山東省馬鈴薯病害調查

王炳森，王麗，陳惠蘭

（華中農業大學園藝林學學院/華中農業大學園藝植物生物學教育部重點實驗室/華中農業大學馬鈴薯生物學與生物技術農業部重點實驗室/國家蔬菜改良中心華中分中心，湖北武漢430070）

病蟲防治

山東省馬鈴薯病害調查

王炳森，王麗，陳惠蘭*

（華中農業大學園藝林學學院/華中農業大學園藝植物生物學教育部重點實驗室/華中農業大學馬鈴薯生物學與生物技術農業部重點實驗室/國家蔬菜改良中心華中分中心，湖北武漢430070）

山東省是中國馬鈴薯種植大省，但是由于多年連作，導致馬鈴薯病害愈加嚴重。為探究山東省馬鈴薯常見病害發生情況，于2015年秋季采集了滕州、泰安和高密3個市區的44個樣本，提取病株的DNA和RNA，分別對這些樣本進行13種馬鈴薯常見細菌性病害、真菌性病害和病毒病的檢測。結果表明，山東省發現的馬鈴薯病害主要有瘡痂病、黑脛病、干腐病、黑痣病、病毒病PVX和PVY。這將為山東省馬鈴薯病害的防治提供一定的依據，同時也為馬鈴薯育種提供一定的參考價值。

馬鈴薯；山東省；細菌性病害；真菌性病害；病毒病；檢測

馬鈴薯，原產于南美安第斯山脈，是茄科茄屬一年生草本植物，在明朝萬歷年間引種到中國，距今已約有400年的歷史。由于其用途多、適應性廣、生長周期短，馬鈴薯這種糧菜兼用的植物已經成為中國種植業主要的經濟作物之一。以原糧計算的話，在國內糧食總產量中，馬鈴薯占比高達13.3%，已經成為了僅次于水稻、玉米和小麥的第四大糧食作物[1]。

山東省是中國蔬菜產銷大省，在山東省蔬菜行業中，馬鈴薯種植業已經成為增加農業效益、農民增收的支柱型產業。2013年山東省馬鈴薯種植面積達到17.7萬hm2，其中設施栽培面積4.8萬hm2，總產量高達708.36萬t，平均產量2 670 kg/667m2，其中設施栽培總產量217.57萬t，平均產量3 000 kg/ 667m2。全省146個縣區中有126個縣區種植馬鈴薯[2]。但是，隨著中國不斷擴大馬鈴薯的種植面積，以及連作重茬等不規范的種植方式，引起了多種馬鈴薯病害，對馬鈴薯產業造成嚴重的影響。馬鈴薯一旦出現病害，首先會大大降低馬鈴薯的產量，其次，馬鈴薯病害常常會引起爛薯、黑斑薯、畸形薯等，影響馬鈴薯的商品性。不僅如此，病害還會降低馬鈴薯食用的營養價值，制約馬鈴薯產業的發展。因此，對馬鈴薯常見病害的預防和治理不容忽視。

在中國，侵害馬鈴薯常見的真菌性病害主要有晚疫病（卵菌綱）、早疫病、黑痣病、干腐病、枯萎病等；常見的細菌性病害有青枯病、瘡痂病、黑脛病等；常見病毒主要包括馬鈴薯X病毒（PVX）、馬鈴薯A病毒（PVA）、馬鈴薯Y病毒（PVY）、馬鈴薯S病毒（PVS）、馬鈴薯卷葉病毒（PLRV）、馬鈴薯M病毒（PVM）和馬鈴薯紡錘塊莖類病毒（PSTVd）。那么，在山東省內不同地區危害馬鈴薯的主要病害種類是什么？流行情況如何呢？為了進一步了解這些問題，本研究采集了山東省馬鈴薯主產區泰安市、滕州市和高密市的馬鈴薯病害樣本，通過分子生物學方法，檢測病樣中各類病原菌的攜帶情況，從而鑒別出危害該地區馬鈴薯產業的主要病害，為馬鈴薯病害的防治提供一定的依據，也為馬鈴薯育種提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 馬鈴薯病樣的采集

