內蒙古9種馬鈴薯主栽品種對黑脛病抗性評價

張競丹，孫平平，張 佳，張 磊，呂文霞，馬 強，李正男*

（1.內蒙古農業大學園藝與植物保護學院，內蒙古 呼和浩特 010018；2.內蒙古中加農業生物科技有限公司，內蒙古 烏蘭察布 011800）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是世界主要的糧食作物，2020 年中國馬鈴薯種植面積約465.61萬hm2，產量約1 798.3 萬t，栽培面積約占全球的27%，總產量約占世界總產量的25%[1]；內蒙古自治區是中國馬鈴薯重點產區，2020 年種植面積為27.74 萬hm2，產量高達124.2 萬t。由于馬鈴薯種植面積的逐年增加，倒茬等農耕措施目前已經很難實現，所以土傳性病害的發生逐年加重，特別是馬鈴薯黑脛病呈現逐年增長的趨勢。

馬鈴薯黑脛病是對馬鈴薯種植有嚴重危害的病害，該病害對中國各地區的馬鈴薯種植都有極大影響，危害較輕的地區地塊發病率在2%~5%，在危害較嚴重的區域，地塊發病率最高達到了50%，給中國馬鈴薯種植業造成了巨大的損失[2]。目前所知的馬鈴薯黑脛病的主要病原菌有黑腐果膠桿菌（Pectobacterium atroseptica）、胡蘿卜軟腐果膠桿菌巴西亞種[3（]P. carotovorumsubsp.brasiliensis）、胡蘿卜軟腐果膠桿菌胡蘿卜亞種[4（]P. carotovorumsubsp.carotovorum）以及菊果膠桿菌[5（]P.chrysanthemi）。對內蒙古自治區馬鈴薯黑脛病病原菌的研究較少。李克萊[6]與王旭等[7]在內蒙古自治區呼和浩特市區和多倫地區發現了由P. atroseptica引起的馬鈴薯黑脛病；田艷麗等[8]在內蒙古自治區錫林郭勒盟發現由P. carotovorumsubsp.brasiliensis單一侵染引起的馬鈴薯黑脛病。帶菌種薯是馬鈴薯黑脛病傳播的主要途徑，病原菌可以通過傷口直接侵染[9]，還可以通過灌溉水、昆蟲、土壤等其他田間物質傳播[10,11]。感病植株的帶病種薯最先發病，由匍匐莖傳至莖基部使其變黑，嚴重時呈水漬狀腐爛，逐漸擴展到莖上部；使得養分和水分無法傳導至葉片，引起葉片出現卷曲皺縮、褪綠黃化等現象；最終莖稈腐爛，植株全部枯死[12-14]。

馬鈴薯黑脛病防控治療的最佳方法是培育馬鈴薯高抗品種。中國目前很少有針對于馬鈴薯黑脛病的抗性品種篩選方面的研究，宋揚等[15]參照Lapwood等[16]的方法并改進后成功測試了美國緬因州的24份馬鈴薯品種對黑脛病菌Dickeya dianthicolaME30和P.wasabiaeWPP163的抗性，認為‘Ranger Russet’和‘Sangre’2 個品種對2 種病原菌均具有良好的抗性能力。王立春等[17]采用將腐爛區域進行分級抗性評定的方法對來自不同國家及地區的40個馬鈴薯品種進行評價和篩選，結果表明歐美地區馬鈴薯品種呈高抗，國內品種抗性水平主要集中在中感及中抗上。但是，對內蒙古自治區馬鈴薯品種的抗性篩選尚未見報道。因此，本試驗對在內蒙古自治區各地區采集的馬鈴薯品種的抗性進行評價，期望篩選出對馬鈴薯黑脛病具有抗性的品種，為馬鈴薯高質量生產做出貢獻。

1 材料與方法

1.1 供試病原菌

馬鈴薯黑脛病病原菌P. atrosepticumTDHJ7，由內蒙古農業大學園藝作物病害病原生物學及綜合防控實驗室分離自內蒙古自治區武川縣表現顯著黑脛病癥狀的‘費烏瑞它’馬鈴薯莖基部，純化菌株置于20%甘油中，-80℃冰箱保存備用。

1.2 供試馬鈴薯品種

馬鈴薯品種為‘V7’‘英尼維特’‘費烏瑞它’‘大西洋’‘冀張薯 12 號’‘夏坡蒂’‘布爾斑克’‘中加7 號’和‘中加2 號’，由內蒙古中加農業生物科技有限公司提供。

1.3 供試試劑

LBA 固體培養基：10 g 胰蛋白胨，10 g NaCl，5 g酵母提取物，20 g瓊脂粉，1 000 mL去離子水。

LB液體培養基：不含瓊脂粉，其余與LBA相同。

1.4 馬鈴薯塊莖抗性評價

1.4.1 菌懸液的制備

取 100 μL 在-80℃環境下保存的 TDHJ7 涂在LBA 固體培養基上，28℃復壯48 h。挑取單菌落接種于100 mL 高溫滅菌過的LB 液體培養基中，28℃、180 r/min 培養48 h，將菌懸液濃度調至106cfu/mL。

