4個馬鈴薯品種感染馬鈴薯紡錘塊莖類病毒>(PSTVd)的癥狀

邱彩玲， 呂文河， 呂典秋， 白艷菊， 魏 琪，劉尚武， 董學志， 耿宏偉， 萬書明， 魏峭嶸

(1. 東北農業大學,哈爾濱 150030；2.黑龍江省農業科學院植物脫毒苗木研究所,哈爾濱 150086)

4個馬鈴薯品種感染馬鈴薯紡錘塊莖類病毒>(PSTVd)的癥狀

邱彩玲1,2， 呂文河1*， 呂典秋2*， 白艷菊1,2， 魏 琪2，劉尚武2， 董學志2， 耿宏偉2， 萬書明2， 魏峭嶸1

(1. 東北農業大學,哈爾濱 150030；2.黑龍江省農業科學院植物脫毒苗木研究所,哈爾濱 150086)

馬鈴薯紡錘塊莖類病毒在中國及世界許多國家都是檢疫性病害，該病害可大幅度降低馬鈴薯產量和品質。根據植株及塊莖的癥狀，汰除感病的馬鈴薯種薯，是控制PSTVd傳播和危害的重要手段。本研究利用分子克隆及測序技術，分離并鑒定了PSTVd的分離物351-17，利用PSTVd田間接種技術，分別接種了4個黑龍江省常用的馬鈴薯品種‘夏坡地’、‘克新18’、‘荷蘭15’和‘尤金’，對其侵染后第一代的株高、葉片、塊莖外觀和單株產量進行了調查，結果表明：4個供試馬鈴薯品種感染PSTVd后均表現出了一定的癥狀，其中‘克新18’在株高、葉片和塊莖的癥狀方面最為明顯，單株產量下降顯著，表明其對PSTVd非常敏感。

PSTVd； 馬鈴薯品種； 癥狀

馬鈴薯紡錘塊莖類病毒(Potatospindletuberviroid，PSTVd)在中國及其他諸多國家都是檢疫性病害。PSTVd不僅能夠侵染馬鈴薯，還能侵染番茄、茄子、燈籠果、鱷梨以及許多觀賞植物[1-4]，是國內馬鈴薯生產上的一種重要病害。目前國內研究較多的是PSTVd對于馬鈴薯的危害，因為該病害在我國馬鈴薯產區已經普遍發生。馬鈴薯被PSTVd侵染后的癥狀表現不僅因品種而異，而且還與PSTVd的株系以及環境因素有關[5]。在脫毒馬鈴薯種薯生產過程中，根據植株及塊莖的表現，在馬鈴薯花期和/或收獲后進行田間和/或庫房檢測，來汰除感病的馬鈴薯種薯，是有效控制PSTVd傳播蔓延和危害的重要手段。研究不同馬鈴薯品種被PSTVd感染后的癥狀表現，是評估病害損失的前提條件。本研究利用分子克隆及測序技術鑒定PSTVd，并利用PSTVd田間接種技術，分別接種黑龍江省常用的4個馬鈴薯品種，對侵染后第一代的株高、葉片、塊莖的癥狀及單株產量等性狀進行調查，比較不同品種之間的差異，以便為馬鈴薯脫毒種薯的田間檢測、庫房檢測提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試品種及種薯級別

脫毒馬鈴薯原原種，由黑龍江省農業科學院植物脫毒苗木研究所提供，品種為‘夏坡地’、‘克新18’、‘荷蘭15’和‘尤金’，原原種大小均一，重約5 g。

1.1.2 供試PSTVd分離物

2011年在哈爾濱田間采集經鑒定感染PSTVd的馬鈴薯塊莖，品種為‘黑彩’，編號為351-17。塊莖發芽后進試管保存，待后續試驗使用。

1.2 方法

1.2.1 PSTVd鑒定及序列測定

采用農業行業標準《馬鈴薯紡錘塊莖類病毒檢測》(NY/T 1962—2010)[6]中規定的RT-PCR方法鑒定田間采集的樣品，利用TIANGEN公司的離心柱型瓊脂糖凝膠回收試劑盒對擴增的特異性產物進行回收，純化。將回收產物連接到TaKaRa公司生產的pMD18-T載體中，次日將連接產物轉化到TransGen Biotech生產的大腸桿菌 DH5α中，觀察過夜培養的菌落。選取6個單菌落進行培養，將培養后得到的菌落進行鑒定，鑒定方法仍采用《馬鈴薯紡錘塊莖類病毒檢測》(NY/T 1962—2010)中規定的方法。重組質粒由上海生工生物工程公司進行序列測定，測定結果采用BioEdit Sequence Alignment Editor軟件分析，并在GenBank中進行BLAST檢索。

