不同葡萄品種對霜霉病的田間苗期抗性評價

趙雪艷, 張 瑋, 嚴 紅, 閆愛玲, 徐海英*, 董金皋

(1. 河北農業大學生命科學學院, 保定 071001；2. 北京市農林科學院, 北京 100097)

不同葡萄品種對霜霉病的田間苗期抗性評價

趙雪艷1,2, 張 瑋2, 嚴 紅2, 閆愛玲2, 徐海英2*, 董金皋1*

(1. 河北農業大學生命科學學院, 保定 071001；2. 北京市農林科學院, 北京 100097)

對36個葡萄品種(品系)苗期對霜霉病的田間抗病性進行了評價,結果表明, 不同葡萄品種(品系) 對葡萄霜霉病的抗性存在明顯差異,絕大多數歐美雜交種的抗性要強于歐亞種葡萄,供試的10個歐美雜種中,‘瑞峰無核’對葡萄霜霉病表現為高抗;‘DEMIR’、‘龍寶’、‘紅富士’、‘黑奧林’、‘峰后’5個品種表現為中抗。

葡萄霜霉病； 主成分分析； 抗性評價

葡萄是世界第二大水果,適應性強,經濟效益高,是我國重要的經濟果樹之一,也是近年來我國最具發展活力的果樹。據世界糧農組織(FAO)統計,截至2010年,我國葡萄種植面積已近1 000萬hm2,總產量843萬t,遍及我國各省產區[1]。葡萄霜霉病是重要的葡萄病害之一,目前葡萄霜霉病在我國的大多數葡萄產區均有發生,雨水較多的地區或年份尤為嚴重。

葡萄霜霉病是由葡萄霜霉病菌[Plasmoparaviticola(Berk.etCurtis) Berl.etde Toni]引起的一種真菌病害[2],該病菌為二倍體活體營養型專性寄生菌,雌雄異株[3]。葡萄霜霉病菌主要危害葡萄葉片,病情嚴重時可導致葉片焦枯早落,嚴重影響葡萄植株生長及果實品質和產量,一般年份會造成減產30%～50%,嚴重時可達到80%以上[4]。

葡萄霜霉病的防治主要依賴化學防治,由于化學防治的昂貴投入及其導致的環境公害迫使人們尋求新的防治途徑[5],選用抗病品種是最為經濟有效的途徑。本研究在自然發病的條件下,對36個鮮食葡萄品種苗期對葡萄霜霉病的田間抗病性進行了評價,旨在為選育優質抗霜霉病葡萄品種提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試品種共36個,其中歐美雜種包括‘黑奧林’、‘龍寶’、‘峰后’、‘DEMIR’、‘紅富士’、‘瑞峰無核’、‘茉莉’、‘巴西’、‘Calina’、‘4倍體玫瑰香’；歐亞種包括‘瑞都無核怡’、‘25-8-6’、‘25-7-3’、‘26-11-4’、‘玫瑰香’、‘意大利’、‘未名玫瑰’、‘阿達玫瑰’、‘26-3-4’、‘瑰寶’、‘Otilia’、‘愛神玫瑰’、‘晚里扎馬特’、‘美人指’、‘牛奶’、‘京秀’、‘白羅莎’、‘26-11-4R’、‘26-9-1’、‘紅羅莎’、‘貴妃玫瑰’、‘紅寶石無核’、‘KM.183’、‘香妃’、‘紅地球’、‘奧古斯特’。

1.2 試驗方法

1.2.1 葡萄苗的種植

試驗在北京市農林科學院平谷試驗基地葡萄園進行,將供試的36個葡萄品種(品系)按品種進行定植,分為4個小區,每個小區品種隨機排列,每個品種5～10 株。行株距為3 m×1 m,采用單臂水平主蔓整形,在定植當年評價對霜霉病的抗病性。常規栽培管理,整個生長季節未使用任何藥劑防治。

1.2.2 發病程度、病葉率的調查與統計

于2012年8月下旬在葡萄霜霉病的盛發期,進行葡萄霜霉病的田間發生情況調查。田間自然鑒定采用每個品種(品系)隨機調查葉片100～200片,記錄每個葉片上葡萄霜霉病病斑情況,調查病葉率；按葉片的感病面積分級記載,統計病情指數。分級標準參照中華人民共和國農業行業標準進行,如下：

