次重復，人工接種后放置在溫室中，溫度為22～26℃。處理1：每隔1 d澆1次水；處理2：每隔3 d澆1次水；處理3：每隔1周澆1次水；處理4：對照，根據天氣情況，每隔2～4 d澆1次水。每次澆900 mL水，使土壤水分飽和。待植株自然成熟死亡后收集馬鈴薯進行比較分析。

1.2.4 病害調查的方法

粉痂病分級標準采用瑞士聯邦理工學院（Swiss Federal Institute of Technology）植物科學學院Merz教授提供的在歐洲廣泛采用的6級分級標準（圖1）。

待馬鈴薯自然成熟死亡后，收獲薯塊，計算發病率、病情指數和嚴重度。

發病率（%）=（發病薯塊數/調查總薯數）×100嚴重度=∑（各級病薯×各級代表值）/調查總薯數

表1 供試帶菌土樣Table 1Infected soil samples

圖1 馬鈴薯粉痂菌侵染薯塊的病級標準Figure 1Standard scoring for tuber infection by S.subterranea f.sp.subterranea

2 結果與分析

2.1 誘導植物的篩選

將番茄品種‘3-375’、‘L3708’、‘CLN2037E’分別種植在采自會澤縣大海鄉、會澤縣金鐘鎮、尋甸縣六哨鄉、香格里拉哈木社、昭通市靖安鄉的帶菌土樣中。檢查誘導結果發現，在5個帶菌土樣當中，根部侵染最嚴重的均為‘3-375’，‘L3708’和‘CLN2037E’的根部侵染均不明顯，由此篩選‘3-375’作為馬鈴薯粉痂菌的誘餌植物（圖2）。

圖2 誘餌植物篩選Figure 2Screening for bait-plant

2.2 不同地區帶菌土樣的菌量比較

將番茄品種‘3-375’、‘L3708’、‘CLN2037E’分別種植在采自會澤縣火紅鄉、會澤縣大海鄉、宣威市東山鎮、中甸嚇那社、尋甸六哨以及昭通市太平鄉的6個地點的土樣中。結果表明：‘3-375’在采自6個地點的土樣中根部侵染都是最嚴重的；而3個番茄品種均在采自中甸嚇那社的土樣中根部侵染嚴重，說明采自該地的土樣中含菌量最高（圖3）。

圖3 不同地點土樣的菌量差異Figure 3Difference in fungus quantity in different soil samples

2.3 不同寄主帶菌土樣的菌量差異

將誘餌植物‘3-375’分別種植在采自會澤縣大海鄉的6個土樣（前作分別為馬鈴薯品種‘米拉’、‘會-2’、‘合作88’、‘PB06’、‘PB04’和‘賴皮洋芋’）、會澤金鐘鎮的3個土樣（前作分別種植馬鈴薯品種‘會-2’、‘合作88’和‘PB04’）和尋甸的3個土樣（前作分別種植馬鈴薯品種‘昆引13’、‘合作88’和‘PB04’）中，結果顯示‘3-375’在種植‘合作88’和‘賴皮洋芋’的土樣中侵染較重，說明采自會澤的種植‘合作88’和‘賴皮洋芋’的土樣中含菌量較高，而種植其他馬鈴薯品種的含菌量相對較低。從‘3-375’根部的侵染來看，采自尋甸種植不同馬鈴薯品種的3個土樣的菌量差別不明顯（圖4）。

2.4 不同越冬條件下菌量的比較

這個試驗分為兩組，一組是2010年8月份馬鈴薯收獲季節從發病較重的地塊采集的土壤，帶回后直接移栽入番茄苗，越冬后，第二年重新栽入番茄，6～7周后檢查根部的侵染情況；另一組是2011年3月份從相同地塊采回的在自然條件下越冬的土壤，與第一組同時栽入番茄并檢查結果。結果表明，2011年采集的自然越冬的土壤中的菌量偏高，但總體上差異并不顯著（圖5）。

圖4 來自不同寄主土樣菌量的差異Figure 4Difference in fungus quantity for different soils where host plants were grow

圖5 不同越冬條件下菌量的比較Figure 5Comparison of fungus quantity in different hibernal conditions

2.5 健康根部與被侵染根部的比較

健康的植物根部表面光滑，色澤明亮，而被侵染的根部表皮已腐爛，顏色暗淡（圖6）。

2.6 移栽試管苗粉痂病的誘導

將組織培養的馬鈴薯品種‘PB06’的苗移栽到溫室的珍珠沙中，生長一段時間后，扦插，然后將扦插成活的馬鈴薯苗移栽入2010年采集的帶菌土壤中，結薯后檢查誘導結果，發現對馬鈴薯的植株生長影響不大，而薯塊明顯侵染，進一步證明了土壤中馬鈴薯粉痂菌的存在（圖7）。

2.7 種薯傳病和不同馬鈴薯品種帶菌薯塊感病情況

將2010年從會澤采集的不同品種的帶菌薯塊種植在溫室中，收獲后檢查結果。結果表明，帶菌種薯對下一代植株地上部的生長影響不明顯（圖8），但對子代薯塊的發病情況進行統計后可以確定該病原菌是能夠通過薯塊帶菌傳播的（表2）。

