吐魯番地區哈密瓜品種對細菌性果斑病抗性研究

(1.新疆吐魯番市農業技術推廣中心，新疆吐魯番 838000；2.石河子大學綠洲農作物病害防控重點實驗室，新疆石河子 832000)

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2017.11.012

吐魯番地區哈密瓜品種對細菌性果斑病抗性研究

毛 亮1，吉艷玲1，張 娟1，王宣倉1，潘衛萍1，張以和1，王曉東2

(1.新疆吐魯番市農業技術推廣中心，新疆吐魯番 838000；2.石河子大學綠洲農作物病害防控重點實驗室，新疆石河子 832000)

目的研究吐魯番地區哈密瓜品種對細菌性果斑病的抗病性，為哈密瓜細菌性果斑病防治和抗病育種提供理論依據。方法以吐魯番地區10份哈密瓜品種為材料，采用苗期人工接種進行病情指數調查；觀察不同抗性品種苗期葉面絨毛數和氣孔數及測定葉片自身防御酶PPO、POD。結果供試10個品種中無免疫品種，西州密25號和皇妃表現為中抗，新密36號表現為高感，其余7個品種表現為中感；高感品種新密36號和中感品種9818(綠皮)葉毛數無明顯差距，西州密25號的葉毛數是新密36號的葉毛數1.68倍，氣孔數是中感品種9818(綠皮)的1.42倍，是新密36號1.91倍；不同抗性品種PPO酶活性呈現感病品種﹥中感品種﹥抗病品種，POD酶活性呈現感病品種﹥中感品種﹥抗病品種。結論供試品種對哈密瓜細菌性果斑病抗病性有明顯差異，未發現免疫和高抗品種，西州密25號和皇妃表現為中抗，新密36號為高感品種，其余品種表現為中感；品種抗病性與下表皮葉面葉毛數量和氣孔數量有關，呈正相關趨勢，自身防御酶PPO酶呈下降趨勢，與品種抗病性呈負相關，POD酶呈上升趨勢，與品種抗病性呈負相關。

哈密瓜；細菌性果斑病；抗性

0 引 言

【研究意義】哈密瓜是新疆主要特色水果之一，種植哈密瓜不僅經濟效益高，可以和糧棉油等作物間套作，隨著近幾年新疆農業產業結構調整，哈密瓜種植面積逐年增大，2013年新疆甜瓜種植面積7.3×104hm2，產量150×104t[1]，極大推動新疆農業經濟發展，但隨著種植面積擴大和復種指數的提高，哈密瓜病害危害面積和危害程度逐年增大，尤其是瓜類細菌性果斑病傳入新疆后，給新疆的哈密瓜產業帶來了嚴重危害，嚴重時可以引起絕產的損失。【前人研究進展】張昕等[2]報道了哈密瓜細菌性果斑在新疆的危害，此病害主要以種子帶菌傳播，隨后哈密瓜細菌性果斑病迅速在新疆哈密瓜主要產區擴展開來。田間發生瓜類細菌性果斑病主要是病原菌通過傷口和氣孔侵染，抗病品種哈密瓜葉片上氣孔的數量明顯多于感病品種[3]，該病害生產上防治主要以化學防治方法，但生產上使用的化學藥劑對細菌性果斑病防治效果不理想[4]，抗病育種和篩選抗病品種是防治哈密瓜細菌性果斑病非常有效的辦法。【本研究切入點】近年來吐魯番地區哈密瓜細菌果斑病有零星發生。研究針對吐魯番地區主栽的哈密瓜品種，通過室內盆栽人工接種法進行抗瓜類細菌性果斑病性的測定；觀察抗、感品種葉片形態特征；測定抗、感品種自身防御酶PPO和POD變化，對吐魯番哈密瓜品種進行細菌性果斑病抗性進行評價。【擬解決的關鍵問題】篩選出較抗細菌性果斑病的哈密瓜品種，為哈密瓜細菌性果斑病防治和抗病育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試哈密瓜品種：西州密25號和西州密17號由新疆維吾爾自治區葡萄瓜果研究所提供，新密14號、新密28號、新密36號、新密雜9號、9818(綠皮)、9818(黃皮)、白玫(0901)和皇妃(1028)由新疆農業科學院哈密瓜研究中心提供。