0級：無病斑；

1級：病斑面積占整個葉片面積的5%及以下；

3級：病斑面積占整個葉片面積的6%～25%；

5級：病斑面積占整個葉片面積的26%～50%；

7級：病斑面積占整個葉片面積的51%～75%；

9級：病斑面積占整個葉片面積的75%以上。

病葉率(%)=(發病總葉數/調查總葉數)×100；

病情指數=[∑(各病級葉數×相對級數值)/(調查總葉數×9)]×100。

1.2.3 統計分析方法

試驗數據用SPSS 16.0軟件進行主成分分析(principal components analysis,PCA)和聚類分析(cluster analysis,CA),評價不同葡萄品種的抗病性差異。

2 結果與分析

2.1 不同葡萄品種(品系)對霜霉病的抗病性

不同品種(品系)間葡萄霜霉病的病情指數和病葉率結果如表1,調查數據顯示病情指數最低值為11.63,最高值為80.12；病葉率最低值為44.19,最高值為90.02,存在顯著差異。試驗數據顯著性分析表明,不同葡萄品種對葡萄霜霉病的病情指數、病葉率存在明顯差異。

表136個葡萄品種霜霉病田間發生情況1)

Table1Fieldobservationsofgrapedownymildewdiseasefrom36cultivarvarieties

編號No．品種名稱Variety品種類型Sourcesofvariety病情指數Diseaseindex病葉率/%Diseaseincidence36奧古斯特歐亞種(80．12±1．23)a(90．02±2．24)a35紅地球歐亞種(68．87±0．97)ab(83．52±0．38)c34香妃歐亞種(68．20±0．67)abc(79．13±1．66)efgh33KM．183歐亞種(67．78±0．74)bc(81．75±0．79)cd32紅寶石無核歐亞種(66．66±0．79)bc(76．89±0．77)i31貴妃玫瑰歐亞種(66．55±0．62)bc(80．28±0．78)e30紅羅莎歐亞種(65．87±1．28)bcd(85．58±0．16)b2926?9?1歐亞種(65．43±0．59)bcd(77．92±0．39)h2826?11?4R歐亞種(64．54±1．04)cd(81．24±1．29)de27白羅莎歐亞種(61．92±1．28)cd(77．35±0．98)hi264倍體玫瑰香歐美雜種(61．54±0．49)cde(79．23±0．77)efg25晚里扎馬特歐亞種(61．04±0．94)de(76．02±0．98)ij24京秀歐亞種(58．83±1．62)ef(79．98±1．27)efg23Calina歐美雜種(58．67±3．21)efg(78．29±0．46)gh22巴西歐美雜種(57．38±1．38)fg(74．94±0．61)ijkl21牛奶歐亞種(56．25±0．70)fgh(78．32±1．41)gh20美人指歐亞種(55．97±0．95)gh(80．32±0．86)ef19愛神玫瑰歐亞種(54．96±1．69)ghi(79．99±0．28)efg18Otilia歐亞種(54．59±0．96)ghi(63．59±0．59)n17瑰寶歐亞種(53．59±1．06)hij(78．61±1．06)g1626?3?4歐亞種(53．02±2．17)hijk(70．84±0．15)l15阿達玫瑰歐亞種(49．91±0．59)ijk(77．49±0．62)hi14未名玫瑰歐亞種(49．12±1．19)ijk(76．34±0．45)ijk13意大利歐亞種(43．70±0．82)ijk(75．07±0．63)jk12玫瑰香歐亞種(43．45±1．68)ijk(73．05±1．20)k1126?11?4歐亞種(41．38±0．44)k(76．47±0．81)ij1025?7?3歐亞種(33．87±1．07)l(64．49±0．80)m925?8?6歐亞種(33．75±0．11)lm(70．16±1．31)lm8瑞都無核怡歐亞種(29．95±0．25)m(75．95±0．82)j7茉莉歐美雜種(26．79±1．03)mn(69．86±0．30)lmn6紅富士歐美雜種(23．39±0．77)n(55．74±0．61)no5DEMIR歐美雜種(23．17±1．14)no(64．46±1．46)mn4峰后歐美雜種(21．51±0．66)o(56．03±0．40)n3龍寶歐美雜種(20．78±1．25)op(46．51±0．66)p2黑奧林歐美雜種(18．69±0．65)p(55．72±1．22)mo1瑞峰無核歐美雜種(11．63±0．07)q(44．19±0．03)q

1) 表中數據為平均值±標準差;同列數據后不同字母代表具有顯著性差異(P<0.05)。
Data in the table are mean±SE, the different small letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level by DEMRT.

