新疆主要棉區棉花黃萎病發生概況

劉海洋, 王 偉, 張仁福, 武 剛, 姚 舉*

(1.農業部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點實驗室，新疆農業科學院植物保護研究所,烏魯木齊 830091; 2. 新疆阿拉爾農業科學研究所, 阿拉爾 843300)

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新疆主要棉區棉花黃萎病發生概況

劉海洋1, 王 偉1, 張仁福1, 武 剛2, 姚 舉1*

(1.農業部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點實驗室，新疆農業科學院植物保護研究所,烏魯木齊 830091; 2. 新疆阿拉爾農業科學研究所, 阿拉爾 843300)

為了解目前新疆棉花黃萎病的發生現狀,對新疆主要植棉地區棉花黃萎病發生程度、落葉型菌系分布以及代表棉區主栽品種黃萎病抗性類型、棉花黃萎病發生規律進行了調查研究。結果表明：在調查的新疆棉田中棉花黃萎病發病田占58.2%,其中病情指數達5.0以上的棉田占28.1%;新疆棉花黃萎病菌系中37.3%為落葉型菌系;阿克蘇棉區主栽的棉花品種(系)‘中棉49號’、‘中棉414號’、‘2905’棉花黃萎病抗性表現為耐病,生產上缺乏抗病品種。阿克蘇棉區棉花黃萎病發生始期較往年趨早,發病程度趨于嚴重,6月下旬至7月下旬為棉黃萎病快速發展期,后期由于高溫抑制作用,發病趨緩。

棉花黃萎病; 落葉型菌系; 主栽品種; 發生規律

2010-2012年新疆全區棉花種植面積分別為146萬、160萬和172萬 hm2,逐年增加,全疆2012年棉花產量為353.95萬 t[1],占全國比例50%以上。在全國棉花種植面積逐年減少的大背景下[2-3],新疆棉花的戰略地位更加凸顯。但是,生產中發現,新疆棉區尤其是建設兵團植棉地區面臨棉花黃萎病危害的威脅日益加重。種植結構單一(棉花占全疆農作物種植面積的33.5%,兵團占比高達49.2%[1])、輪作倒茬實施困難、棉稈還田加之長年連作以及種植品種抗病性差[4-9]等是目前新疆棉花黃萎病發生日趨嚴重的重要因素。鑒于此,本文對新疆主要植棉地區棉田黃萎病發生程度、強致病力落葉型菌株分布以及代表棉區主栽品種大田黃萎病抗性表現、棉花黃萎病發生規律進行了調查研究,以期為棉花工作者了解新疆棉區棉花黃萎病的發生現狀提供幫助。

1 材料與方法

1.1 病情調查

2013年7月29日開始到8月17日止,以縣(市)為單位隨機取樣調查當地具有代表性棉田棉黃萎病發生情況,每縣(市)調查10個點,各調查點間隔約5 km。每塊調查棉田面積15 hm2左右,采用5點調查法,每點調查100株。

利用棉花黃萎病自然病圃對棉花品種(系)黃萎病抗性進行鑒定,隨機區組設計,3重復,病圃發病均勻。8月20日左右調查病情指數,對主栽棉花品種黃萎病抗性進行劃分。

在阿克蘇棉區定點、持續調查棉花黃萎病發生規律。每年自6月10日起每隔5 d調查一次棉花黃萎病發生情況。供試棉花品種為‘中棉35號’,2013年棉花播期為4月20日,較2012年早,與往年持平。

文中涉及的棉花黃萎病病情調查均按全國統一標準進行分級。

1.2 供試菌系及DNA提取

59株新疆棉花黃萎病菌系;對照菌系：落葉型菌系V991。

利用Fungal DNA Kit D3195-01真菌試劑盒提取基因組DNA。落葉型引物D1/D2 (D1:CATGTTGCTCTGTTGACTGG, D2: GACACGGTATCTTTGCTGAA)。本研究所用引物、Marker及反應體系均購自北京鼎國昌盛生物公司。