圖6 健康與侵染根部的比較Figure 6Comparison between healthy and infected roots

圖7 移栽試管苗誘導發生粉痂病Figure 7Occurrence of powdery scab of potato plants derived from plantlets in vitro transplanted in infected soil

圖8 帶菌種薯對下一代植株和塊莖的侵染Figure 8Infection of diseased seed tuber on daughter plant and tuber

表2 不同品種帶菌種薯對后代塊莖的侵染Table 2Infection of diseased seed tuber on daughter tuber of different cultivars

表3 不同溫度對粉痂病發病情況的影響Table 3Severity of disease occurrence in different temperatures

表4 土壤含水量對粉痂病發病情況的影響Table 4Severity of disease occurrence in different soil water contents

2.8 溫度對粉痂病發病情況的影響

在其他條件相同的情況下，溫度在15～20℃之間時，發病情況相比另外兩個溫度區的發病情況嚴重。其發病率為96.9%，嚴重度為1.88，病情指數為46.88%。發病最嚴重的室溫對照，溫度也在15～20℃范圍。因此，在單獨考慮溫度因子對粉痂病的影響時，溫度在15～20℃之間是粉痂病的最易發病溫度（表3）。

2.9 土壤含水量對粉痂病的影響

在其他條件相同的情況下，粉痂病的發病率、嚴重度、病情指數都隨著澆水頻率的減少而逐漸降低。每隔1d澆水1次時，粉痂病的發病率為100%，嚴重度為2.71，病情指數為67.86%，而每周只澆水1次時，粉痂病的發病率、嚴重度和病情指數都有大幅下降，分別為43.3%、0.50和25%。所以，在不考慮其他影響因子情況下，土壤中的含水量越是豐富，粉痂病發病情況越嚴重（表4）。

3 討論

通過實驗篩選出誘餌植物‘3-375’，與國外采用番茄作為誘餌植物一致[13]。‘3-375’誘導土壤中病原菌的試驗表明采自不同地點的土樣中含菌量不同，種植不同馬鈴薯品種的土壤中含菌量也存在差異。可見馬鈴薯粉痂菌在土壤中的存活除受當地氣候和環境因素的影響外，還受當地馬鈴薯栽培品種對粉痂菌抗性的影響。馬鈴薯試管苗誘導試驗進一步證明粉痂菌能在土壤中存活，并通過土壤進行傳播。

自然條件下越冬土樣的含菌量高于溫室中越冬的土樣。在自然條件下，土壤周圍其它微生物的存在，以及土壤的溫濕度等條件更適合病原菌的生存；而溫室條件下越冬的土樣，不存在周圍土壤的微生物，溫濕度條件也不一定適合病原菌的生存，最重要的是在冬季栽培過一批誘導植物，可能使土壤中的病原菌發生變化。

本試驗確定了種薯傳病的可能性和不同品種帶菌薯塊發病情況的差異。在溫室種植的9個帶菌馬鈴薯品種，子代全部發病，證明馬鈴薯粉痂病可以通過種薯帶菌進行傳播，但種薯帶菌與大田病害發生程度的相關性，還有待于進一步研究。

在單獨考慮溫度因子對粉痂病的影響時，溫度在15～20℃之間時，發病情況相比另外兩個溫度區的發病情況嚴重，即說明溫度15～20℃之間是粉痂病的最易發病溫度。這與Kirkham[6]報道的結果相一致。在其他條件相同的情況下，粉痂病的發病率、嚴重度、病情指數都隨著澆水頻率的減少而逐漸降低，表明土壤中的含水量越是豐富，粉痂病發病情況越嚴重。

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Screening for Bait-plant of Spongospora subterranea and Impact of
Environments on Potato Powdery Scab Disease Occurrence

LIU Xia,HU Xianqi,YANG Yanli＊
(College of Plant Protection,Yunnan Agricultural University/Key Laboratory of Plant Pathology
of Yunnan,Kunming,Yunnan 650201,China)

The aim was to screen bait-plants of Spongospora subterranea in soil,understand the pathogen content in different areas and the effect of potato cultivars on soil pathogen content.At the same time,the influence of temperature and soil water content was studied on the occurrence of powdery scab.Two methods,contaminated soil and infected tuber,were used for screening bait-plant of Spongospora subterranean.Different treatments under greenhouse were designed to study the impact of temperature and soil water content on the incidence of powdery scab.Tomato variety'3-375'was identified as bait-plant,and the content of pathogen was found to be different in different regions and cultivars.Temperature and soil water contenthadacertaininfluenceontheincidenceofpowderyscab.Spongosporasubterraneawasfoundinsoil,whichcanspread throughthesoilanddiseasedseedtuber.Temperatureandsoilwatercontentcanaffecttheoccurrenceofthedisease.

Spongospora subterranea;bait-plant;temperature;soil water content

S532

A

1672－3635（2014）01-0035-08

2013-12-06

云南省自然科學基金（2004C0036M），云南省現代農業馬鈴薯產業技術體系[2009(53)]，國家自然科學基金青年基金項目（31201255）。

劉霞（1980-），女，講師，博士，從事馬鈴薯病害研究。

楊艷麗，教授，從事馬鈴薯病害及抗病品種選育研究，E-mail:zqccn@aliyun.com。