橡膠樹種質(zhì)資源抗白粉病調(diào)查及分析

官 鑫，彭延麟，胡彥師，曾 霞，涂 敏

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所，海口571101；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院，昆明650201）

白粉病是橡膠樹最主要的侵染性病害，由專性寄生的橡膠樹粉孢菌（Oidium heveaeSteinm.）引起［1］，為典型的氣候性病害，其發(fā)生和流行與氣象條件、橡膠樹物候期以及病原菌數(shù)量等3個因素密切相關(guān)［2，3］。春季是該病的主要流行季節(jié)，尤其威脅橡膠樹嫩葉（古銅期及變色期葉片）、嫩芽、嫩梢和花序。嫩葉感病初期，葉面或背面出現(xiàn)輻射狀的銀白色蛛網(wǎng)狀菌絲，隨后在病斑上出現(xiàn)一層白粉，形成大小不一的白粉病斑［4，5］。發(fā)病嚴重時，整個病葉布滿白粉，葉片皺縮畸形、變黃，最后脫落，不脫落的病葉隨著葉片的老化和氣溫的升高，病斑上的白粉逐漸消失，留下白色癬狀斑、退綠半透明黃斑或黃褐色壞死斑。花序感病后，花梗或花蕾出現(xiàn)小白色菌斑，嚴重時整個花序布滿白粉，花蕾大量脫落，只留下光禿禿的花軸［6，7］。白粉病會降低橡膠樹光合作用，導(dǎo)致橡膠樹生長遲緩，膠乳產(chǎn)量降低，最高可造成橡膠樹減產(chǎn)45%［8，9］。

橡膠樹白粉病最早1918年報道于印尼爪哇［10］，1958年在巴西第一次暴發(fā)［11］，Braun等［12］報道橡膠樹白粉病分布在亞洲的柬埔寨、印度、印度尼西亞、馬來西亞、斯里蘭卡、泰國和越南，以及一些非洲國家，如剛果、加納、坦桑尼亞和烏干達。2015年發(fā)現(xiàn)該病還分布于文萊達魯薩蘭國、喀麥隆、馬拉維、馬來半島和緬甸等國家［13，14］。中國于1951年在海南島發(fā)現(xiàn)此病，1960年在云南省河口墾區(qū)發(fā)現(xiàn)該病［15］。1959年，在海南省大面積發(fā)生流行，引起橡膠樹新抽的嫩葉連續(xù)脫落，推遲當年開割期，導(dǎo)致干膠產(chǎn)量比上年減產(chǎn)50%左右。1985年云南省河口墾區(qū)白粉病全面流行，當年干膠減產(chǎn)3 000 t，損失2 400萬元。2008年云南省西雙版納傣族自治州受大氣環(huán)流影響，該地區(qū)出現(xiàn)持續(xù)高溫多雨的天氣，暴發(fā)了該地區(qū)橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展50多年來最嚴重的白粉病害，導(dǎo)致橡膠減產(chǎn)約1.5萬t，經(jīng)濟損失約3億元。2017年西雙版納傣族自治州植膠區(qū)橡膠樹白粉病泛濫，據(jù)測算因白粉病導(dǎo)致天然橡膠產(chǎn)量損失12 283.8 t，金額達1.718 5億元［16］。由于中國植膠區(qū)地處熱帶北緣，每年冬春低溫潮濕環(huán)境給白粉病創(chuàng)造了良好的物候條件，重病年發(fā)生頻次越來越高［17］，給植膠業(yè)帶來了巨大損失。