供試菌株：哈密瓜細菌果斑病菌菌株XJ05-1(Aac)由石河子大學農學院植保系王曉東提供。

供試瓜苗：供試哈密瓜品種的種子分別經2%HCl溶液浸泡處理10 min后，用流水反復沖洗幾遍，然后將種子放入鋪有濕潤濾紙的培養皿中，置于30℃恒溫培養箱中催芽12 h后播入營養缽中，每盆5～6粒，待瓜苗長到兩葉一心時備用。

1.2 方 法

1.2.1 哈密瓜苗期抗病性檢測

哈密瓜細菌性果斑菌菌株XJ05-1在KBA固體平板上進行活化，28 ℃培養48 h后挑取單菌落接種于KB液體培養基中，28℃、220 r/min，培養24 h后，用無菌水稀釋，用紫外分光光度計將菌懸液的濃度調到OD600≈0.3，采用噴霧法接種，接種后用塑料薄膜保濕48 h，7 d后開始調查葉片的發病情況，并計算病情指數。病情分級調查參考Hopkins[5]略有改動，病情指數分級標準如下: 0級，葉片無病斑；1級，葉片病斑少，病斑面積占整葉面積的10%以下；2級，葉片病斑多，病斑面積占整葉面積的10%～30%；3級，葉片病斑多，病斑面積占整葉面積的31%～50%；4級，葉片病斑很多或融合成大斑，病斑面積占整葉面積的51%～70%；5級，葉片病斑很多或融合成大斑，病斑面積占整葉面積的71%以上。病情指數(Disease index，DI)計算公式如下:

其中，i代表病害級別；Li代表與各病級相對應的病葉數。

相對病情指數=供試品種病情指數/對照品種病情指數(DI最高者為對照品種).

相對抗病指數=1-相對病情指數.

采用相對抗病性方法[6]評價其抗病程度，相對抗病程度分為免疫(1.00)、高抗(0.80～0.99)、中抗(0.40～0.79)、中感(0.20～0.39)、感病(0.20以下)。

1.2.2 不同抗病性哈密瓜品種幼期葉片絨毛及氣孔顯微鏡觀察

采集瓜苗同一部位葉片，用蒸餾水浸泡后，采用撕取法[7]撕取葉片相近部位的下表皮放在生物顯微鏡下觀察葉片表面氣孔的密度和絨毛數，并隨機選擇5個視野內的絨毛和氣孔進行計數。

1.2.3 不同抗病性哈密瓜品種苗期葉片防御酶PPO和POD的測定

選取中抗、中感和高感品種采取人工接種XJ05-1后，分別在12 h、24 h、36 h后摘取活體葉片，每一次摘取同一節位葉片，測定活體葉片PPO和POD酶活性參照文獻進行[8-9]。

2 結果與分析

2.1 哈密瓜品種苗期抗病性

研究表明，供試10個哈密瓜品種幼苗對瓜細菌性果斑病菌均感病，無免疫品種，但品種間抗性存在顯著差異。西州密25號和皇妃表現為中抗，其中西州密25號的病情指數為25.37。新密36號表現為高感，病情指數為56.28。其余7個品種表現為中感。表3

2.2 不同抗病性哈密瓜品種苗期葉片絨毛及氣孔密度觀察

研究表明，中抗品種與感病品種和中感品種之間葉片絨毛數量有明顯差距，中抗品種西州密25號葉片絨毛數達到66.2個，是新密36號的葉毛數1.68倍。感病品種新密36號和中感品種9818(綠皮)葉片絨毛數無明顯差距。中抗品種西州密25號氣孔數達到76.2個，是中感品種9818(綠皮)氣孔數的1.42倍，是新密36號1.91倍。圖1～3

表1 不同哈密瓜品種病情指數及抗性評價
Table 1 Disease index and resistance evaluation of different hami melon cultivar used

供試哈密瓜品種Cultivarused病情指數(DI)DiseaseIndex相對病情指數RelativeDI相對抗病指數Relativeresistantindex抗性評價Resistanceevaluation新密雜9號Xinmiza937.820.670.33MS9818(黃皮)9818yellowpeel34.380.610.39MS新密28號Xinmi2835.80.640.36MS白玫(0901)Baimei090138.060.680.32MS西州密17號Xizhoumi1743.440.770.23MS9818(綠皮)9818greenpeel41.310.730.27MS新密14號Xinmi1435.410.630.37MS西州密25號Xizhoumi2525.370.450.55MR皇妃(1028)Imperial102829.850.530.47MR新密36號Xinmi3656.2810S

圖1 不同抗性哈密瓜品種葉片絨毛和氣孔數
Fig.1 Leaf hairs and stomata number in different resistant hami melon cultivars