2015年10月，在山東省高密市李家營、城律村、葛家屯，滕州市界河鎮劉崗村、趙辛街村、龍陽鎮，泰安市肥城桃源鎮三良村、王莊鎮郭新村等馬鈴薯產區進行田間調查，通過觀察病癥的方式采集典型的馬鈴薯病樣，采集后帶回實驗室處理鑒定。

1.2 馬鈴薯病樣DNA和cDNA的提取與制備

首先將采集的病樣用液氮預冷磨樣，然后用美基生物公司（http://www.magentec.com.cn/）的植物DNA/RNA提取試劑盒進行提取。用得到的RNA反轉錄合成cDNA。

1.3 馬鈴薯真菌性病害的鑒定

1.3.1 真菌性病原菌的特異性PCR引物序列

真菌性病原菌特異性引物序列見表1。

1.3.2 Ezup柱式真菌基因組DNA提取

用上海生工的Ezup柱式真菌基因組DNA抽提試劑盒（http://www.sangon.com/productDetail?productInf o.code=B518259）提取實驗室已有的干腐病菌、黑痣病菌和晚疫病菌的DNA，作為檢測試驗的陽性對照。

表1 真菌性病原菌特異性引物序列Table 1 Fungal pathogens specific primer sequences

1.3.3 配置PCR反應體系

PCR反應體系（25 μL）：模板1 μL，緩沖液（Mg2+）2.5 μL，dNTPs（10 mmol/L）1 μL，Taq DNA聚合酶（5 U/μL）0.15 μL，對應引物每種各1 μL，滅菌的雙蒸水補滿25 μL。

擴增程序：預變性95℃，5 min；30個循環從變性94℃，30 s、退火50～57℃（根據引物而定）40 s、到延伸72℃，1 min；最后是72℃延伸10 min。擴增后的PCR產物于1.5%的瓊脂糖凝膠中電泳，通過凝膠成像儀觀察結果。

1.4 馬鈴薯細菌性病害的鑒定

1.4.1 細菌性病原菌的特異性PCR引物序列

細菌性病原菌特異性引物序列見表2。

1.4.2 細菌基因組DNA提取

從實驗室中收集常見馬鈴薯細菌性病害的菌株，提取其DNA，作為陽性對照。

1.4.3 PCR反應體系

PCR反應體系（25 μL）：模板1 μL，緩沖液（Mg2+）2.5 μL，dNTPs（2.5 mmol/L）0.5 μL，Taq DNA多聚酶（2 U/μL）1 μL。對應引物每種各1 μL、ddH2O補滿25 μL。

擴增程序：預變性95℃，3 min，變性94℃，30 s，退火為52～61℃（根據引物而定）30 s，延伸72℃，30 s，30個循環；72℃延伸10 min。用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳分離擴增后的PCR產物，并通過凝膠成像儀觀察結果。

表2 細菌性病原菌特異性引物序列Table 2 Bacterial pathogens specific primer sequences

1.5 馬鈴薯常見病毒及類病毒病害的鑒定

1.5.1 病毒RT-PCR檢測特異性引物序列

用于RT-PCR反應的馬鈴薯病毒引物對見表3。

1.5.2 攜帶病毒馬鈴薯陽性苗的總RNA提取

本研究用到分別攜帶PVX/PLRV/PVY/PVS/ PVM/PVA 6種病毒和PSTVd類病毒的馬鈴薯陽性苗，由馬鈴薯實驗室提供和保存。

應用Aidlab公司的PLANT pure通用植物總RNA快速提取試劑盒進行植物總RNA提取。

1.5.3 cDNA的合成

反轉錄體系。

（1）RNA模板變性：Oligo dTs 1 μL，RNA+ H2O 12 μL于65℃條件下放置5 min，再在冰上放置2 min。

（2）配置第一鏈cDNA反應：取上一步反應液13 μL，緩沖液4 μL，dNTP 1 μL，反轉錄酶1 μL，RNA 1 μL于50℃條件下放45 min，85℃條件下放5 min，反應完全后加約80 μL水稀釋。