橡膠樹白粉病以化學(xué)防治為主，雖然化學(xué)防治可以在短期內(nèi)控制病害的發(fā)展，但容易產(chǎn)生藥害，使病原菌產(chǎn)生抗藥性［18］，其次橡膠樹具有較高的樹干和冠層結(jié)構(gòu)，因而化學(xué)防治常出現(xiàn)用藥量大、成本高、環(huán)境污染嚴重等問題［9］。與化學(xué)防治相比，選育抗病品種是最經(jīng)濟有效的防治手段，目前全球橡膠樹抗白粉病育種進展緩慢，橡膠樹的白粉病抗性品種較為匱乏。已報道的抗性品種主要為印尼爪哇20世紀40年代發(fā)現(xiàn)的避病品種LCB870［19］，斯里蘭卡50年代中期選育的RRIC52［20］，馬來西亞無性系RRIM3001、RRIM2001、RRIM2002、RRIM2023和RRIM2024被 鑒 定 為 抗 性 品 系［21］。巴 西 無 性 系IAC35、IAC40、IAC56、IAC303和IAN4493被鑒定為高抗性，IAC300、IAC301、IAC302和IAN3156被鑒定為中等抗性［9］。印度尼西亞篩選到9種對白粉病具有抗性的品系（IRR205、IRR206、IRR207、IRR208、IRR215、IRR216、IRR217、IRR219、IRR220）［22］。中國20世紀60年代選育出紅山67-15，2005年P(guān)riya?darshan等［23］報道紅山67-15和大豐95對白粉病具有高度抗性。目前對白粉病抗性無性系的篩選結(jié)果表 明，PB86、RRIC52、PR261、RRIM703和IAN45-873具有明顯的抗性。至2019年底，國家橡膠樹種質(zhì)資源圃保存了橡膠樹種質(zhì)資源6個種6 175份，其中野生巴西橡膠樹種質(zhì)資源5 710份，Wickham種質(zhì)454份，橡膠樹屬其他種材料11份。2020年春季，橡膠樹白粉病暴發(fā)流行，通過對橡膠樹國家種質(zhì)資源圃內(nèi)保存的種質(zhì)資源進行白粉病抗性調(diào)查，發(fā)掘其中的抗病種質(zhì)資源，以期為橡膠樹抗病選育提供育種材料。

1 材料與方法

1.1 材料

共調(diào)查橡膠樹種質(zhì)4 788份，包括Wickham栽培種質(zhì)444份，Amazon野生種質(zhì)4 344份，其中來自Acre地區(qū)的有1 631份，占37.55%；來自Rodonia地區(qū)的有1 813份，占41.74%；來自Mato Grosso地區(qū)的有829份，占19.08%；來自其他地區(qū)的有71份，占1.63%。

1.2 調(diào)查時間和地點

調(diào)查時間為2020年3月下旬橡膠樹白粉病流行末期；調(diào)查地點為國家橡膠樹種質(zhì)資源圃。

1.3 調(diào)查方法

在國家橡膠樹種質(zhì)資源圃內(nèi)，參照《橡膠樹白粉病測報技術(shù)規(guī)程》［24］逐株調(diào)查，記錄白粉病為害級別、品系等。

1.4 病情指數(shù)及抗性水平評價

白粉病整株分級標準如下。0級，無病或少數(shù)葉片有少量病斑；1級，多數(shù)葉片有少量病斑；2級，多數(shù)葉片有較多病斑；3級，病斑累累或葉片輕度皺縮，或因病落葉約1/10；4級，病斑密布或葉片中度皺縮，或因病落葉約1/3；5級，葉片因病嚴重皺縮，或因病落葉1/2以上。

病情指數(shù)=［Σ（各級病株數(shù)×該病級值）/（調(diào)查總株數(shù)×最高級值）］×100

參考NY/T 2814—2015［25］，抗病類型分級標準如下。

高度抗病，病情指數(shù)在15以下；抗病，病情指數(shù)為［15.1，30.0］；中度抗病，病情指數(shù)為［30.1，40.0］；中度感病，病情指數(shù)［40.1，60.0］；感病，病情指數(shù)為［60.1，80.0］；高度感病，病情指數(shù)在80.1以上。

1.5 氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)收集

從儋州市氣象局收集2020年1—3月氣象資料，包含月平均高溫、月平均低溫、月降雨天數(shù)、月平均濕度等，如表1所示。1、2、3月極端高溫分別為29、33、38℃，分別出現(xiàn)在1月9日、2月15日、3月9日，1、2、3月極端低溫分別為11、12、18℃，分別出現(xiàn)在1月29日、2月16日、3月1日；平均濕度均在80%及以上。

2 結(jié)果與分析

2.1 橡膠樹種質(zhì)抗白粉病調(diào)查結(jié)果

調(diào)查結(jié)果（表2）表明，4 788份橡膠樹種質(zhì)對白粉病的抗感類型基本呈正態(tài)分布，抗病種質(zhì)18份，全為Amazon野生種質(zhì)；中抗種質(zhì)146份，其中145份為Amazon野生種質(zhì)，1份為Wickham栽培種質(zhì)；中感種質(zhì)1 180份；感病種質(zhì)2 557份；高感種質(zhì)887份。從抗感類型的分布比例來看，Amazon野生種質(zhì)抗病與中抗的比例分別為0.41%和3.34%，均遠高于Wickham栽培種質(zhì)的0和0.22%；而中感、感病與高感的占比差異不大。