1.2.2 田間試驗

2012年5月25日，在黑龍江省哈爾濱市道外區民主農業生態園防蟲網室內播種上述供試品種，苗期(7月2日)接種上述經鑒定過的PSTVd(接種方法見1.2.4)，7月25日取植株上部葉片，利用核酸斑點雜交法(nucleic acid spot hybridization，NASH)[7]鑒定接種情況，沒有接種成功的于8月4日再接種1次，10月8日收獲。用NASH方法進一步鑒定2012年收獲的塊莖感染PSTVd情況。

2013年5月30日，按照2012年的田間布置方式，播種2012年收獲的塊莖(感染PSTVd的塊莖)，花期調查株高、葉片癥狀，收獲時測產并調查塊莖外觀等性狀。

1.2.3 播種方式及數據處理

每個供試品種播種2行，每行20株，株行距為35 cm×70 cm，采用常規的施肥和田間管理方式，每個品種設立2行對照(接種健康葉片)，對照與接種PSTVd的植株間種植隔離行，田間管理時單獨使用工具，除去地頭等特殊位置的植株外，每個處理隨機選取10株進行調查，用DPS 7.05進行數據統計分析。

1.2.4 接種

(1)磷酸鹽緩沖液配制

溶液A：7.164 g Na2HPO4·12H2O，加蒸餾水定容至100 mL；溶液B: 3.121 g NaH2PO4·2H2O，加蒸餾水定容至100 mL。取6.1 mL溶液A+3.9 mL溶液B+190 mL無菌水，混勻即為10 mmol/L的磷酸鹽緩沖液。

(2)接種物準備

稱取0.1 g左右感染PSTVd分離物351-17的葉片，加入1 mL磷酸鹽緩沖液，快速、充分研磨即為接種液，迅速用于接種。對照則選用健康馬鈴薯葉片代替感染PSTVd的葉片制備接種液。

(3)接種方式

首先在植株上部完全展開的葉片上均勻噴灑600目的金剛砂，蘸取接種液逆著葉片表皮毛的方向適度摩擦葉片，稍后用蒸餾水沖掉葉片表面的金剛砂，完成接種。

2 結果與分析

2.1 PSTVd序列測定結果

PSTVd 分離物351-17的6個克隆序列測定結果(圖1)一致。該序列經GenBank進行BLAST比對，結果表明，與來自俄羅斯的PSTVd分離物Tver′-96(登錄號：EU879923.1)最接近，相似度為99%。但Tver′-96在俄羅斯以外并沒有報道，目前尚無致病力等相關信息。

圖1 PSTVd分離物351-17全長cDNA核苷酸序列Fig.1 The full-length cDNA sequence of PSTVd isolate 351-17

2.2 株高

感染PSTVd后，所有品種植株高度均極顯著降低(表1，圖2和圖3)。降低幅度從13.47%至45.34%不等，其中‘克新18’降低幅度最大，平均株高降低45.34%，僅達到33.40 cm。供試的4個品種接種PSTVd后與對照相比，總體降低幅度為30.11%，與對照(CK)相比，株高差異達極顯著水平。

表1 株高和產量方差分析1)Table 1 Analysis of variance on plant height and tuber yield

1)**表示在1%水平下極顯著，*表示在5%水平下顯著。
*and**indicate significant difference at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively.

圖2 馬鈴薯不同品種感染PSTVd后的株高Fig.2 Plant height of different potato varieties infected with PSTVd

圖3 不同馬鈴薯品種感染PSTVd后的株高Fig.3 Plant height of different potato varieties infected with PSTVd

2.3 單株產量

4個品種感染PSTVd后單株產量均極顯著降低(表1、圖4)，總體單株產量降低了40.19%；每個品種感染PSTVd和對照相比差異都達極顯著水平，但不同品種的降低幅度不同，‘克新18’仍然是降低幅度最大的品種，其單株產量降低了58.85%。

圖4 不同馬鈴薯品種感染PSTVd的產量Fig.4 Tuber yield per plant of different potato varieties infected with PSTVd

2.4 葉片癥狀

圖5為4個供試品種感染PSTVd后的葉片表現。從圖5中可以看出，‘克新18’和‘荷蘭15’的葉片皺縮相對比較嚴重，‘夏坡地’和‘尤金’表現相對較輕，與這些品種在株高上變化的差異相對一致。

圖5 不同品種感染PSTVd后的葉片癥狀Fig.5 Leaf symptoms of different potato varieties infected with PSTVd

2.5 塊莖癥狀

感染PSTVd后各品種的塊莖均表現不同程度的變化，呈現出一定的品種特性(圖6)。具體表現為：‘夏坡地’塊莖變小，細長，芽眼突起非常明顯，個別塊莖出現龜裂，“姜狀”畸形是本品種感染PSTVd的典型特征；‘克新18’塊莖頂芽端變粗，臍部變細，塊莖變長，變小，表皮嚴重龜裂，是本品種感染PSTVd的典型特征；‘荷蘭15’塊莖變細長，變小，未見明顯表皮龜裂，部分芽眼突起，多數塊莖呈現豌豆狀，是本品種感染PSTVd的典型特征；‘尤金’塊莖表皮龜裂，變小，變長，芽眼突起。