（3）actin引物檢測cDNA：cDNA 1 μL，引物actin-FLR 0.3 μL×2，Taq mix 5 μL，ddH2O 3.4 μL，于55℃，72℃，30 s。若沒有基因組DNA污染則在200～500 bp有1條帶，否則有2條帶。

表3 用于RT-PCR反應的馬鈴薯病毒引物對Table 3 Virus specific primer sequences used for RT-PCR reaction

1.5.4 PCR擴增

PCR反應體系（25 μL）：cDNA 2 μL，緩沖液（Mg2+）2 μL，dNTPs（10 mmol/L）0.4 μL，Taq酶1 μL，引物對分別5 μL、ddH2O補滿25 μL。

擴增程序：94℃變性45 s，50～59℃復性（根據引物不同而異）45 s，72℃延伸1 min，30個循環，加上最后72℃延伸10 min。擴增反應結束后，將擴增產物在1.5%的瓊脂糖上進行電泳，并通過凝膠成像儀觀察結果。

2 結果與分析

試驗馬鈴薯病害檢測系統檢測了3種細菌病（青枯病、瘡痂病和黑脛病）、3種真菌病（干腐病、黑痣病和卵菌綱的晚疫病）、6種病毒（PVX/PLRV/ PVY/PVS/PVM/PVA）和1種類病毒PSTVd，共13種病害。

2.1 山東省泰安市馬鈴薯病害統計

從泰安市的三良村和郭新村2個地區分別進行采樣，并檢測其產生病害的病原菌的種類見圖1。綜合起來從表4可得山東泰安市發現的馬鈴薯病害主要有瘡痂病、黑脛病、干腐病、黑痣病、PVX和 PVY，檢出率為72%～100%。

2.2 山東省滕州市馬鈴薯病害統計

從滕州市的劉崗村、趙辛街村和龍陽鎮3個地區分別進行采樣，并檢測其產生病害的病原菌的種類見圖2。劉崗村的發現病害主要有瘡痂病、干腐病、黑痣病、PVY和PVM；趙辛街村發現病害主要有瘡痂病、黑脛病、干腐病、黑痣病、PVY和PVX，個別地塊也有青枯病的存在。從表5綜合可以看出滕州市發現的馬鈴薯病害主要有瘡痂病、干腐病和PVY，檢出率達85%以上，其次為黑脛病、黑痣病、PVX和PVM，檢出率在38%～77%。

2.3 山東省高密市馬鈴薯病害統計

從高密市的李家營、城律村和葛家屯3個地區分別收集病樣，并檢測其產生病害的病原菌的種類見圖3。對于高密地區，每個地塊中存在的具體病害又略有不同。其中，在李家營地區發現的馬鈴薯病害主要有瘡痂病、黑脛病、黑痣病、PVX和PVY，但是也存在青枯病和干腐病；而城律村主要發現的馬鈴薯病害是瘡痂病、黑脛病、干腐病、黑痣病、PVX和PVY；葛家屯存在的主要馬鈴薯病害是青枯病、瘡痂病、黑脛病、PVX和PVY。由表6綜合來看可知山東省高密市發現的馬鈴薯病害主要有瘡痂病、黑脛病、干腐病、黑痣病、PVX和PVY，其中最嚴重的是瘡痂病、黑脛病和PVY，其在所有樣本中都可檢測出來。

圖1 山東省泰安市病害抽樣調查Figure 1 Sampling survey of disease detection in Taian City in Shandong Province

表4 泰安市病害檢出合計統計Table 4 Total statistics of disease detection in Taian City

圖2 山東省滕州市病害抽樣調查Figure 2 Sampling survey of disease detection in Tengzhou City in Shandong Province