2.2 葡萄品種(品系)對霜霉病抗性的多元統計分析

2.2.1 主成分分析

運用主成分分析方法對36個品種的田間葡萄霜霉病發病情況的數據樣本資料進行分析,對葡萄霜霉病的病情指數和病葉率在兩個主成分上因子載荷作圖(如圖1所示),可見病情指數指標位于第一相,在第一主成分上載荷較低(0.51),而在第二主成分上的載荷很高；病葉率也位于第一相,在第一主成分上的載荷很高(0.86),而在第二主成分上載荷低；但兩個主成分上都有較高的載荷量,具備明顯的特征。由此,選定病情指數和病葉率兩個指標對葡萄霜霉病抗性進行分類和評價。

應用上述主成分分析取得的病情指數和病葉率兩個因子數據進行了主成分運算。根據病情指數和病葉率的試驗數據做出因子分布散點圖,由因子分布散點圖將不同葡萄品種間的抗病性類型分為4類(如圖2)。第1類為高抗霜霉病品種: 病情指數10.01～15.00；第2類為中抗霜霉病品種: 病情指數15.01～25.00；第3類為低抗霜霉病品種: 病情指數25.01～50.00；第4類為感霜霉病品種: 病情指數大于50.00。

圖1 旋轉后的主成分因子載荷圖

圖2 葡萄品系的因子分布散點圖

2.2.2 聚類分析

為了解不同葡萄品種(品系)對霜霉病抗性的特點,應用聚類分析對上述主成分分析選定的病情指數和病葉率兩個因素的統計數據按1.2.3統計方法做出聚類分析圖(圖3),由聚類圖譜分析結果,取閾值為0.3時本試驗中的不同葡萄品種(品系)對霜霉病的抗病性等級分為4類,與主成分分析結果一致。

圖3 36個葡萄品種抗霜霉病的聚類分析圖

2.3 葡萄品種(品系)對霜霉病抗性評價

結合主成分分析和聚類分析的結果綜合評價不同葡萄品種(品系)的抗性關系,數據分析表明：對霜霉病的抗性差異可把本試驗中的葡萄品種分為4個類別：第1類高抗霜霉品種只有歐美雜種葡萄‘瑞峰無核’1個,占所調查品種的2.78%;第2類中抗霜霉病品種有5個歐美雜種分別是‘DEMIR’、‘龍寶’、‘紅富士’、‘黑奧林’、‘峰后’,占所調查品種的13.89%;第3類低抗霜霉病品種有9個分別是‘茉莉’、‘瑞都無核怡’、‘25-8-6’、‘25-7-3’、‘25-11-4’、‘玫瑰香’、‘意大利’、‘未名玫瑰’、‘阿達玫瑰’,占所調查品種的23.07%;第4類感病品種有21個,分別是‘26-3-4’、‘瑰寶’、‘Otilia’、‘愛神玫瑰’、‘美人指’、‘牛奶’、‘巴西’、‘Calina’、‘京秀’、‘晚里扎馬特’、‘4倍體玫瑰香’、‘白羅莎’、‘26-11-4R’、‘26-9-1’、‘紅羅莎’、‘貴妃玫瑰’、‘紅寶石無核’、‘KM.183’、‘香妃’、‘紅地球’、‘奧古斯特’,占所調查品種的58.33%。調查不同葡萄品種對霜霉病的田間苗期抗病性評價的分級標準詳見表2。

表2不同葡萄品種間的抗性關系

Table2TherelationshipbetweentheresistanceofdifferentgrapevarietiestoPlasmoparaviticolaaccordingtodiseaseindexes

抗性等級Resistancelevel品種名稱Hostplantvarietyname品種類型/個Sourceofvariety歐美雜種V．vinifera×V．labrusca歐亞種V．vinifera病情指數Diseaseindex高抗瑞峰無核1010．01～15．00中抗黑奧林、龍寶、峰后、DEMIR、紅富士5015．01～25．00低抗茉莉、瑞都無核怡、25?8?6、25?7?3、26?11?4、玫瑰香、意大利、未名玫瑰、阿達玫瑰1825．01～50．00 感病26?3?4、瑰寶、Otilia、愛神玫瑰、美人指、牛奶、巴西、Calina、京秀、晚里扎馬特、4倍體玫瑰香、白羅莎、26?11?4R、26?9?1、紅羅莎、貴妃玫瑰、紅寶石無核、KM．183、香妃、紅地球、奧古斯特318 >50．00

