湖南白菜和紅菜薹根腫病菌生理小種鑒定

楊 華, 任佐華, 宋 瓊, 黃 露, 劉二明

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院, 植物病蟲害生物學(xué)與防控湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 長(zhǎng)沙 410128)

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湖南白菜和紅菜薹根腫病菌生理小種鑒定

楊 華, 任佐華, 宋 瓊, 黃 露, 劉二明*

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院, 植物病蟲害生物學(xué)與防控湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 長(zhǎng)沙 410128)

為了弄清湖南省白菜和紅菜薹根腫病菌生理小種組成和分布,2013年采集長(zhǎng)沙、湘潭、益陽(yáng)、懷化4個(gè)地區(qū)的十字花科作物白菜、紅菜薹根腫病株27個(gè),用Williams根腫病鑒別品種對(duì)其進(jìn)行生理小種鑒定。初步鑒定出5個(gè)生理小種,即1號(hào)、5號(hào)、8號(hào)、9號(hào)和11號(hào),它們?cè)诤喜^(qū)中出現(xiàn)的頻率分別為22.3%、18.5%、14.8%、33.3%和11.1%。按寄主生理小種組成,湖南白菜根腫病菌生理小種有1號(hào)、5號(hào)、9號(hào)、11號(hào),紅菜薹根腫病菌為8號(hào)、9號(hào)和11號(hào);按地區(qū)生理小種分布,長(zhǎng)沙白菜根腫病菌生理小種為5號(hào)和9號(hào),湘潭白菜和紅菜薹根腫病菌生理小種分別1號(hào)、8號(hào)和11號(hào),懷化白菜根腫病菌為生理小種9號(hào);益陽(yáng)白菜和紅菜薹根腫病菌分別為生理小種1號(hào)、11號(hào)、8號(hào)和9號(hào)。目前,在湖南4個(gè)市白菜和紅菜薹根腫病菌生理小種是9號(hào)。

十字花科; 根腫病; 生理小種; 鑒定

十字花科蔬菜根腫病在湖南紅菜薹、白菜種植地區(qū)發(fā)病嚴(yán)重,1984年出現(xiàn)紅菜薹和白菜根腫病的首次報(bào)道中,長(zhǎng)沙地區(qū)根腫病發(fā)病面積高達(dá)66.7 hm2[1]。目前生產(chǎn)上主要采用物理防治、化學(xué)防治、生物防治、農(nóng)業(yè)防治和利用抗病品種[2-3],其中,合理利用完全抗病和小種專化性抗病品種被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)、安全、有效的方法[4-5]。根腫菌存在明顯的生理分化,生理小種鑒定又是根腫病抗病育種的基礎(chǔ)[6],明確湖南地區(qū)根腫菌生理小種的類型和分布,有利于湖南地區(qū)根腫病害的控制。 本研究采用國(guó)內(nèi)通用的鑒別方法-Williams法,在前期工作的基礎(chǔ)上,對(duì)采自湖南長(zhǎng)沙、湘潭、懷化、益陽(yáng)4個(gè)地區(qū)紅菜薹和白菜上的27個(gè)病樣進(jìn)行生理小種(致病型)鑒定,明確不同生理小種的分布情況和優(yōu)勢(shì)小種,為今后湖南省防治紅菜薹和白菜根腫病以及抗病育種研究提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料及地點(diǎn)

2013年從湖南省采集典型根腫病樣品27份,分別來自長(zhǎng)沙縣路口鎮(zhèn)、湘潭縣馮家村、懷化市溆浦縣羅豐村和益陽(yáng)市桃江縣羅家譚村十字花科作物白菜、紅菜薹種植病區(qū)(表1),將新鮮膨大根瘤洗凈后密封,對(duì)單個(gè)腫瘤編號(hào),在-20 ℃冰箱中保存。

鑒別寄主為2個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種‘Jersey Queen’和‘Badger Shipper’,2個(gè)蕪菁甘藍(lán)品種‘Laurentian’和‘Wilhelmsburger’,均由沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)十字花科作物根腫病生理小種鑒定品種育種室提供。

表1 供試的27份病株來源

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 菌土的制備

參考肖崇剛、M?ller、Castlebyry等人的方法[7-9],制備孢子懸浮液：取15 g單個(gè)根瘤解凍后切碎,放入勻漿機(jī)中加無菌水?dāng)噭?制成100 mL菌液,用Neubauer血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù),調(diào)節(jié)菌液中休眠孢子的濃度至4×107個(gè) /mL,準(zhǔn)備300 g已滅菌的育苗基質(zhì)土,將制備好的菌液加入其中攪拌均勻,加適量無菌水使菌土達(dá)到手握成團(tuán)、觸之能散[10],密封后置于24 ℃恒溫箱中避光發(fā)酵2 d以上。