2.4 山東省馬鈴薯病害檢出統計總結

綜合以上3個馬鈴薯主產市區的取樣調查結果，危害山東省馬鈴薯產業的病害主要有瘡痂病、黑脛病、干腐病、黑痣病、PVX和PVY。其中，發病最為嚴重的是瘡痂病和PVY，幾乎所有的病薯樣本都可檢測出。其次是PVX、黑脛病、干腐病和黑痣病，均達到80%以上的檢出率（圖4）。

表5 滕州市病害檢出合計統計Table 5 Total statistics of disease detection in Tengzhou City

圖3 山東省高密市病害抽樣調查Figure 3 Sampling survey of disease detection in Gaomi City in Shandong Province

表6 高密市病害檢出合計統計Table 6 Total statistics of disease detection in Gaomi City

圖4 山東省病害檢出率統計Figure 4 Total statistics of disease detection percentage in Shandong Province

3 討論

3.1 山東省馬鈴薯病害防治要點

3.1.1 真菌性病害防治要點

晚疫病：晚疫病屬于卵菌綱，將其歸于真菌病害這一大類討論。本次樣品的檢測中，晚疫病的檢出率僅為7%，發病情況輕微，只存在于部分地塊，未出現大面積發病的情況。這得益于山東省馬鈴薯種植管理得當，水肥農藥施用及時，晚疫病不易發生。晚疫病的發生和濕度有較大關系，在濕度較大、天氣潮濕、田間有積水時，病斑很快擴大。所以要防治晚疫病，不僅需要及時用藥，最重要的是要做好栽培管理，保持田塊排水良好，土質疏松。在藥劑的選用方面，在發病的初期可噴灑三乙磷酸鋁、甲霜靈·錳鋅或殺毒磯可濕性粉劑或波爾多液等藥劑，連續施用多次，可有效抑制晚疫病的發生[3,4]。

黑痣病：由圖4中的檢出率可以看出，山東省馬鈴薯黑痣病發病情況嚴重，檢測的樣本中有80%都感染了黑痣病。黑痣病可使馬鈴薯減產50%以上[5,6]，嚴重時甚至可達全田毀滅的程度[7]。馬鈴薯黑痣病沒有固定的發病時期，其病原菌立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）可侵染馬鈴薯的幼芽、塊莖及植株的莖基等部位[8]。

田間防治馬鈴薯黑痣病的方法主要有：（1）輪作倒茬。由于立枯絲核菌可在土壤中存活數年[9]，所以輪作種植期須達3年以上。（2）根據立枯絲核菌對馬鈴薯幼苗危害的低溫性，在播種時可以適時晚播、淺播及覆膜來提高土溫，避開出苗期的低溫。（3）選用無病種薯播種。（4）種植區域不易積水。（5）通過施肥和藥劑，降低黑痣病對馬鈴薯植株的危害性[10]。也可以通過藥劑處理種薯和土壤，從源頭上消滅病原菌。如用2.5%的適樂時，20%的甲基立枯磷[11]，3.5%的金甲霜靈[12]等拌種或浸種后播種，24%噻呋酰胺[13]進行土壤消毒，均可有效減輕病害的發生。

干腐病：馬鈴薯干腐病在山東省馬鈴薯樣品中的檢出率為82%，發病情況嚴重，是一種發病率高的常見土傳真菌病害，在馬鈴薯生長各個時期均可發生。馬鈴薯干腐病病原鐮刀菌可在馬鈴薯植株殘存組織和土壤中過冬。中國對馬鈴薯的需求量逐漸增大，為了經濟效益而進行的馬鈴薯的連作種植，致使鐮刀菌在適宜的環境中大量繁殖，使干腐病逐年加重[14]。鐮刀菌的菌絲和孢子可在土壤和馬鈴薯塊莖上存活5～6年[15]，而且該病害在發病初期并不明顯，在貯藏期間會逐漸顯現，這使得防治該病十分困難。