注：A, 新密36號；B，9818(綠皮)；C，西州密25號

Note: A, Xinmi 36；B，9818 greenpeel；C，Xizhoumi 25

圖2 不同抗性哈密瓜品種葉片絨毛著生形態
Fig.2 Comparison of pubescence number of leaf suface between different resistance hami melon cultivars

注：A:新密36號；B: 9818(綠皮)；C:西州密25號

Note: A, Xinmi 36；B，9818 greenpeel；C，Xizhoumi 25

圖3 不同抗性哈密瓜品種葉片氣孔著生形態
Fig.3 Comparison of stomatal number of leaf suface between different resistance hami melon varieties

2.3 不同抗病哈密瓜品種苗期葉片防御酶PPO、POD的測定

研究表明，不同抗性哈密瓜品種接種后PPO酶活性都是整體呈下降趨勢，在不同時段感病品種新密36號的PPO酶活性比抗病品種西州密25號酶活性要高，酶活性呈現感病品種﹥中感品種﹥抗病品種；各抗性品種在接種后，POD酶活性呈現升高趨勢，在前24 h酶活升高較平緩，24～36 h酶活性升高幅度較大，各抗性品種升高近2倍，POD酶活性呈現感病品種﹥中感品種﹥抗病品種。圖4，圖5

圖4 不同抗性哈密瓜品種PPO酶活性變化
Fig.4 Changes of PPO activity in different resistant of hami melon cultivars

圖5 不同抗性哈密瓜品種POD酶活性變化
Fig.5 Changes of POD activity in different resistant of hami melon cultivars

3 討 論

植物抗病性體現在結構抗病性和生理生化抗病性。結構性抗病性體現在植物體表面結構，與葉片表面覆蓋的蠟質和角質層、表皮細胞壁的結構、氣孔和皮孔等組織有關。葉片表面的絨毛能顯著減少病原菌接觸侵染的機會。試驗通過顯微觀察哈密瓜葉面下表皮葉毛數和氣孔數，發現中抗品種葉毛數和氣孔數明顯高于感病品種和中感品種，與翟艷霞等[10]研究哈密瓜品種與細菌性果斑病的抗病關系，抗病品種葉片單位面積氣孔數量多于感病品種，葉毛密度大于感病品種的結果是一致的。另一方面，生理生化抗病性表現在植物收到外界環境刺激、化學藥劑誘導、病原菌侵入植物，植物自身生理生化系統會發生變化，自身防御酶系統被激活，PPO、POD、PAL、SOD等自身防御酶在植物病原菌侵染的防御反應中起著重要作用，其酶活性的高低與植物抗病性能力有著十分密切的關系。通過對不同抗性哈密瓜品種自身防御酶PPO和POD進行測定，發現PPO酶在病原菌接種后，防御酶活有下降趨勢，且不同時段酶活性呈現感病品種﹥中感品種﹥抗病品種，表明PPO酶活與抗病性成負相關，這一結果與鄭喜清[8]研究結果一致，在病原菌接種后，防御酶POD活性有上升趨勢，這一研究結果與鄭喜清[8]、李俊閣[11]研究一致，且不同時段酶活性呈現感病品種﹥中感品種﹥抗病品種，這一研究結果與辛建華等[12]在哈密瓜不同品系苗期抗病性及生化分析的研究表明接種后抗病品種的酶活性比感病的低結果一致，但這一研究結果與翟艷霞[10]、李俊閣[11]研究結果接種后POD酶活性抗病品種高于感病品種，且表明POD酶活與抗病性成正相關不一致，防御酶POD酶活性在不同品種表現的不一致，可能跟品種自身特性及外在環境條件不同有關。

4 結 論

通過不同哈密瓜品種苗期對細菌性果斑病抗性篩選，確定各品種對哈密瓜細菌性果斑病抗病性有明顯差異，供試10個品種中未發現免疫和高抗品種，表現為中抗的有西州密25號和皇妃，新密36號為高感品種，其余品種表現為中感；品種抗病性與下表皮葉面葉毛數量和氣孔數量有關，呈正相關趨勢，自身防御酶PPO與品種抗病性呈負相關，POD與品種抗病性呈負相關。

參考文獻(References)

[1] 楊軍, 廖新福, 馬新力, 等. 2013年新疆維吾爾自治區西甜瓜產業技術發展報告[J]. 新疆農業科技, 2014, (2): 38-39.

