松花菜抗根腫病種質(zhì)資源的篩選初報

于海歐，樊艷燕

（邢臺雙環(huán)種業(yè)有限公司/河北省松花菜育種技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 邢臺 054001）

松花菜是松散型花椰菜的簡稱，是一種特殊類型的花椰菜。與普通緊花球花椰菜不同，松花菜花球松大、花梗長且綠，因其具有口味佳、營養(yǎng)豐富、久煮不糊等特點而深受消費者喜愛。近幾年，松花菜的種植面積逐年增加，據(jù)統(tǒng)計，目前松花菜的種植面積已占我國花椰菜總種植面積的65%～70%；但是，隨著十字花科根腫菌的大量積累及侵染，松花菜根腫病已經(jīng)嚴(yán)重威脅并制約了松花菜的生產(chǎn)。根腫病是由蕓薹根腫菌（Woron.）鞭毛菌真菌引起的，植株感病后，主根或側(cè)根會形成數(shù)目、大小不等的腫瘤。腫瘤初期表面光滑，后期粗糙且常發(fā)生龜裂，其他雜菌侵入后可造成腐爛，并且根部發(fā)生的腫瘤會嚴(yán)重影響對水分和養(yǎng)分的正常吸收。輕者造成植物生長緩慢、葉片萎蔫，重者則導(dǎo)致植株死亡。生產(chǎn)上用來防治根腫病的方法主要有合理輪作、改良土壤酸堿度、加強田間栽培管理、化學(xué)藥劑土壤消毒、大田灌根等，但這些方法效果有限，培育和應(yīng)用抗病新品種是最經(jīng)濟有效的手段。松花菜資源遺傳背景狹窄，抗病品種相對缺乏，抗病種質(zhì)資源的篩選與鑒定是培育抗病新品種的基礎(chǔ)。因此，本研究對44份松花菜種質(zhì)資源進行苗期根腫病抗性鑒定，以期為開展抗根腫病松花菜新品種選育提供優(yōu)異的育種材料。

1 材料和方法

1.1 試驗時間與地點

試驗于2021年4月10日進行室內(nèi)人工接種鑒定，地點為邢臺雙環(huán)種業(yè)有限公司病理實驗室。

1.2 試驗材料

參試的44份松花菜材料均由邢臺雙環(huán)種業(yè)有限公司提供，編號為C1—C44，其中C1—C35為純合自交系，C36—C44為雜交F代。

1.3 試驗方法

1.3.1 菌種來源及菌液制備

根腫病菌根采自云南省通海縣甘藍(lán)種植基地，清洗干凈后保存于－20 ℃冰箱備用。將預(yù)存于－20 ℃冰箱的甘藍(lán)根腫病菌根解凍，用剪刀將解凍的菌根剪成小塊，放入攪碎機內(nèi)，加入無菌水將其攪碎，4層紗布過濾，將濾液放入冷凍離心機中，2 500 r/min離心5 min，棄上清液，用蒸餾水懸浮沉淀，重復(fù)3次，用血球計數(shù)板統(tǒng)計接種濃度，再用蒸餾水調(diào)至3×10cfu/mL，4 ℃下保存?zhèn)溆茫?4 h 之內(nèi)使用完畢。

1.3.2 接種方法

2021年3月18日，將以上44份松花菜材料播種于日光溫室口徑為12 cm×12 cm的育種缽內(nèi)，設(shè)3次重復(fù)，每重復(fù)10株苗。2021年4月10日，待幼苗長到2～3葉期時，采用傷根灌菌法進行接種試驗。傷根處理后，每個育苗缽中灌入孢子濃度為3×10cfu/mL的懸浮液，待菌液充分吸收后，置于25 ℃左右溫室環(huán)境中，6～7周后調(diào)查發(fā)病情況，并計算病情指數(shù)。每份材料的病情指數(shù)為3個重復(fù)試驗的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