圖6 不同品種馬鈴薯感染PSTVd后的塊莖癥狀Fig.6 Tuber symptoms in different potato varieties infected with PSTVd

3 討論

本研究通過對株高、葉片癥狀、單株產量和塊莖外觀的調查結果顯示，供試的4個馬鈴薯品種感染PSTVd后，均表現出了植株矮化、葉片皺縮、塊莖變小、產量降低和塊莖畸形等癥狀。其中‘克新18’表現最為明顯，株高降低幅度、葉片皺縮程度、產量降低幅度以及塊莖的畸形表現均非常顯著，表明該品種對PSTVd非常敏感。

由于試驗條件有限，無法一次性研究更多的馬鈴薯品種感染PSTVd的表現，但從本研究中仍能總結出一些馬鈴薯感染PSTVd后的特點，比如，植株高度都下降，塊莖有不同形式、不同程度的畸形以及產量降低等，可以為脫毒馬鈴薯種薯的田間檢測和庫房檢測提供技術指導。

PSTVd侵染不同品種的馬鈴薯會引起不同的癥狀，本研究結果進一步驗證了這一結論。但是，不同品種為何會表現出不同的癥狀，其機制有待于進一步研究。此外，本研究接種用的PSTVd分離物351-17的致病力尚不確定，對馬鈴薯癥狀表現的影響程度也不是十分清楚，后續試驗將進一步對其致病性等進行研究，完善本研究的試驗結果，更好地了解PSTVd與馬鈴薯品種的互作效應，為PSTVd的防控提供指導。

[1]Querci M, Owens R, Bartolini I, et al. Evidence for heterologous encapsulation ofPotatospindletuberviroidin particles ofPotatoleafrollvirus[J]. Journal of General Virology, 1997,78:1207-1211.

[2]Ward L I, Tang J, Veerakone S, et al. First report ofPotatospindletuberviroidin cape gooseberry(Physalisperuviana) in New Zealand[J]. Plant Disease, 2010, 94(4):479.

[3]Verhoeven J Th J, Botermans M, Roenhorst J W, et al. First report ofPotatospindletuberviroidin cape gooseberry(Physalisperuviana) from Turkey and Germany[J]. Plant Disease, 2009, 93(3)：316.

[4]Verhoeven J Th J, Jansen C C C, Roenhorst J W.Streptosolenjamesonii‘Yellow’, a new host plant ofPotatospindletuberviroid[J]. Plant Pathology，2008，57(2):399.

[5]Anon. EPPO Standars-Diagnostis protocols for regulated pests-PM7/33Potatospindletuberpospivivoid[J]. Bulletin OEPP/EPPO Bulletin， 2004,31:257-269.

[6]中華人民共和國農業部種植業管理司. NY/T 1962-2010，馬鈴薯紡錘塊莖類病毒檢測[S/OL].農業部公告第1515號，2010.

[7]呂典秋，李學湛，于德才，等. 馬鈴薯類病毒(PSTVd)非放射性標記cDNA探針制備及其在檢測上的應用[J]. 植物病理學報，2005，35(2):104-108.

SymptomsoffourpotatovarietiesinfectedwithPotatospindletuberviroid(PSTVd)

Qiu Cailing1,2, Lü Wenhe1, Lü Dianqiu2, Bai Yanju1,2, Wei Qi2,Liu Shangwu2, Dong Xuezhi2, Geng Hongwei2, Wan Shuming2, Wei Qiaorong1

(1.NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China; 2.Virus-freeSeedlingResearchInstituteofHeilongjiangAcademyofAgriculturalSciences,Harbin150086,China)

Potatospindletuberviroid(PSTVd) is a quarantine disease in China and many other countries around the world. The disease can significantly reduce tuber yield and quality. Eliminating the infected seed potatoes according to the symptoms of plants and tubers is an important and useful measure to control the spread and hazard of PSTVd. Using molecular cloning and sequencing techniques, PSTVd 351-17 was isolated and identified. Four common potato varieties(‘Shepody’, ‘Kexin 18’, ‘Helan 15’ and ‘Youjin’) were inoculated with the PSTVd 351-17 in the fields. Plant height, symptom of leaf and tuber, as well as yield per plant were investigated on the first infected generation. The results indicated that all the four potato varieties showed some symptoms. Among the four varieties， The ‘Kexin 18’ showed obvious symptoms of plant height, leaf and tuber appearance and dramatically decreased yield per plant, so it is very sensitive to PSTVd.

PSTVd； potato variety; symptom

2013-12-23

：2014-03-25

哈爾濱市應用技術研究與開發項目(2013AE6AW059)；國家現代農業產業技術體系(CARS-10-P14)；黑龍江省杰出青年科學基金(JC 201018)

S 432.4

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.06.030

* 通信作者 E-mail:呂文河whlu@neau.edu.cn; 呂典秋smallpotatoes@126.com