YANG Jun, LIAO Xin-fu, MA Xin-li, et al. (2014). Report on the development of watermelon and melon industry in Xinjiang Uygur Autonomous Region in 2013 [J].XinjiangAgriculturalScienceandTechnology, (2): 38-39. (in Chinese)

[2]張昕, 李國英, 任毓忠, 等. 新疆哈密瓜上兩種病原細菌比較鑒定及其田間消長動態的研究[J].中國農業科學, 2002, 35(7):888-893.

ZHANG Xin, LI Guo-ying, REN Yu-zhong, et al. (2002). Comparative identification and field dynamics of two pathogenic bacteria on Hami melon in Xinjiang [J].ChineseAgriculturalScience, 35(7):888-893. (in Chinese)

[3]胡俊, 胡寧寶, 翟艷霞, 等. 哈密瓜對細菌性果斑病抗性機制的初步研究[J]. 中國植物保護學會2006學術年會論文集，727.

HU Jun, HU Ning-bao, ZHAI Yan-xia, et al. (2006). A preliminary study on the resistance mechanism of Hami melon to bacterial leaf spot [J].Proceedingsofthe2006AnnualAcademicConferenceofChinaSocietyforPlantProtection, 727. (in Chinese)

[4]李國英, 任毓忠, 張昕, 等. 甜瓜細菌性病害藥劑防治實驗[J]. 中國西瓜甜瓜, 2003，(4):12 -14.

LI Guo-ying, REN Yu-zhong, ZHANG Xin, et al. (2003). Test of bactericides for controlling bacterial fruit blotch [J].ChinaWatermelonandMuskmelon, (4):12-14. (in Chinese).

[5] Hopkins, D. L., & Thompson, C. M. (2002). Seed transmission of acidovorax avenae subsp. citrulli in cucurbits.HortscienceAPublicationoftheAmericanSocietyforHorticulturalScience, 37(6):924-926.

[6]賈宋楠, 王惠林, 鄭健, 等. 籽用西瓜種質資源對細菌性果斑病的抗性鑒定[J]. 新疆農業科學, 2013,50(5): 864-869.

JIA Song-nan, WANG Hui-lin, ZHENG Jian, et al. (2013). Identification of resistance to Acidovorax avenae subsp. citrulli of edible seed watermelon germplasm resources [J].XinjiangAgriculturalSciences, 50(5): 864-869. (in Chinese)

[7]劉世鵬, 劉長海, 曹娟云, 等. 用煮沸撕取法觀察表皮氣孔的方法[J].安徽農業科學, 2007, 35(10): 2 839-2 840.

LIU Shi-peng, LIU Chang-hai, CAO Juan-yun, et al. (2007). A method for observing epidermis stoma by boiling and tearing epidermis from leaf [J].JournalofAnhuiAgriculturalScience, 35(10): 2,839-2,840. (in Chinese)

[8]鄭喜清.哈密瓜品種對細菌性果斑病抗性指標的研究[D]. 呼和浩特：內蒙古農業大學碩士學位論文,2007.

ZHENG Xi-qing. (2007).StudiesonresistanceindexofHamimelonvarietiestoAcidovoraavenaesubsp.Citrulli[D]. Master Thesis. Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot. (in Chinese)

[9]王曉東. 防治哈密瓜細菌性果斑病拮抗酵母菌的篩選及其生防機理研究[D].武漢：華中農業大學博士學位論文, 2009.

WANG Xiao-dong. (2009).Selectionandmechanismofactionofantagonistyeastagainstbacterialfruitblotch[D]. PhD Thesis. Huazhong Agricultural University，Wuhan. (in Chinese)

[10]翟艷霞. 哈密瓜品種對細菌性果斑病菌的抗性鑒定及抗性機制的研究[D]. 呼和浩特：內蒙古農業大學碩士學位論文, 2006.

ZHAI Yan-xia. (2006).ResistanceidentificationofHamimelonvarietiestoAcidovoraxavengesubsp.citrulliandstudiesonmechanismofdiseaseresistance[D]. Master Thesis. Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot. (in Chinese)

[11]李俊閣. 甜瓜細菌性果斑病抗性鑒定及抗性相關生理研究[D]. 烏魯木齊：新疆農業大學碩士學位論文, 2015.

LI Jun-ge. (2015).ResistanceidentificationofdifferentmuskmelonstoAcidovoraxcitrulliandstudiesonmechanismofdiseaseresistance[D]. Master Thesis. Xinjiang Agricultural University, Urumqi. (in Chinese)

[12]辛建華, 傅振清. 哈密瓜不同品系苗期抗病性及生化分析[J].中國西瓜甜瓜, 1997, (2):13-17.