病情分級標(biāo)準(zhǔn)參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)部發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南 結(jié)球甘藍(lán)》，即0級：根無腫大癥狀；1級：主根稍腫大，其直徑小于2倍莖基直徑或須根上有小腫瘤；3級：主根腫大，其直徑為莖基直徑的2～3倍；5級：主根腫大，其直徑為莖基直徑的3～4倍；7級：主根腫大，其直徑為莖基直徑的4倍以上。病情指數(shù)（DI）＝Σ（各級發(fā)病株數(shù)×相對級數(shù)值）/（調(diào)查總株數(shù)×7）×100。抗病性標(biāo)準(zhǔn)為高抗（HR）：DI＜5；抗病（R）：5≤DI＜15；中抗（MR）：15≤DI＜30；感病（S）：30≤DI＜50；高感（HS）：DI≥50。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel 2007進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 松花菜自交系對根腫病的抗性鑒定

從表1可以看出，參試的35份自交系材料中，無對根腫病表現(xiàn)高抗的材料；抗病材料有2份，分別為C17和C32，占總數(shù)的5.7%，其中C17的抗病性最強，病情指數(shù)為10.50；中抗材料有8份，分別為C2、C3、C4、C7、C13、C14、C19、C28，占總數(shù)的22.9%；感病材料19份，占總數(shù)的54.3%；高感材料6份，占總數(shù)的17.1%。總體來說，參試的松花菜材料中，感病材料居多，缺乏高抗根腫病材料。從熟性來看，早熟材料中有2份抗病材料，2份中抗材料，無高抗材料；中熟材料中無高抗和抗病材料，有5份中抗材料；晚熟材料中只有1份中抗材料。

表1 35份松花菜自交系對根腫病的抗性鑒定結(jié)果

2.2 松花菜雜交組合抗性鑒定

從表2可以看出，參試的9份雜交組合中，有C36和C41兩份組合對根腫病表現(xiàn)中抗，其余均為感病。無對根腫病表現(xiàn)高抗和抗病的組合。2份中抗材料中，C36表現(xiàn)早熟，C41表現(xiàn)中熟。雜交組合C36的病情指數(shù)為19.53，由抗病材料C17（病情指數(shù)為10.50）和中抗材料C14（病情指數(shù)24.30）配制而成；雜交組合C41的病情指數(shù)為27.47，由中抗材料C28（病情指數(shù)15.93）和感病材料C29（病情指數(shù)42.37）配制而成，可見2個中抗雜交組合的病情指數(shù)均位于兩個親本之間；其余感病雜交組合除了C37病情指數(shù)大于兩個親本、C39病情指數(shù)小于兩個親本外，其余均位于兩個親本之間。