1.3 反應體系

PCR反應體系組成見表1。

表1 提取基因組DNA采用的PCR反應體系

1.4 擴增程序

94 ℃預變性5 min;進入循環,94 ℃變性1 min,56 ℃退火1 ℃,72 ℃延伸3 min,30個循環;74 ℃延伸10 min。

1.5 數據分析

所有數據均利用EXCEL軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 主要植棉地區棉花黃萎病發生情況

于2013年7月29日開始對北疆棉區精河縣、奎屯市、石河子市、五家渠市等共計9個主要種植棉花的市(縣)選取有代表性條田對其棉花黃萎病進行調查;自8月7日開始對南疆莎車縣、麥蓋提縣、巴楚縣、圖木舒克市、阿瓦提縣、尉犁縣等11個傳統植棉市(縣)進行棉花黃萎病發生情況調查。結果見表2。

表2 新疆主要棉區棉花黃萎病病情指數抽樣調查結果1)

1) 共計213個調查點(北疆93個，南疆120個)，部分調查點未發病未在表中列出。

A total of 213 locations were investigated (93 locations in North of Xinjiang, 120 locations in South of Xinjiang),some places without the disease were not listed in the table.

如表2所示,北疆棉田以無病田和病情指數低于5.0的棉田為主,此類型棉田占74.4%,其中病情指數為0.1～5.0的棉田比例最高。病情指數在10.0以上的棉花黃萎病嚴重發生棉田占調查點比例為20%;南疆棉田中無病田所占比例遠高于其他類型棉田。棉花黃萎病嚴重發生,病情指數在10.0以上的棉田占比為15.0%。

在全疆共計213個調查點中,有棉花黃萎病發生的調查點為124個,占58.2%。其中病情指數0.1～5.0的調查點為64個,占30.0%；病情指數5.1～10.0的調查點25個,占11.7%；病情指數10.1～20.0的調查點20個,占9.4%；病情指數在20.0以上的調查點15個,占7.0%。按照調查點病情指數由低到高劃分的類型比例,隨著棉花黃萎病病情指數的升高而呈現降低的趨勢,其中無病田所占比例最高。值得注意的是病情指數10.0以上的調查棉田所占比例達到16.4%,需要引起足夠的重視。

圖1 新疆主要棉區各種類型病田占比圖Fig.1 Disease index in the cotton fields in main cotton planted regions of Xinjiang

2.2 新疆代表棉區棉花黃萎病普查結果

南疆塔河流域棉區是新疆的傳統植棉大區,其

棉花黃萎病的發生情況在新疆具有一定的代表性,根據近幾年的棉花黃萎病普查數據,分析棉花黃萎病的發生趨勢。

塔河流域棉區3年棉花黃萎病普查結果顯示,發病田比例均在55%以上,重病田比例均在20%以上,棉花黃萎病發生十分嚴重。此普查數據與2013年全疆20個主要棉區棉花黃萎病調查數據58.2%相符合,說明目前在新疆,棉花黃萎病的發生已經普遍維持在一個較高的水平,且從普查結果可以看出,不同年份重病田所占比例呈現逐漸增加的趨勢。

表3 2008、2010、2013年塔河流域棉區棉花黃萎病發生情況普查結果

2.3 新疆棉花黃萎病落葉型菌系分布

棉花黃萎病發生情況調查表明,目前新疆棉花黃萎病以普通型為主。棉花黃萎病根據病征不同主要分為落葉型和普通型,其中落葉型菌系為強致病力菌系,摸清其在新疆主要棉區的分布情況有助于棉花品種的合理布局,減少棉花黃萎病造成的損失。利用棉花黃萎病菌落葉型菌系特異性引物D1/D2對新疆主要棉區采集的59株菌系進行PCR擴增,其中22株菌系擴增出大小為550 bp左右的特異性片段,片段大小與落葉型標準菌系V991一致(圖2),占供試菌系的37.3%。