XIN Jian-hua, FU Zhen-qing. (1997). Disease resistance and biochemical analysis of different strains of melon at seedling stage [J].ChinaWatermelonandMuskmelon, (2):13-17. (in Chinese)

APreliminaryStudyonResistanceofHamiMelonVarietiestoAcidovoraxavenaesubsp.citrulliinTurpanArea

MAO Liang1, JI Yan-ling1, ZHANG Juan1, WANG Xuan-cang1,PAN Wei-ping1, ZHANG Yi-he1, WANG Xiao-dong2

(1.XinjiangTurpanAgriculturalTechnologyExtensionCenter,TurpanXinjiang838000,China; 2.KeyLaboratoryofOasisCropDiseaseControlandPrevention,ShiheziUniversity,ShiheziXinjiang832000,China)

ObjectiveThis project aims to provide the theoretical basis for the prevention and breeding of bacterial fruit blotch of Hami melon through the study on the resistance toAcidovoraxavenaesubsp.Citrulliin Turpan,Method10 Hami melon varieties planted in Turpan area were used as materials，and the disease index of resistance toAcidovoraxavenaesubsp.citrulliwas investigated by artificial inoculation at the seedling stage. At the same time, the stomatal and leaf hair number of seedlings leaf surface between different resistant cultivars were compared and the defense enzymes PPO and POD in seedling leaves were measured.ResultAmong the 10 cultivars, there were no immune varieties, Xizhoumi No. 25 and Imperial Concubine showed the middle resistance, Xinmi No. 36 showed a high susceptibility, and the other seven varieties showed a middle susceptibility; There were no significant differences in leaf hair number between susceptible varieties Xinmi No. 36 and middle susceptible varieties 9818 (green leaf trichomes). Leaf hair number of the middle resistance Xizhoumi No.25 was 1.68 times that of Xinmi No. 36. The number of stomata of Xizhoumi No. 25 was 1.42 times that of 9818 (green leaf trichomes) and 1.91 times that of Xinmi No.36. The PPO enzyme activities of different resistant varieties showed susceptible varieties > middle susceptible varieties > resistant varieties, POD enzyme activity showed susceptible varieties > middle susceptible varieties > resistant varieties.ConclusionDifferent Hami melon varieties have significant difference resistance toAcidovoraxavenaesubsp.Citrulli, and no immune and high resistant varieties among them have been found. Xizhoumi No. 25 and Imperial Concubine show middle resistance, Xinmi No. 36 is a high susceptible variety, other varieties are middle and high susceptible varieties. There was a positive correlation between disease resistance and the number of leaf hair and stomata, showing positive correlation trend. The PPO enzyme showed a downward trend, which was negatively related to disease resistance, and POD enzyme showed an upward trend, which was negatively related to disease resistance of varieties.

Hami melon; bacterial fruit blotch; resistance

Supported by: The National Natural Science Foundation of China "Study on Pichia anomala 0732-1 metabolic product acetic acid to the mechanism of preventing and controlling bacterial fruit blotch of Hami melon"(31460485) and Science and Autonomous region youth science and technology innovation talent training project "Grassroots young scientific and technological personnel training project" (qn2015jc073)

WANG Xiao-dong (1975- ), male, native place: Laizhou, Shangdong. Associate Professor,research field: Biological control of plant diseases. (E-mail)wxdong11@163.com

ZHANG Yi-he (1966- ), male, native place: Suqian, Jiangsu. Agricultural extension researcher, research field: Facility cultivation technology. (E-mail) 1057065635@qq.com

S652.1；S436.42

A

1001-4330(2017)11-2054-06

2017-07-20

國家自然科學基金項目“Pichia anomala 0732-1代謝產物乙酸在生防哈密瓜細菌性果斑病中的作用機制研究”(31460485)；自治區青年科技創新人才培養工程“基層青年科技人才培養項目”(qn2015jc073)

毛亮(1981-)，男，山東即墨人，高級農藝師，碩士，研究方向為設施病蟲害，(E-mail)mao2548@163.com

王曉東(1975-)，男，山東萊州人，副教授，博士，研究方向為植物病害生物防治，(E-mail)wxdong11@163.com

張以和(1966-)，男，江蘇宿遷人，農業推廣研究員，研究方向為設施栽培技術，(E-mail)1057065635@ qq.com