表2 9份松花菜雜交組合對根腫病的抗性鑒定結(jié)果

3 結(jié)論與討論

目前，有關(guān)松花菜根腫病相關(guān)研究的報道較少。國內(nèi)外研究人員主要針對十字花科的白菜、甘藍(lán)等進行研究，并培育出一些抗根腫病的品種；但是，由于十字花科根腫菌生理小種分化嚴(yán)重，培育出的抗病品種具有一定的地域局限性，如西南農(nóng)業(yè)大學(xué)培育出的西園六號結(jié)球甘藍(lán)只對四川成都地區(qū)的病菌具有抗性。因此，對于十字花科根腫病除了要繼續(xù)不斷篩選抗源材料外，還應(yīng)加強生理小種鑒別體系研究，以便理清我國各地區(qū)小種分布情況。沈向群等、丁云花等、馬丹丹通過對采自全國不同地方的根腫病菌進行鑒定發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)的十字花科蔬菜根腫病菌有2號、4號、7號、10號、11號、15號，以4號生理小種為主；因此，國內(nèi)通過苗期人工接種鑒定篩選抗根腫病材料試驗中大多是用4號生理小種，如張小麗等采用經(jīng)鑒定為4號生理小種的大白菜菌根對446份青花菜、85份近緣種屬材料以及66份松花菜自交系材料進行苗期接種鑒定發(fā)現(xiàn)，青花菜中無抗病材料，近緣種中共篩選出1份免疫材料、1份高抗材料和5份抗病材料，松花菜中篩選出2份高抗材料和9份抗病材料。張煒采用經(jīng)鑒定為4號生理小種的榨菜菌根對12份甘藍(lán)品種進行抗性鑒定，篩選出2個抗病品種。本試驗中采用云南通海的甘藍(lán)根腫病菌根對44份松花菜材料進行抗病鑒定，最終篩選出2份抗病材料C17和C32，10份中抗材料C2、C3、C4、C7、C13、C14、C19、C28、C36、C41，除了C36和C41為雜交種外，其余均為純合自交系，這些自交系將為后續(xù)選育抗根腫病的松花菜新品種奠定材料基礎(chǔ)；但是，本試驗并未對所用菌根進行生理小種鑒定，所篩選出的抗病材料只是針對通海地區(qū)的根腫病菌，對于其他地區(qū)是否具有抗性需繼續(xù)篩選研究；因此，為培育出具有廣譜抗性的新品種，還需要進一步加強篩選對來自不同地區(qū)的病菌均具有抗性的材料，同時繼續(xù)引進國內(nèi)外優(yōu)異種質(zhì)資源及通過游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)、遠(yuǎn)緣雜交等技術(shù)創(chuàng)制新的種質(zhì)資源。

根腫病的抗病遺傳規(guī)律是培育抗病品種的理論基礎(chǔ)，為弄清十字花科根腫病抗性遺傳規(guī)律，國內(nèi)外研究人員進行了大量的研究工作，F(xiàn)igdore等利用感病花椰菜與抗病青花菜雜交F和F代群體進行根腫病抗性遺傳規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)，根腫病抗性受多基因控制，包含一個主效基因和多個微效基因，F(xiàn)植株的病情指數(shù)介于兩親本之間；司軍研究表明，甘藍(lán)對根腫病的遺傳抗性至少受2對以上基因控制，表現(xiàn)為不完全隱性，呈現(xiàn)數(shù)量性狀遺傳特點；袁天成對綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良的抗根腫病甘藍(lán)新組合和骨干親本進行人工接種試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)多數(shù)F代的病情指數(shù)位于兩親本之間，兩個親本對后代根腫病抗性的貢獻(xiàn)不同，較抗病親本的抗性基因在雜合子中沒有得到完全表達(dá)。本試驗中，通過比較9份松花菜雜交組合的病情指數(shù)與對應(yīng)親本的病情指數(shù)發(fā)現(xiàn)，雜交F代的病情指數(shù)多位于兩親本之間，此結(jié)果與Figdore等、袁天成的研究結(jié)果一致。因此，松花菜的根腫病抗性遺傳規(guī)律與青花菜、甘藍(lán)類似，不是簡單的單基因顯性或隱性遺傳，而是由多基因控制的數(shù)量性狀遺傳。在選育抗根腫病的松花菜新品種時，盡量選擇兩個親本都具有一定抗性的材料或者兩個親本中有一個抗性強的材料，這樣在雜交F代中才有可能獲得抗性較好的組合。

本研究通過對松花菜純合自交系和雜交F代材料進行根腫病抗性篩選，獲得了一批抗性較好的種質(zhì)資源，可直接用于配制抗根腫病松花菜新品種；同時，通過對雜交F代與對應(yīng)親本之間病情指數(shù)的比較分析，首次對松花菜根腫病抗性遺傳規(guī)律進行了初步探索，以期為后續(xù)選育抗根腫病的松花菜新品種提供理論指導(dǎo)。另外，由于所用根腫病菌根地理來源單一，篩選的材料數(shù)量有限，試驗有待進一步深入研究。