1.4.2 塊莖接種

選取無病無傷的9 個供試馬鈴薯品種，于1%次氯酸鈉溶液中浸泡5 min，達到消毒的目的，無菌水清洗3次后晾干備用。將馬鈴薯切成寬2 cm的厚片，并依次在馬鈴薯切片中央用無菌打孔器打一個直徑 4 mm × 深 2 mm 的圓孔，加入 10 μL 菌懸液，每個品種重復3次，以接種等量無菌水的薯塊作為對照組。將浸滿去離子水的滅菌濾紙鋪入滅菌培養皿中，蓋上皿蓋確保濕度。置于恒溫25℃的黑暗培養箱培養36 h后，調查其發病情況。

1.4.3 發病情況調查

參照Lapwood 等[16]的方法測量腐爛區域的病斑直徑，沿接種點縱切，測量薯塊縱切面接種點以下腐爛區域的深度和寬度（mm），以其乘積的值的平均數代表腐爛區域的切面面積，切片面積/100 得到腐爛程度（cm2）。對品種間進行抗性分級，分級標準為：腐爛區域切面面積數值為0~1 時馬鈴薯品種抗病類型為高抗（HR）；1~2 時為抗病（R）；2~3 時為中抗（MR）；3~4 時為中感（MS）；≥4時為高感（HS）。

1.5 溫室盆栽條件下馬鈴薯品種的抗性測定

1.5.1 馬鈴薯種植與接種

盆栽測定試驗于2021 年7 月在內蒙古農業大學園藝作物病害病原生物學及綜合防控實驗室進行。每個品種選擇形態完好，無明顯傷病的馬鈴薯，從芽眼附近把馬鈴薯切開，每個馬鈴薯切為3塊，切開的薯塊傷口愈合48 h 后種植在容積4 L、裝有無菌的細沙與腐殖土等量混勻的盆中，16 h光照/8 h 黑暗條件下培養，濕度在70%左右，溫度控制在25℃。待馬鈴薯植株長出高約7~8 cm（種植后10 d），將10 μL 106cfu/mL 的菌懸液注射到馬鈴薯植株的莖基部。每個品種設定6 盆重復，以注射等量無菌水的馬鈴薯植株作為對照組，并采用隨機區組方式排列盆栽。

1.5.2 病害調查及評價

接種病原菌后觀察2、4、6、8、10、12、14和21 d 的發病情況，測量發病馬鈴薯莖基部的病斑直徑，并記錄發病植株數，發病株數與總株數的比值得到發病率；隨著病斑直徑的擴展，有植株枯死的現象，計算枯死率，枯死后的植株病斑直徑按照10 cm計算。

另外參照宋揚等[15]的方法，以接種點為中心測定上下各5 cm 范圍內的發病面積占調查面積的比率，并對馬鈴薯進行抗性評價。調查范圍內無病害發生時，其抗病等級為0；0＜發病面積≤25%時抗病等級為1；25%＜發病面積≤50%時抗病等級為2；50%＜發病面積≤75%時抗病等級為3；75%＜發病面積≤100%時抗病等級為4。

計算21 d 的抗病等級平均值，以抗病等級平均值評價抗病性：當0≤抗病等級平均值＜1時抗病類型為高抗（HR）；當1≤抗病等級平均值＜2 時為抗病（R）；當2≤抗病等級平均值＜3 時為中抗（MR）；當3≤抗病等級平均值＜4 時為中感（MS）；當抗病等級平均值=4時為高感（HS）。

2 結果與分析

2.1 離體條件下馬鈴薯塊莖對P. atrosepticum TDHJ7的抗性評價

對9 個品種的馬鈴薯塊莖接種病原菌P. atrosepticumTDHJ7 后36 h 的發病情況進行調查評價（圖1）。‘V7’與‘英尼維特’2個品種的病斑寬度分別為10.06 和19.71 mm，深度分別為10.77和9.37 mm，腐爛程度分別為1.08 和1.85 cm2，評定為抗性品種；表現為中抗（MR）的品種有‘大西洋’‘夏坡蒂’和‘中加7 號’，抗性品種占所測試馬鈴薯品種的55.56%。表現為中感（MS）的馬鈴薯品種有‘冀張薯12 號’與‘布爾斑克’，‘費烏瑞它’和‘中加2 號’2 個品種接種后薯塊的病斑寬度為38.61 和37.45 mm，病斑深度為13.23 和13.15 mm，腐爛程度均大于4 cm2，為高感品種（HS）（表1）。

表1 離體塊莖接種法測定9個馬鈴薯品種對P.atrosepticum TDHJ7的抗性評價Table 1 Resistance evaluation of nine potato varieties to P.atrosepticum TDHJ7 using tuber inoculation

圖1 離體塊莖法測定9個馬鈴薯品種接種P.atrosepticum TDHJ7后的病斑Figure 1 Disease symptoms of nine potato varieties inoculated with P.atrosepticum TDHJ7 using in vitro tuber inoculation method

