北京、山東和山西菠菜霜霉病菌生理小種鑒定初報

范桂彥 折紅兵 張合龍 錢 偉徐兆生

〔中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，中蔬種業(yè)科技（北京）有限公司，北京 100081〕

北京、山東和山西菠菜霜霉病菌生理小種鑒定初報

范桂彥 折紅兵 張合龍 錢 偉*徐兆生*

〔中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，中蔬種業(yè)科技（北京）有限公司，北京 100081〕

利用國際菠菜霜霉病菌生理小種鑒別系統(tǒng)，對采集自北京、山東、山西的5份霜霉病樣品進(jìn)行人工接種鑒定。結(jié)果表明：北京的3份霜霉病樣品均為9號生理小種，山東的1份霜霉病樣品為8號生理小種，山西的1份霜霉病樣品為5號生理小種；說明我國不同地區(qū)存在不同的菠菜霜霉病菌生理小種。

菠菜；霜霉病；生理小種；鑒定

菠菜霜霉病是菠菜生產(chǎn)中的重要病害，是由菠菜霜霉菌（Peronospora farinosaf. sp.spinaciae）引發(fā)的專性寄生病害，主要為害菠菜葉片，影響產(chǎn)品質(zhì)量，降低經(jīng)濟(jì)效益。近些年，隨著我國菠菜生產(chǎn)面積的逐漸擴(kuò)大，特別是在秋冬保護(hù)地菠菜生產(chǎn)中，由于低溫高濕、種植密度大等因素使得菠菜霜霉病愈發(fā)嚴(yán)重，對我國菠菜生產(chǎn)造成極大損失。

菠菜霜霉菌是專性寄生真菌，不同地區(qū)存在著生理小種分化現(xiàn)象。國外很早就開始了針對菠菜霜霉病菌的研究，截至目前共報道了15個菠菜霜霉病菌生理小種。1824年，Greville報道了第1個菠菜霜霉病菌生理小種（Pfs-1）；1958年，Smith報道了第2個菠菜霜霉病菌生理小種（Pfs-2）；1976年，第3個菠菜霜霉病菌生理小種被鑒定（Pfs-3）；1990～2015年，又有12個新的生理小種被報道（Correll et al.，1990；Irish & Correll，2003；Irish et al.，2007；Feng et al.，2014）。近些年由荷蘭園藝檢測總署、美國阿肯色大學(xué)等單位成立國際菠菜霜霉病工作組（IWGP），建立了一套菠菜霜霉病菌生理小種鑒別系統(tǒng)，對美國、歐洲等地的菠菜霜霉病菌進(jìn)行鑒定分析。Irish等（2007）研究表明，這套菠菜霜霉病菌生理小種鑒別系統(tǒng)含有不同的抗性位點(diǎn)，可以對世界各地不同的菠菜霜霉病菌以及新的生理小種進(jìn)行鑒定分析。Yamauchi等（2011）從荷蘭園藝檢測總署引進(jìn)該套鑒別系統(tǒng)，利用人工溫室接種鑒定方法對日本不同地區(qū)的4份霜霉病菌進(jìn)行鑒定分析，結(jié)果表明1份霜霉病菌為Pfs-6生理小種、3份霜霉病菌為Pfs-8生理小種。Feng等（2014）利用該套鑒別寄主對來自美國和歐洲的188份菠菜霜霉病樣品進(jìn)行鑒定分析，發(fā)現(xiàn)這些病菌樣品中大多數(shù)為單一生理小種，極少數(shù)為混合生理小種。近十余年來，美國、歐洲、日本等地的菠菜霜霉病菌生理小種陸續(xù)被鑒定出來，菠菜霜霉病菌生理小種變異及進(jìn)化速度呈加快趨勢（Correll et al.，2011），然而我國菠菜霜霉病菌生理小種鑒定還沒有相關(guān)的研究報道。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所菠菜課題組自美國阿肯色大學(xué)及荷蘭園藝檢測總署引入國際菠菜霜霉病菌生理小種鑒別系統(tǒng)，建立穩(wěn)定的菠菜霜霉病人工室內(nèi)接種鑒定體系，對采集自北京、山東及山西等3個地區(qū)的5份菠菜霜霉病樣品進(jìn)行鑒定分析，以期明確該區(qū)域生理小種分化，為菠菜抗霜霉病育種提供參考。