1.2.2 種子的處理

消毒：將鑒別寄主種子放在60 ℃的熱水中浸泡10 min,然后將水溫降至30 ℃,繼續(xù)浸泡3～4 h。

催芽：育苗盤底墊幾層紗布、濾紙或吸水的紙巾,用清水浸濕,把浸泡過的種子去水,放在育苗盤中,置于28～30 ℃的環(huán)境中1～2 d,直至種子發(fā)芽露白,即可播種。催芽期間,如種子干燥,可加水到育苗盤中,以保持浸潤(rùn)紗布等鋪墊物,保持種子濕潤(rùn)為宜。

1.2.3 接種方法

播種基質(zhì)2 h滅菌后裝入營(yíng)養(yǎng)缽(規(guī)格為9 cm×9 cm)中,澆透基質(zhì),用實(shí)心棒在基質(zhì)中心插一個(gè)圓穴(直徑2 cm,深3 cm),放入已制備好的菌土。每份菌土分裝50缽,其中包括4個(gè)鑒別寄主和1個(gè)感病對(duì)照品種,每個(gè)寄主各10缽,每缽菌土上播4粒種子,每個(gè)寄主保苗30株以上[11-12]。播種后放置于人工培養(yǎng)室,控制晝溫25 ℃,夜溫15 ℃,土壤濕度保持在90%,pH值6.0～7.0[13],每份不同菌土分裝好的50個(gè)營(yíng)養(yǎng)缽必須用不同的托盤分開放置,以免交叉感染[14]。

1.2.4 病情調(diào)查

接種后60 d左右進(jìn)行病情調(diào)查與統(tǒng)計(jì),按照農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“十字花科作物根腫病防控技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目組制定的標(biāo)準(zhǔn),其中：

0級(jí)：根部無腫瘤;

1級(jí)：側(cè)根有小腫瘤;

3級(jí)：主根腫大,其直徑小于2倍莖基部;

5級(jí)：主根腫大,其直徑是莖基部的2～3倍;

7 級(jí)：主根腫大,其直徑是莖基部的3倍以上～4 倍;

9 級(jí)：主根腫大,其直徑是莖基部的4 倍以上或腫大的根部變黑。

發(fā)病率及病情指數(shù)按以下公式進(jìn)行計(jì)算：

發(fā)病率(%)=(病株數(shù)/調(diào)查株數(shù))×100;

病情指數(shù)=∑(各級(jí)發(fā)病株數(shù)×級(jí)數(shù))×100 /(調(diào)查總株數(shù)×最高病情級(jí)數(shù));

病情指數(shù)<10為抗病,病情指數(shù)≥ 10為感病[15]。

1.2.5 生理小種劃分標(biāo)準(zhǔn)

參照Williams根腫菌生理小種鑒別系統(tǒng)[16-17],按照根腫菌在4個(gè)鑒別寄主上的致病反應(yīng)型確定生理小種號(hào)。

表2 Williams根腫病菌生理小種鑒別系統(tǒng)1)

1) +代表感病反應(yīng);-代表抗病反應(yīng)。下表同。

+Represents susceptible reaction; -Represents resistant reaction. The same as in the following table.

2 結(jié)果與分析

湖南長(zhǎng)沙、湘潭、益陽(yáng)、懷化地區(qū)的27份十字花科作物白菜、紅菜薹根腫病株,經(jīng)Williams鑒別系統(tǒng)初步鑒定出5個(gè)生理小種：1號(hào)、5號(hào)、8號(hào)、9號(hào)和11號(hào),它們?cè)诤系貐^(qū)采集的病樣中出現(xiàn)的頻率分別為22.3%、18.5%、14.8%、33.3%和11.1%(如表3)。

表3 十字花科作物根腫菌生理小種鑒定

續(xù)表3 Table 3(Continued)