圖2 落葉型特異性引物D1/D2對部分供試菌系的PCR擴增結果Fig.2 Results of PCR amplification of tested strains with primers D1/D2

2.4 代表棉區主栽品種棉花黃萎病抗性鑒定

現階段公認的防治棉花黃萎病最為經濟有效的措施為種植抗病品種,但是棉花抗黃萎病的育種非常困難,全國范圍內好的抗病品種也很有限,且往往不能適應不同的環境。

對2012、2013年阿克蘇棉區種植面積較大的棉花品種(系)黃萎病抗性情況采用絕對病情指數劃分標準進行了鑒定。作為阿克蘇棉區種植面積較大的品種‘中棉49號’,棉花黃萎病抗性表現為耐病,穩產性好,但其生育期略長,第一果枝節位較低影響機采。‘新陸中37號’、‘新陸中28號’作為在塔里木盆地南、北片棉區推廣的品種,表現出豐產性好、抗蟲性好、株型緊湊較適于機采的特點,但由于其黃萎病抗性較差建議在輕病田種植。‘2905’品系田間耐黃萎病性較強,結鈴性較好,機采效率高。‘德農0908號’早熟、豐產,但是耐黃萎病性較差,可在輕病田局部種植。鑒定結果表明,阿克蘇棉區主栽的棉花品種(系)‘中棉49號’、‘中棉414號’和‘2905’棉花黃萎病抗性表現為耐病,耐病品種(系)僅占21.4%,其余主栽棉花品種表現感病,生產上缺乏抗病品種。

表4 阿克蘇棉區主栽棉花品種黃萎病抗性鑒定結果1)

1) 黃萎病抗性劃分標準：免疫，病情指數0.0;高抗，病情指數0.1～20.0;抗病，病情指數20.1～30.0;耐病，病情指數30.1～50.0;感病，病情指數50.0以上。

Resistance standard ofVerticilliumwilt according to disease index： Immune: 0.0; High resistance: 0.1-20.0; Resistance: 20.1-30.0;Tolerance: 30.1-50.0; Sensitive: >50.0.

2.5 棉花黃萎病發生規律調查

在阿克蘇棉區定點、持續調查棉花黃萎病全年發生情況。從調查結果(圖3)來看, 6月10日棉花黃萎病平均病情指數,2008年、2009年、2010年和2012年分別為0、0、0.8和1.3,2013年呈現發病趨早、重的趨勢,6月10日平均病情指數已達3.1。6月下旬病情指數為15.6,與2010年和2012年的病情指數16.9和19.0趨近,顯著高于2008年和2009年的病情指數3.6和2.0;6月下旬至7月下旬為棉花黃萎病的快速發展期,與2008年、2009年和2010年3年相比,2013年棉花黃萎病發生速度快,發生程度重,但是較2012年相比發生速度慢,發病程度輕;8月份為棉花黃萎病的發生末期,發病呈現逐步增高的趨勢,至8月下旬發病程度與2012年基本持平,高于2008年、2009年和2010年同期。

整體來看,2013年棉花黃萎病發生早且嚴重,6月下旬至7月下旬快速發展,至8月上旬由于高溫作用,發病趨緩。雖然全年發病程度低于2012年,但相比往年已呈上升趨勢。

3 結論與討論

棉花作為新疆的支柱產業,在我國的棉花產業中占有重要的戰略地位。因此,確保新疆的棉花生產安全具有重大的現實意義。棉花黃萎病作為目前棉花最重要的病害,近年來,在新疆發生和危害呈現加重趨勢。全疆主要植棉地區病情抽樣調查和代表棉區病情普查結果表明,新疆目前超過一半的棉田發生棉花黃萎病,且病情指數5.0以上的棉田占比高達28.1%,已造成了較大損失,需要引起足夠的重視。