1 材料與方法

1.1試驗材料

菠菜霜霉病菌生理小種鑒別寄主為10份菠菜品種，由美國阿肯色大學(xué)和荷蘭檢驗檢疫總署提供。

參試的菠菜霜霉病菌樣品共5份（表1），采集新鮮帶菌葉片直接放入保鮮袋中，-20 ℃低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

表1參試的5份霜霉病菌編號及來源

1.2試驗方法

1.2.1 接種方法及病情調(diào)查 2015年6月，將10份鑒別寄主播種于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所溫室中，穴盤育苗，植株2～4片真葉時參考Feng等（2014）的方法在實驗室內(nèi)進(jìn)行菠菜霜霉病菌接種。分別用毛刷將霜霉病菌從低溫保存的感病菠菜葉片上刷下，制成濃度為2.5×105個·mL-1的孢子懸浮液。用噴壺均勻噴于鑒別寄主植株葉片上，每份鑒別寄主接種20株，3次重復(fù)。接種后，先將植株在18～20 ℃、濕度95%、黑暗條件下保濕24 h；然后置于18～20 ℃、濕度50%、光照12 h、光照強(qiáng)度5 000 lx條件下正常生長6～7 d；最后再次置于18～20 ℃、濕度95%、黑暗條件下保濕24 h。保濕完成后，即可取出植株觀察感病狀況。

參考Feng等（2014）的鑒定方法調(diào)查植株發(fā)病情況，感病植株葉片上有可見的白色霜霉菌或灰色霜霉層或淡黃色感病病斑，抗病植株則無以上癥狀。鑒別寄主植株發(fā)病率＜15%即為抗病，＞85%即為感病，15%～85%之間則說明該病樣為混合生理小種。

1.2.2 生理小種劃分標(biāo)準(zhǔn) 參照國際菠菜霜霉病工作組（IWGP）建立的菠菜霜霉病菌生理小種鑒別系統(tǒng)（表2），根據(jù)霜霉病菌在10份鑒別寄主上的抗、感反應(yīng)確定生理小種。

表2菠菜霜霉病菌生理小種鑒別系統(tǒng)

2 結(jié)果與分析

由表3可知，采自北京海淀、昌平、順義的3份菠菜霜霉病菌樣品（BJ-1、BJ-2、BJ-3）均為9號生理小種；采自山東聊城的1份菠菜霜霉病菌樣品（SD-1）為8號生理小種；采自山西忻州的1份菠菜霜霉病菌樣品（SX-1）為5號生理小種。

3 結(jié)論與討論

據(jù)FAO統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2014年我國菠菜產(chǎn)量占全世界總產(chǎn)量的91%，是最大的菠菜生產(chǎn)國和消費(fèi)國。隨著我國菠菜生產(chǎn)面積的逐漸擴(kuò)大，尤其是秋冬大棚栽培面積的擴(kuò)大，霜霉病開始大面積頻發(fā)，給我國菠菜種植者造成了重大損失。本試驗首次對我國不同地區(qū)的菠菜霜霉病菌生理小種進(jìn)行鑒定，結(jié)果表明我國不同地區(qū)存在著不同的菠菜霜霉病菌生理小種。防治菠菜霜霉病最經(jīng)濟(jì)有效的方法是選擇抗病品種，因此只有對我國菠菜不同生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的生理小種進(jìn)行鑒定及跟蹤監(jiān)測，才能有針對性地進(jìn)行抗病育種及抗病品種的選擇推廣。