鑒定樣品Testeddiseasedsample鑒別寄主Differentialhost調(diào)查數(shù)/株Thenumberofsurveyedplants發(fā)病數(shù)/株Thenumberofthediseasedplants發(fā)病率/%Diseaseincidence病情指數(shù)Diseaseindex抗感反應(yīng)Reactionofresistance生理小種號(hào)Raceno.1-LHS-1-8JerseyQueen27933.334.53-BadgerShipper25832.003.56-5號(hào)Laurentian351131.433.49-Wilhelmsburger24312.501.39-1-LHS-1-9JerseyQueen291862.077.66-BadgerShipper271659.269.05-5號(hào)Laurentian241770.839.72-Wilhelmsburger321753.139.38-1-LHS-1-10JerseyQueen331030.304.04-BadgerShipper2300.000.00-5號(hào)Laurentian292689.669.96-Wilhelmsburger392564.108.83-55-FJC-1-5JerseyQueen221463.6412.12+BadgerShipper381950.007.89-1號(hào)Laurentian373183.7820.12+Wilhelmsburger382976.3213.74+55-FJC-1-6JerseyQueen392358.9711.68+BadgerShipper291241.385.36-1號(hào)Laurentian392153.8511.11+Wilhelmsburger362775.0018.83+55-FJC-1-7JerseyQueen422559.5210.85+BadgerShipper371643.245.41-1號(hào)Laurentian452657.7811.85+Wilhelmsburger443477.2718.69+55-FJC-1-8JerseyQueen413278.0511.92+BadgerShipper21733.334.76-1號(hào)Laurentian372978.3811.11+Wilhelmsburger252184.0012.00+55-FJC-2-5JerseyQueen311135.484.66-BadgerShipper432762.7911.11+11號(hào)Laurentian372772.9715.32+Wilhelmsburger493163.2717.01+55-FJC-2-6JerseyQueen251248.009.78-BadgerShipper261557.6913.25+11號(hào)Laurentian281864.2911.90+Wilhelmsburger523975.0019.44+55-FJC-2-7JerseyQueen291344.838.81-BadgerShipper422866.678.99-8號(hào)Laurentian302790.0021.85+Wilhelmsburger181266.677.41-55-FJC-2-8JerseyQueen24520.832.31-BadgerShipper22313.641.52-8號(hào)Laurentian332266.6710.77+Wilhelmsburger331957.588.42-78-LF-1-1JerseyQueen312167.749.68-BadgerShipper321340.634.51-9號(hào)Laurentian341955.8814.05+Wilhelmsburger352468.5713.97+78-LF-1-2JerseyQueen442454.556.57-BadgerShipper341852.949.15-9號(hào)Laurentian302376.6715.19+Wilhelmsburger493673.4713.61+

續(xù)表3 Table 3(Continued)

鑒定樣品Testeddiseasedsample鑒別寄主Differentialhost調(diào)查數(shù)/株Thenumberofsurveyedplants發(fā)病數(shù)/株Thenumberofthediseasedplants發(fā)病率/%Diseaseincidence病情指數(shù)Diseaseindex抗感反應(yīng)Reactionofresistance生理小種號(hào)Raceno.78-LF-1-3JerseyQueen332575.769.76-BadgerShipper471940.434.49-9號(hào)Laurentian282796.4329.76+Wilhelmsburger242083.3317.59+78-LF-1-4JerseyQueen372156.769.91-BadgerShipper27518.522.88-9號(hào)Laurentian322371.8811.46+Wilhelmsburger312270.9714.34+78-LF-1-5JerseyQueen371643.248.41-BadgerShipper301860.009.63-9號(hào)Laurentian603456.6711.85+Wilhelmsburger352674.2911.43+78-LF-1-6JerseyQueen252080.009.78-BadgerShipper362261.119.26-9號(hào)Laurentian473165.9610.17+Wilhelmsburger433274.4210.85+16-LJT-1-1JerseyQueen322268.757.64-BadgerShipper462963.0415.22+11號(hào)Laurentian371745.9517.12+Wilhelmsburger392051.2810.83+16-LJT-1-2JerseyQueen262492.3112.82+BadgerShipper371129.733.30-1號(hào)Laurentian342779.4116.67+Wilhelmsburger432762.7913.18+16-LJT-1-3JerseyQueen332369.7011.11+1號(hào)BadgerShipper15960.006.67-16-LJT-2-1JerseyQueen271555.569.47-BadgerShipper422354.766.08-8號(hào)Laurentian402050.0010.56+Wilhelmsburger211466.679.52-16-LJT-2-2JerseyQueen451533.333.70-BadgerShipper442147.737.32-8號(hào)Laurentian534890.5744.03+Wilhelmsburger311445.165.02-16-LJT-2-3JerseyQueen271762.967.82-BadgerShipper391948.728.26-9號(hào)Laurentian622946.7710.93+Wilhelmsburger462758.7011.35+

從寄主上病菌生理小種組成看,白菜根腫病菌生理小種有1號(hào)、5號(hào)、9號(hào)、11號(hào),分別占31.5%、26.3%、36.8%和5.2%;紅菜薹根腫病菌生理小種有8號(hào)、9號(hào)和11號(hào),分別占50%、25%和25%。

從地區(qū)生理小種分布來看,長(zhǎng)沙白菜根腫病菌為生理小種5號(hào)和9號(hào),湘潭白菜和紅菜薹根腫病菌分別為生理小種1號(hào)、8號(hào)和11號(hào),懷化白菜根腫病菌為生理小種9號(hào);益陽(yáng)白菜和紅菜薹根腫病菌分別為生理小種1號(hào)、11號(hào)、8號(hào)和9號(hào)。

