蘋果種質及雜種對炭疽菌葉枯病的田間抗性分析

張朝紅，陳東玫，楊鳳秋，趙同生，趙國棟，李 揚，趙永波

（河北省農林科學院昌黎果樹研究所，河北 昌黎 066600）

炭疽菌葉枯病（Glomerella leaf spot，GLS） 是由圍小從殼菌（Glomerella cingulata） 侵染引起的蘋果病害，主要為害蘋果葉片，造成葉片早枯、脫落；還可侵染果實產生壞死性斑點，甚至落果[1，2]。近年來，GLS在巴西[3]、美國[4]、中國[5]和烏掛圭[6]等地普遍發生，且呈迅速蔓延的趨勢[7]。

發掘抗病種質資源，選育抗病優良品種是防控GLS的重要途徑。鑒定和評價蘋果種質資源或雜種實生樹對GLS的抗病性，是選育和利用抗病品種，防治GLS的基礎。研究顯示，生產栽培的金冠、嘎拉等品種極易受到GLS的為害[8]，富士雜種群體中存在明顯的抗性分化[9，10]。但截至目前，尚未見到關于不同蘋果種質GLS抗性水平研究的系統報道[11，12]。2016年和2017年受暑期連續降雨等不利氣候的影響，河北昌黎蘋果上GLS暴發流行。于是，項目組對基地保存的40份蘋果品種（系）和8 000余株雜種分離群體的GLS田間抗性進行了調查與分析，旨為蘋果GLS抗病新品種的進一步選育和推廣提供指導。

1 材料與方法

蘋果試材為河北省農林科學院昌黎果樹研究所孔莊基地品種對比園內保存的40份品種（系） （表1），以及初選圃內保存的宮崎短枝富士×坂田津輕、坂田津輕×巖富10、嘎拉×昌紅、新紅星×宮崎短枝富士、宮崎短枝富士×新紅星5個組合的8 000余株雜種分離群體。其中，蘋果品種（系）于2009年定植，株行距4 m×2 m，樹形為自由紡錘型；雜種分離群體于2009年定植SH中間砧，2010年嫁接雜種分離群體單株，株行距2 m×1 m，按“Y”字型整形。

表1 參試的40份蘋果品種（系）及其來源Table 1 Apple germplasm and their origin

2016年和2017年每年的10月中下旬，以整株樹體為單位，開展蘋果品種（系）和雜種單株的田間抗性調查。GLS的為害程度分為5級，按照為害等級將蘋果的抗病性分為抗、中感和感病3種類型（表2）。

表2 GLS為害程度的分級標準Table 2 Grading of apple GLS

采用DPS 7.05軟件，對不同雜種群體同一為害等級單株比例進行方差分析，并采用LSD法進行多重比較；對同一雜種群體的抗病、感病單株間的比例分析進行卡方檢驗。

2 結果與分析

2.1 蘋果種質的田間抗性分析

在調查的40份蘋果品種（系）中，抗、感資源的田間抗性差異明顯（表3）。其中，11份蘋果資源（占27.5%）發病最為嚴重，其為害等級達到了4級水平，這些品種樹冠的中下層甚至整個植株葉片落光，如蘋錦[13]、金冠和華脆[14]等；22份資源（占55%） 植株未見受害癥狀，如葵花、向陽紅、蘋帥、蘋艷[15]和秦陽[16]等。

表3 不同蘋果品種（系）對GLS的田間抗性Table 3 Field resistance of apple cultivars or selections to GLS

2016～2017年連續調查發現，這40份蘋果品種（系）中抗病資源22份、感病資源18份，抗感比（抗病資源數量/感病資源數量） 為1∶0.82，接近于1∶1。與此同時，‘巖富10×坂田津輕’組合的后代姊妹系間抗感比為0.80∶1，其中蘋光、蘋錦、19-38、16-22和20-50表現為感病，蘋艷、昌蘋8號、18-56和15-45則表現為抗病。

2.2 蘋果雜種的田間抗性分析

連續2 a的田間抗性調查結果（表4）顯示，5個雜種分離群體間存在著明顯的抗性變異，其中，抗病單株比例為32.78%～91.47%，感病單株比例為0.90%～54.90%。不同雜交組合F1代的抗病單株比例，以新紅星與宮崎短枝富士的正反交群體較高，達85%以上；其他3個組合為32.78%～48.19%，均較低。

經適合性檢驗，各組合的χ2（0.00～0.27） 均＜χ20.05（3.84），雜種分離群體中抗感比符合1∶1或1∶0的理論比值（表5），推斷蘋果GLS的抗性是由單基因控制的；宮崎短枝富士、巖富10、昌紅、新紅星等抗性親本的基因型為rr，感病親本嘎拉、坂田津輕以及金冠的基因型為Rr（雜合體），因此，在嘎拉及坂田津輕的雜種后代中抗病、感病單株的比例各占50%。

3 結論與討論

目前，項目組保存著372份蘋果種質資源（品種229份，砧木43份，野生資源100份）和30個組合的3.1萬株蘋果雜種分離群體。其中，施各莊基地種植的材料為3～5 a生的幼樹；河北省農林科學院昌黎果樹研究所院內種植的材料為3～10 a生的野生資源和砧木；只有孔莊基地種植的蘋果品種（系）和雜種樹均為8～9 a生的成齡樹，具有GLS流行的條件，且在2016～2017年暴發，能真實反映蘋果種質資源和雜種后代的抗病性差異。因此，本研究選取孔莊基地的調查數據進行分析。

GLS是近年我國蘋果產區為害嚴重的病害之一，培育和種植抗病品種是防控病害的重要途徑之一。據報道，金冠、嘎拉、秦冠和喬納金等為高感品種，富士和紅星等為高抗品種，尤其是富士在田間自然環境下幾近免疫[2，9]。通過本研究，進一步明確了華脆[14]、岳蘋[17]等新育品種的抗性水平；發現了一大批抗性資源，如蘋艷[15]、昌蘋8號和華紅[18]等；推測出勝利（親本組合為青香蕉×倭錦[19]）或是除金冠外的另一個感病材料。感病品種中，除勝利[20]外，其他品種均是金冠的芽變或其雜種后代如金矮生、坂田津輕、嘎拉等，它們的后代中抗病和感病單株各占50%，由此推測，GLS抗病基因是由隱性單基因控制的，這與劉源霞等[9]的研究結果相一致。因此，在今后雜交親本選配時，應注意抗、感品種的互補，盡量避免后代雜種全部為感病單株。

表4 不同雜交組合F1代對GLS的田間抗性Table 4 Field resistance of F1generation from different cross combinations to GLS

表5 不同雜交組合F1代對蘋果GLS的抗性表現Table 5 Field resistance performance of F1generation from different cross combinations to GLS

隨著分子標記研究的日益深入，一些GLS抗性新標記如SSR[9]和SNP[21]的開發勢必加速蘋果GLS抗病育種的進程。