表3參試菠菜霜霉病菌生理小種鑒定結(jié)果

采集自山東聊城地區(qū)的菠菜霜霉病菌樣品SD-1是從國外抗病品種皇家速騰上收集而來，皇家速騰抗1～7、9、11、13生理小種，最初在山東聊城地區(qū)表現(xiàn)抗病且大量推廣，但是近年來開始感病，本試驗對采自該品種的霜霉病菌進(jìn)行鑒定表明其為8號生理小種，說明山東聊城地區(qū)出現(xiàn)了與以往不同的生理小種。Correll等（2011）針對菠菜霜霉病菌新生理小種的出現(xiàn)原因提出兩種假說，一種假說認(rèn)為該生理小種在自然環(huán)境中已經(jīng)存在，在一定環(huán)境下被選擇出來成為一種新的生理小種，可以侵染已存在的抗病品種；另一種假說認(rèn)為新的生理小種在自然脅迫環(huán)境下，由已存在的生理小種進(jìn)化而來。Yamauchi等（2011）報道了在日本新發(fā)現(xiàn)的8號生理小種，認(rèn)為其可能是由其他攜帶8號生理小種的菠菜品種帶入的。菠菜霜霉病菌可以通過種子傳播，目前我國菠菜生產(chǎn)中使用的抗霜霉病品種95%以上來自國外種子公司（黃鐸，2013），山東聊城地區(qū)主要種植不同來源的國外抗病品種，因此新發(fā)現(xiàn)的8號生理小種也可能是由攜帶8號生理小種的品種帶來的，還需要進(jìn)一步的考證。我國菠菜栽培歷史悠久，南北方各地普遍種植，今后還要繼續(xù)對不同地區(qū)的菠菜霜霉病菌生理小種進(jìn)行長期跟蹤監(jiān)測，增加不同地區(qū)取樣地點(diǎn)，分析我國菠菜霜霉病菌生理小種分布狀況以及變異特點(diǎn)，有針對性地培育和推廣適宜的抗病品種從而緩解霜霉病的危害。

黃鐸．2013．中國大陸菠菜種植分布和菠菜種子應(yīng)用現(xiàn)狀概述．廣州：國際菠菜大會．

Correll J C，Koike S T，Brandenberger L P，Black M C，Morelock T E．1990．A new race of downy mildew threatens spinach．California Agriculture，44（6）：14-15．

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Initial Report of Physiological Race of Peronospora farinosa f. sp. spinaciae Identif i cation in China

FAN Gui-yan，SHE Hong-bing，ZHANG He-long，QIAN Wei*，XU Zhao-sheng*

（InstituteofVegetablesandFlowers，ChineseAcademyofAgriculturalSciences，ChinaVegetableSeedTechnologyCo.，Ltd.，Beijing100081，China）

This study conducted artificial inoculation identification by international spinach downy mildew physiological race identification system on 5 field samples of spinach downy mildew pathogen from Beijing，Shandong and Shanxi．The results indicated that the 3 samples collected from Beijing were race No.9，the one from Shanxi Province was typed out as race No.5，the one from Shandong Province was typed out as race No.8．These results showed that there were different physiological races of spinach downy mildew in different regions of China.

Spinach；Downy mildew；Physiological race；Identification

范桂彥，女，碩士研究生，專業(yè)方向：蔬菜遺傳育種，E-mail：18511554025@163.com

*通訊作者（Corresponding authors）：徐兆生，女，研究員，碩士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：蔬菜遺傳育種，E-mail：xuzhaosheng@caas.cn；錢偉，男，副研究員，專業(yè)方向：蔬菜遺傳育種，E-mail：qianwei@caas.cn

2017-02-15；接受日期：2017-05-13

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2014BAD01B08），國家自然科學(xué)基金項目（31401872），中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項目（CAAS-ASTIP-IVFCAAS），農(nóng)業(yè)部園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實驗室項目