3 結(jié)論與討論

本研究采用Williams系統(tǒng)鑒定了27份采自湖南十字花科作物白菜、紅菜薹根腫病株的生理小種,共鑒定出1號(hào)、5號(hào)、8號(hào)、9號(hào)和11號(hào)5種類型。其中白菜根腫病菌優(yōu)勢(shì)小種為9號(hào),紅菜薹根腫病菌優(yōu)勢(shì)小種為8號(hào)。湖南長(zhǎng)沙、湘潭、懷化、益陽(yáng)4個(gè)市十字花科主要作物根腫病菌為9號(hào)生理小種。來自同一地區(qū)不同寄主的病株,鑒定出的生理小種不同,如湘潭馮家村的白菜和紅菜薹根腫病菌分別為1號(hào)、8號(hào)和11號(hào)生理小種;來自同一地區(qū)相同寄主的病株,生理小種也有所不同,如長(zhǎng)沙的白菜病株,經(jīng)鑒定得到5號(hào)和9號(hào)兩個(gè)生理小種;本研究結(jié)果與彭沙莎[18]等的研究結(jié)果有差異,新出現(xiàn)了5號(hào)和11號(hào)生理小種。由此看出,不同地區(qū)的根腫菌生理小種組成和分布不盡相同,不同的寄主既可能存在相同的小種也可能存在不同的小種[19]。

沈向群等[10]對(duì)采自遼寧、山東、云南、吉林、四川等15個(gè)大白菜根腫病主要發(fā)病區(qū)域的病原菌進(jìn)行了鑒定,其中11個(gè)地區(qū)的根腫病菌主要種群為4號(hào)生理小種,其他4個(gè)地區(qū)出現(xiàn)2號(hào)、7號(hào)、10號(hào)、11號(hào)生理小種各一個(gè)。丁云花等[20]對(duì)采自國(guó)內(nèi)8省市的18份根腫菌病樣進(jìn)行了鑒定,其中16份根腫菌均為4號(hào)生理小種,其他2份分別為2號(hào)和7號(hào)生理小種,說明目前國(guó)內(nèi)十字花科作物根腫病菌優(yōu)勢(shì)小種為4號(hào)。本研究中湖南地區(qū)白菜根腫病菌生理小種有1號(hào)、5號(hào)、9號(hào)和11號(hào),可此可知,不同地區(qū)白菜根腫病菌生理小種的組成和分布也都不同。

本研究通過室內(nèi)鑒定根腫菌生理小種,采用菌土法接種,保證了發(fā)病條件的穩(wěn)定性和一致性,初步弄清了湖南省白菜和紅菜薹根腫病菌生理小種的組成和分布,為湖南白菜和紅菜薹抗根腫病品種合理利用及抗病育種提供了參考。但目前Williams鑒別系統(tǒng)存在一定的局限性,而且本研究病菌取自病根腫瘤,未進(jìn)行單孢分離,鑒定結(jié)果為根腫菌主要侵染種群[21],可能不能滿足鑒定的需要。今后還需要使用更完善的鑒別系統(tǒng)[22-23]和更廣泛地調(diào)查取樣,深入開展生理小種的鑒定研究工作。

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(責(zé)任編輯：王 音)

Identification of physiological race ofPlasmodiophorabrassicaethat infect Chinese cabbage and red brassica sprouts in Hunan

Yang Hua, Ren Zuohua, Song Qiong, Huang Lu, Liu Erming

(College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Hunan Provincial Key Laboratory for Biology and Control of Plant Diseases and Insect Pests, Changsha 410128, China)

In order to clarify the composition and distribution of physiological races ofPlasmodiophorabrassicaein Hunan crucifer crops,Chinese cabbage and red brassica sprouts, the races ofP.brassicaefrom 27 clubroot plants of Chinese cabbage and red brassica sprouts in four different disease areas, Changsha, Xiangtan, Yiyang and Huaihua in Hunan were identified by the Williams system in 2013. The results showed that five races, 1, 5, 8, 9 and 11 were identified, which accounted for 22.3%, 18.5%, 14.8%, 33.3% and 11.1% in total races, respectively. Based on the crucifer crops, there were race 1, 5, 9 and 11 in Chinese cabbage, while races in red brassica sprouts held 8, 9 and 11; from the race area distribution, race 5 and 9 in Chinese cabbage distributed in Changsha, race 1, 8 and 11 in Chinese cabbage and red brassica sprouts in Xiangtan, race 9 in Chinese cabbage in Huaihua, race 1, 11, 8 and 9 in Chinese cabbage and red brassica sprouts in Yiyang. Race 9 was the main physiological race among 27 clubroot samples in Hunan.

Cruciferae; clubroot; physiological race; identification

2014-04-10

2014-08-20

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201003029)；南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目(MCSMP20120802)

S 436.349

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.028

* 通信作者 E-mail: ermingliu@163.com