3 結論與討論

本試驗應用主成分分析和聚類分析對不同葡萄品種(品系)的霜霉病抗性進行了研究, 結合兩者綜合分析,客觀反映各變量的綜合貢獻和各研究對象間相互關系的優點[6]。兩類分析方法結果均表明葡萄霜霉病抗性等級分類一致,分為“高抗”、“中抗”、“低抗”、“感病”4個類型,其結果具有一定的可靠性和實用性。

目前葡萄霜霉病受環境因素、氣候條件的影響很大,因而在抗、感霜霉病品種栽培時要加強霜霉病的防治。本研究在北京市農林科學院平谷試驗基地進行,常規管理自然發病狀態下,葡萄園內36個葡萄品種中,歐美雜種品種群對葡萄霜霉病的抗性與歐亞品種群相比較強, 有顯著的差異性[7],歐美雜種中‘瑞峰無核’對葡萄霜霉病表現為高抗;‘黑奧林’、‘DEMIR’、‘龍寶’、‘紅富士’、‘峰后’表現為中抗,是較為理想的抗病優良品種,其葉片厚而大,葉背面多絨毛,果粒圓硬,易抗病。因此,選用抗霜霉病的歐美雜種作為親本進行多代雜交,對于培育優質抗霜霉病葡萄品種具有重要意義；在大陸性氣候雨水較多的葡萄產區引用高抗葡萄品種對實際生產有非常重要的應用價值。

[1]賀普超.提高我國葡萄產量和品質的主要途徑與方法[J]. 果樹科學,1995,12(4):265-268.

[2]Reuveni M. Activity of the new fungicide benthiavalicarb againstPlasmoparaviticolaand its efficacy in controlling downy mildew in grapevines[J].European Journal of Plant Pathology,2003,109:243-251.

[3]Wong F P, Burr H N, Wilcox W F． Heterothallism inPlasmoparaviticola[J]．Plant Pathology,2001,50：427-432.

[4]劉書曉,段秀玲．用綠乳化銅防治葡萄霜霉病的試驗[J]. 北方果樹,1998(3)：14.

[5]李興紅,燕繼曄．葡萄病蟲害防治關鍵技術[M]．北京：中國農業出版社,2012：4.

[6]王芳．主成分分析與因子分析的異同比較及應用[J]．統計教育,2003(5)：14-17.

[7]李華,劉天明．歐亞種葡萄霜霉病抗性及其遺傳穩定性研究[J]. 西北農業大學學報, 1995, 23(1)：1-6.

Resistanceevaluationforseedlingsofdifferentgrapevarietiestothegrapevinedownymildew,Plasmoparaviticola

Zhao Xueyan1,2, Zhang Wei2, Yan Hong2, Yan Ailing2, Xu Haiying2, Dong Jingao1

(1.CollegeofLifeSciences,AgriculturalUniversityofHebei,Baoding071001,China;2.BeijingAcademyofAgricultureandForestrySciences,Beijing100097,China)

Germplasm resources of 36 cultivar grape varieties were analyzed to evaluate the resistance toPlasmoparaviticola. The results showed that there were significant differences in the resistance of the seedlings of different grape varieties towards grapevine downy mildew. The interspecific hybrids ofVitisviniferaandV.labruscawere highly resistant than all other varieties. Comprehensive resistance evaluation indicated that ‘Ruifeng seedless’ showed high resistance, and ‘DEMIR’, ‘Longbao’, ‘Hongfushi’, ‘Black Olympia’ and ‘Fenghou’,showed moderate level resistance.

Plasmoparaviticola； principal component analysis; resistance evaluation

2013-11-06

：2014-01-25

公益性行業(農業)科研專項(201203035);北京市農林科學院青年科研基金(QNJJ201215);北京市農林科學院科技創新能力建設專項(KJCX201101009);北京市農林科學院國際合作基金 (GJHZ2013)

S 436.631.12

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.05.033

* 通信作者 E-mail: haiyingxu63@sina.com; dongjinggao@126.com.