研究表明,新疆棉花黃萎病菌系的致病性較強[10],但直至1996年新疆尚未發現強致病力的落葉型菌系[11-12],2004年研究表明,新疆已存在少量落葉型菌系[13],至2008年相關研究表明，新疆南、北部棉區落葉型菌系占比分別達到了33.3%和39.0%[14-15]。本研究發現,新疆所采集分離的棉花黃萎病菌系中37.3%為落葉型菌系,其中,分離到棉花黃萎病菌系的區域中60%檢測到落葉型菌系,在新疆棉區呈現普遍發生的現狀。

圖3 2008-2013年自然病圃棉花黃萎病發生情況(2011年除外)Fig.3 The occurrence of cotton Verticillium wilt in the natural disease nursery in 2008-2013(except 2011)

現階段防治棉花黃萎病主要依靠種植抗病品種[16],但由于抗病品種缺乏，培育速度滯后，品種抗性退化等致使棉花黃萎病猖獗危害。目前,新疆棉花品種以耐黃萎病品種為主,缺乏抗性品種,亟需培育新的抗病品種[4]。本研究對阿克蘇棉區主栽的棉花品種的黃萎病抗性調查結果表明,‘中棉49號’、‘中棉414號’和‘2905’棉花黃萎病抗性表現為耐病,缺乏抗病品種。在此情況下,加強棉田病情普查尤為重要,確切劃分無病區和輕、重病區,生產中要對輕病田和零星發病田以及稻茬棉田等枯黃萎病危害輕的棉田有計劃、合理地進行品種布局,嚴控調種程序,做好農機設備清潔,保護無病田,降低棉花黃萎病的發生。

作為傳統植棉大區的阿克蘇棉區棉花黃萎病發病復雜,同一品種在不同區域抗病性表現有差異,部分區域發病明顯提前,發生程度明顯加重。且近年來年度氣候條件的極端變化造成了棉花黃萎病發病程度年際之間起伏較大。2010年以來,阿克蘇地區降雨明顯增多,2010年阿克蘇地區大部分縣、市年降水量75.1～170.4 mm,較往年偏多20%～90%,主要降水時段在6-7月和9-10月;2013年自5月中旬以來,阿克蘇地區降水頻繁,累計降水量比常年同期偏多1倍以上,6-7月份多次發生降雨甚至暴雨。結合棉花黃萎病的調查結果來看,雨量的逐漸增多可能是棉花黃萎病發生趨于嚴重的助因。

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(責任編輯：王 音)

Occurrence overviews of cottonVerticilliumwilt in Xinjiang

Liu Haiyang1, Wang Wei1, Zhang Renfu1, Wu Gang2, Yao Ju1

(1. Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Northwestern Oasis of Ministry of Agriculture, P.R.China, Institute of Plant Protection,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091,China; 2. Alaer Institute of Agricultural Sciences, Xinjiang 843300, China)

The occurrence degree ofVerticilliumwilt and the distribution of defoliating strains ofVerticilliumdahliaewere investigated in main cotton planted regions of Xinjiang. In addition, the disease resistance type of main cotton varieties and the occurrence rule ofVerticilliumwilt were studied. The results showed that disease fields ofVerticilliumwilt accounted for 58.2% in Xinjiang, and the fields with the disease index above 5.0 accounted for 28.1%. Defoliating strains ofV.dahliaeaccounted for 37.3% in Xinjiang. TheVerticilliumwilt resistance of main cotton varieties ‘Zhongmian 49’, ‘Zhongmian 414’,‘2905’ is tolerant in Aksu, while there is a lack of anti-Verticilliumwilt varieties in practice. In Aksu, cottonVerticilliumwilt is happening earlier and much more seriously than last few years, it develops rapidly from late June to late July, and turns slowly at later stage due to the hyperthermia.

Verticilliumwilt; defoliating strains; major cultivars; occurrence rules

2014-04-04

2014-07-08

“十二五”農村領域國家科技計劃課題(2012BAD19B05-004);國家棉花產業技術體系(CARS-18);國家科技支撐計劃課題(2009BADA4B02)

S 435.621

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.027

* 通信作者 E-mail:yaoju500@sohu.com