化學防治干腐病的方法可以采用藥劑拌種或浸種。用40%噁霉福美雙和30%戊唑福美雙拌種處理后，能夠減少該病害的發生[16]。在田間該病的發病初期，噴施58%甲霜靈錳鋅或奧力-克霉止也可減少馬鈴薯干腐病的發生[17]。另外一般的病害防治措施，如適當的田間管理和選用無病種薯等均可有效減少干腐病的發生。

3.1.2 細菌性病害防治要點

瘡痂病：瘡痂病是本次檢測的13種病害中檢出率最高的馬鈴薯病害，達到了100%，是危害山東省馬鈴薯產業的一大頑疾。作為馬鈴薯生產中常見的土傳和種傳病害，該病廣泛的存在于世界各馬鈴薯種植區，被稱為馬鈴薯生產中的第四大病害。該病嚴重地影響著馬鈴薯的商品性，給馬鈴薯產業造成了很大的經濟損失[18]。

引起馬鈴薯瘡痂病的鏈霉菌是一種放線菌，不僅能寄生在馬鈴薯塊莖上，還能在土壤中腐生，病菌會在當地的病薯和土壤中越冬，保持活性。瘡痂病的病原菌除對馬鈴薯有影響外，還對其他作物產生影響，可對胡蘿卜、甜菜、蘿卜等作物造成不同程度的侵染[19]。因此，在地塊進行輪作的時候，還應該妥善安排作物種類，否則不能達到防治瘡痂病的目的。

在馬鈴薯塊莖形成期，澆水次數對瘡痂病的發病有很大影響[20]。長期缺水可導致瘡痂病的發病率升高。因此要注重田間栽培管理，控制澆水次數，保持土壤濕潤，但不能積水過多而引起其他病害。同時也應保證種薯沒有攜帶病原菌，可用0.1%升汞或代森鋅對病發區的種薯進行消毒[21]。

黑脛病：馬鈴薯黑脛病在山東省樣本檢出率達到82%，是危害山東省馬鈴薯生產的主要病害，此病可在植株生長的任何階段侵染，加大了防治難度，是馬鈴薯生產的主要病害之一。黑脛病病原菌是黑腐果膠桿菌（Pectobacterium atrosepticum），會引起采收后馬鈴薯塊莖的軟腐[22]。要控制黑脛病的發生可從溫濕度著手，高溫高濕的環境十分有利于病害的發生。此外，粘性土壤空氣流通性差也有利于黑脛病的發生[23]。

目前對馬鈴薯黑脛病的治理主要依靠預防以降低其發病率。一是選用幼壯整薯播種；二是切薯播種時采用敵克松拌種，拌種時要加拌草木灰，同時避免在陽光下曬種[24]。

青枯病：青枯病在本次檢測中檢出率較低，僅為16%，沒有在山東省內廣泛傳播，僅危害少數幾個地塊。青枯病的病原菌是茄科雷爾氏細菌（Ralstonia solanacearum），是一種常見、易發和傳播迅速的土傳病害，在世界范圍內廣泛存在。該菌寄主廣泛，可侵染54個科的450種植物。隨著中國南方冬作區和西南混作區馬鈴薯種植面積的進一步擴大，青枯病的發病程度及范圍也有一定的加重[25]。

根據目前對青枯病的研究，目前主要的防治方法仍然以傳統的防治為主，但是受地區，馬鈴薯品種以及種植方式等多方面的限制。其田間管理措施主要包括深翻、土壤暴曬、間作、輪作等。輪作是最有效的防治青枯病發生的種植模式，但是要注意不能和其他青枯病侵染的作物輪作，這也是歐美等國家常用的控制方法。