2.2 溫室盆栽條件下9個馬鈴薯品種對P.atrosepticum TDHJ7的抗性評價

溫室盆栽條件測定9 個馬鈴薯品種接種病原菌P. atrosepticumTDHJ7 后21 d 內的發病情況（圖2~4）。隨著接種天數的增加，9 個馬鈴薯品種的病斑直徑與枯死率逐漸升高，并表現出相似的趨勢。在注射接種6 d 時‘費烏瑞它’的病斑直徑和枯死率顯著增加，病斑直徑達65.8 mm，枯死率為45.5%，明顯高于其他品種，并在測定期間均明顯高于其他品種，在21 d 時的病斑直徑達到87.82 mm，枯死率為81.82%。‘中加2 號’馬鈴薯在接種后6 d內的病斑直徑和枯死率明顯增加，隨后病斑直徑與枯死率增長緩慢，在21 d 時病斑直徑與枯死率均低于‘夏坡蒂’‘中加7 號’與‘布爾斑克’。‘大西洋’在12 d 內的枯死率一直為0，接種后14 d開始有枯死，21 d的枯死率為5%。

圖2 盆栽注射法測定9個馬鈴薯品種對P.atrosepticum TDHJ7的發病情況Figure 2 Disease symptoms of nine potted potato varieties inoculated with P.atrosepticum TDHJ7 using injection inoculation method

根據盆栽注射接種21 d 后的發病情況對9 個馬鈴薯品種的抗病性進行評價（表2）。在測試的9個品種中，‘英尼維特’‘冀張薯12號’與‘V7’的抗病等級均小于2，為抗性品種；‘費烏瑞它’的抗病等級為3.64，為中感品種，其他5 個品種均為中抗品種。

表2 溫室盆栽注射法測定9個馬鈴薯品種對P.atrosepticum TDHJ7的抗性評價Table 2 Resistance evaluation of nine potted potato varieties to P.atrosepticum TDHJ7 by injection inoculation method in greenhouse

圖3 溫室盆栽條件下9個馬鈴薯品種病斑直徑變化Figure 3 Disease diameter of nine potted potato varieties in greenhouse

圖4 溫室盆栽條件下9個馬鈴薯品種枯死率變化Figure 4 Death ratio of nine potted potato varieties in greenhouse

3 討 論

種植抗病品種可以極大的解決農藥等高殘留化學物質的使用，是病害防控中最有效的植保措施之一。通過抗病資源的篩查，可為抗病育種提供基礎的抗性數據，為抗性新品種的培育提供優良種質。病害在發生過程中受到病原、環境、寄主之間的相互影響，因此，對于一個病害的防控應是因地制宜的依據種植地的情況開展。中國對馬鈴薯黑脛病抗性品種的篩選研究較少，僅見宋揚等[15]比較了美國緬因州的24 份馬鈴薯品種的抗黑脛病能力，王立春等[17]對不同國家和地區的40個品種進行篩選，而內蒙古自治區作為中國馬鈴薯的重要產區之一，黑脛病發生逐年加重，但是內蒙古自治區主要馬鈴薯栽培品種對抗黑脛病能力未見報道。本研究評價的9 個馬鈴薯品種是目前內蒙古自治區種植較為廣泛的品種，所用病原菌分離自內蒙古自治區馬鈴薯的主栽區，因此本研究開展的抗性評價，對內蒙古自治區馬鈴薯生產以及黑脛病防控具有指導意義。

馬鈴薯黑脛病菌在馬鈴薯生長的不同時期侵染會引起不同的癥狀和不同程度的危害[13]，如苗期侵染，可以造成植株死亡，甚至導致絕收；生長中期侵染主要造成減產；生長后期侵染就會危害塊莖，導致商品性下降。因此為了全面評價9個馬鈴薯品種對黑脛病的抗性，采用了離體馬鈴薯塊莖接種、活體馬鈴薯盆栽植株接種兩種方式對其抗性進行了評價，這樣更能全面地評價9 個馬鈴薯品種對黑脛病的抗性[15]，以確保無論在生產階段的任何時期侵染均可以將產量損失降低到最低。

本試驗通過對在內蒙古自治區廣泛種植的9個馬鈴薯品種的黑脛病抗性進行了評價，篩選出了在離體條件下對馬鈴薯黑脛病具有良好抗性的品種有‘英尼維特’‘V7’；在溫室盆栽條件下對馬鈴薯黑脛病具有良好抗性的品種有‘英尼維特’‘冀張薯 12 號’‘V7’。綜合評價，‘V7’‘英尼維特’這2 個品種是極有發展潛力的抗性品種。隨著內蒙古自治區馬鈴薯種植面積的增加，通過倒茬等農藝措施實現土傳病害的防控已經難以實現，合理的水分管控、抗性品種種植及栽培過程中土壤益生微生物群落的恢復是下一步研究的重點，以期為馬鈴薯的安全生產提供指導。