2.2 不同來源的橡膠樹野生種質(zhì)對白粉病的抗性水平

由表3可知，抗白粉病野生種質(zhì)在巴西亞馬遜流域分布不均勻，其中，Rodonia地區(qū)最多，有8份，Acre地區(qū)次之，有6份，Mato Grosso地區(qū)和其他地區(qū)各2份。

表1 2020年1—3月儋州市主要氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計

表2 橡膠樹種質(zhì)抗白粉病調(diào)查結(jié)果

表3 不同來源的橡膠樹Amazon野生種質(zhì)抗白粉病調(diào)查結(jié)果

3 討論

白粉病目前已成為橡膠產(chǎn)區(qū)的主要病害之一，由于缺乏抗病品種，一旦溫度和濕度等環(huán)境條件適宜，橡膠樹白粉病就會大暴發(fā)，呈現(xiàn)出發(fā)病時間短、流行速度快等特點，嚴重影響橡膠的產(chǎn)量和質(zhì)量，從而進一步影響農(nóng)民增收和橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展［9］。目前防治橡膠樹白粉病的化學(xué)藥劑主要是施用硫磺粉、粉銹寧等，藥劑防治不僅導(dǎo)致種植成本的增加，還造成環(huán)境污染。種植抗病品種是防治病害最經(jīng)濟環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的方式。篩選鑒定橡膠樹抗病種質(zhì)，是解決目前抗病親本缺乏、抗病育種進程受限的重要途徑之一。

中國的橡膠種質(zhì)資源收集及白粉病抗性鑒定工作一直在進行，但鑒定出的抗病品種很少。2020年春季溫度適合，降雨較多，濕度較大，且橡膠落葉不徹底，存在邊落葉邊抽葉現(xiàn)象，越冬菌源基數(shù)大，利于白粉病的流行。同時由于春季新型冠狀病毒肺炎疫情的暴發(fā)，未能及時對橡膠樹白粉病進行藥劑防治，導(dǎo)致橡膠樹白粉病發(fā)病嚴重，適合進行大田調(diào)查以篩選抗病種質(zhì)。

與以往報道的Wichkham栽培種質(zhì)的抗白粉病結(jié)果不一致，2020年春季調(diào)查表明，共篩選到18份抗性材料均來源于Amazon野生種質(zhì)，Wickham栽培種質(zhì)中僅有1份表現(xiàn)中度抗性。Alice等［26］研究表明野生橡膠樹種質(zhì)中AC/S/12 42/59、AC/S/12 42/186和RO/CM/1044/07對白粉病顯示高度抗性。Naray?anan等［27］對印度野生橡膠樹種質(zhì)的長期評估表明，MT 48/59、MT 51/36、RO 37/94、RO 50/35、RO 50/87、RO 51/60、RO 53/65、RO 17/37、AC 5/87和AC53/02對白粉病具有穩(wěn)定的抗性。涂敏等［15］篩選出6個對白粉病具有高度抗性的野生品種（GPJS 5010、GPJS5011、GPJS5902、GPJS5946、GPJS6039和GPJS 6042）。方家林等［28］、余卓桐等［29］對國內(nèi)選育的50份橡膠樹品系進行抗性劃分，從而鑒定出6份抗病品種。本試驗調(diào)查顯示，中抗以上種質(zhì)僅占總資源數(shù)的3.43%，表明抗白粉病種質(zhì)資源極為匱乏與寶貴。目前，利用分子生物技術(shù)提高植物的抗病能力進展迅速，橡膠樹抗白粉病相關(guān)功能基因國內(nèi)外有HbMlo［30-32］、HbLFG1、HbLFG2［33］、HbFER［34］和Hb?GNOM［35］等被報道克隆，部分基因轉(zhuǎn)擬南芥驗證了基因功能。總體來說，橡膠樹抗白粉病相關(guān)功能基因相對數(shù)量偏少。從長遠來看，發(fā)掘和利用橡膠樹Amazon野生種質(zhì)中的抗病品種和抗病基因，可以為橡膠樹抗病育種提供育種材料和基因來源，對抗病品種的選育具有重要意義。