3.1.3 馬鈴薯病毒及類病毒

本次檢測中，PVX、PVY檢出率分別高達86%和98%，為主要危害山東省馬鈴薯病毒病。由于植物病毒是專性寄生物，馬鈴薯為塊莖繁殖，病毒在馬鈴薯塊莖中不斷繁殖而逐漸積累，導致馬鈴薯種性退化，產量嚴重降低[26]。由于2種以上病毒復合侵染馬鈴薯的現象非常普遍，使大田中馬鈴薯植株的病害癥狀更為復雜，病毒的復合侵染對馬鈴薯生產的產量和質量影響也較復雜。

根據病毒性病害的特點，防治措施首先要選用優質的脫毒種薯，其次就是根據不同地區的發病情況，培育相應的抗性品種。此外必要的高壟深溝、輪作等田間管理措施以及合理的施用化學藥劑和化肥也可以有效的降低病毒性病害的發生程度[27]。

3.2 存在問題

由于本實驗周期較長，實驗樣本從采集到實驗室采用的是郵寄的方法，封閉的環境導致病樣腐爛、變質，無法用于實驗，造成了一些樣本的缺失，對實驗的準確性有一定影響。擬下次采樣采取低溫（冰袋）運輸的方法，以求保證樣本的有效性。

由于實驗中檢測的病害種類較多，檢測的樣品數量相對較少，樣品也只選取了3個市區9個產地的樣本，在代表性上有一定缺失，覆蓋范圍比較小。由于需要進行分子檢測的數量較多，沒有進行大量的實驗重復，如果能夠進行多幾次的重復檢測，結論的準確性能夠得到提升，結論將更為可信。

3.3 研究展望

為保證實驗準確性，實驗中采取的病原鑒定方式都為單一病原的鑒定，沒有采用多重PCR、RT-PCR的鑒定方法。如果可以進行下一步實驗的話，可以在保證準確性的前提下使用更加方便快捷的多重鑒定法，同時檢測幾種病原，提高實驗效率。若條件允許，可以考慮在未來持續調查這些地區病害檢出率，來探究病害是否得到控制，進一步改進防治手段。

在本次實驗中發現，山東省馬鈴薯瘡痂病、黑脛病、干腐病、黑痣病、PVX和PVY這6種病害最為嚴重，下一步可以對嚴重侵害山東省馬鈴薯產業的病害做進一步的鑒定，鑒定具體的小種或者生化型等，可以更有針對性地對病害進行預防和治理，同時可以幫助選育對這6種病害抗性強的馬鈴薯種薯，在山東省內廣泛種植，減少病害對馬鈴薯產業的影響。

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Investigation of Potato Diseases in Shandong Province

WANG Bingsen,WANG Li,CHEN Huilan＊
(College of Horticulture and Forestry Sciences/Key Laboratory of Horticultural Plant Biology(HAU),Ministry of Education/Key Laboratory of Potato Biology and Biotechnology(HAU),Ministry of Agriculture/National Center for Vegetable Improvement (Central China),Huazhong Agricultural University,Wuhan,Hubei 430070,China)

ract:Shandong Province is one of the biggest potato planting provinces in China.However,due to the years of continuous cropping,potato diseases are more and more serious.In order to figure out the incidence of common diseases of potato in Shandong Province,44 potato samples were collected in three cities of Shandong Province, Tengzhou,Taian and Gaomi,in fall of 2015.DNA and RNA were extracted from the samples and used to detect 13 common bacterial,fungal and viral diseases of potato.The results showed that the main found diseases of potato in Shandong Province were potato scab,black shank,dry rot,black scurf,PVX and PVY.This study provides a basis for potato disease prevention and control in Shandong Province and it also provides reference for local potato breeding.

:potato;Shandong Province;bacterial disease;fungal disease;viral disease;detection

S532

A

1672－3635（2017）02-0104-09

2016-10-09

中央高校基本科研業務費專項資金（2013PY080）；新進高層次人才科研啟動基金（201209）。

王炳森（1992-），男，碩士研究生，主要從事馬鈴薯青枯病的調查研究及青枯菌效應子功能研究。

陳惠蘭，教授，主要從事馬鈴薯抗青枯病的分子生物學研究，E-mail:chenhuilan@gmail.com。