四川省馬鈴薯主栽品種對晚疫病的抗性評價

李洪浩， 陶 向， 范中菡， 陳慶華， 王曉黎， 胡建軍， 唐銘霞， 王克秀*

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所， 四川 成都 610066；2.四川師范大學(xué)， 四川 成都 610101；3.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物研究所， 四川 成都 610066)

0 引言

【研究意義】馬鈴薯是我國第四大主糧作物，營養(yǎng)豐富，在我國廣泛種植。由卵菌致病疫霉〔Phytophthorainfestans(Mont.) de Bary〕引起的馬鈴薯晚疫病是危害其生產(chǎn)的主要病害之一，且危害程度高、流行速度快、防治難度大，全球每年因馬鈴薯晚疫病造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)170億美元，中國的損失約10億美元[1]。馬鈴薯晚疫病屬典型的氣候型流行性病害，其發(fā)生和流行與氣溫和濕度等氣候因素關(guān)系密切，近年來在我國西南地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重，發(fā)病面積約占種植面積的1/3[2]。CARAH預(yù)警模型是比利時埃諾省(Hainaut)農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究中心(Centre for Applied Research in Agriculture-Hainaut,CARAH)開發(fā)的馬鈴薯晚疫病預(yù)警系統(tǒng)，其基于氣象數(shù)據(jù)(溫度、相對濕度和降雨量)和晚疫病菌的侵染規(guī)律預(yù)測馬鈴薯晚疫病的發(fā)生狀況[3]，可有效預(yù)測馬鈴薯晚疫病的發(fā)生[4]。近年來，四川省馬鈴薯種植面積穩(wěn)定在67萬hm2以上，是國內(nèi)馬鈴薯重要產(chǎn)區(qū)之一，也是馬鈴薯晚疫病高發(fā)區(qū)。因此，利用CARAH預(yù)警模型評價四川省馬鈴薯主栽品種晚疫病的抗性，對四川省馬鈴薯的區(qū)域合理布局及產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】種植抗病馬鈴薯品種是預(yù)防馬鈴薯晚疫病最經(jīng)濟(jì)有效的措施，但隨著種植年限的增加，病原菌的致病性產(chǎn)生變異，品種抗病性存在明顯差異[5]。肖春芳等[6]采用病情發(fā)展曲線下面積法和病情指數(shù)法評價結(jié)果表明，武陵山區(qū)13個主栽馬鈴薯品種僅3個馬鈴薯品種為抗病。李威等[7]研究表明，貴州省10個主栽馬鈴薯品種僅2個品種晚疫病田間抗病性為中抗。馮明義等[8]對貴州春播一熟區(qū)36個馬鈴薯品種(系)進(jìn)行晚疫病田間抗性評價，僅3個品種(系)為高抗，占參試品種的8.3%。【研究切入點(diǎn)】受地理環(huán)境、氣候狀況、品種特性和耕作方式等因素的影響，同一品種在不同地域?qū)︸R鈴薯晚疫病的抗性程度不同。目前為止，針對四川省馬鈴薯主栽品種對晚疫病的抗性評價鮮見報道，為此，利用CARAH馬鈴薯晚疫病預(yù)警模型評價四川省馬鈴薯主栽品種對晚疫病的抗性程度。【擬解決的關(guān)鍵問題】探明四川省馬鈴薯主栽品種對晚疫病的抗性程度，旨在提升四川省馬鈴薯晚疫病預(yù)警防控水平，以期為馬鈴薯品種布局和抗病品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年在成都市彭州市龍門山鎮(zhèn)進(jìn)行，試驗地塊的馬鈴薯晚疫病常年嚴(yán)重發(fā)生，海拔950 m，地勢平坦，土壤肥力中等。

1.2 供試品種

馬鈴薯品種為川芋10號、川芋117、川芋56、達(dá)芋2號、費(fèi)烏瑞它、會-2、麗薯6號、涼薯97、隴薯10號、米拉、青薯9號、蓉紫芋5號、希森6號、夏波蒂和興佳2號，共計15個品種，均為四川省生產(chǎn)上的主栽品種。

1.3 方法

1.3.1 播種與施肥 采取單行單壟整播馬鈴薯，株距0.3 m，行距0.6 m。每個品種每小區(qū)面積15 m2， 3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)保護(hù)行0.6 m。播種日期為2021年2月1日，以硫酸鉀型復(fù)合肥(N∶P∶K=15∶15∶15)750 kg/hm2作底肥，全程不進(jìn)行馬鈴薯晚疫病防治。

1.3.2 馬鈴薯晚疫病侵染監(jiān)測 采用無線自動氣象站MLS 1306監(jiān)測田間每小時的氣溫和相對濕度，無線傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行侵染程度分析，并根據(jù)Conce的方法繪制馬鈴薯晚疫病侵染病程曲線，參考Guntz-Divoux模型計算馬鈴薯晚疫病的潛在侵染程度[9]。

1.3.3 病害調(diào)查 馬鈴薯晚疫病調(diào)查分級標(biāo)準(zhǔn)參考《農(nóng)藥田間藥效試驗準(zhǔn)則(一)》劃分：0級，無病斑；1級，病斑面積占整個葉面積的5%以下；3級，病斑面積占整個葉面積的6%～10%；5級，病斑面積占整個葉面積的11%～20%；7級，病斑面積占整個葉面積的21%～50%；9級，病斑面積占整個葉面積的50%以上[10]。

1.3.4 抗性評價 以感病品種費(fèi)烏瑞它發(fā)病高峰期的病情指數(shù)為對照(CK)，采用相對抗病指數(shù)評價各品種對馬鈴薯晚疫病的抗性程度，分為免疫(I)、高抗(HR)、中抗(MR)、中感(MS)和高感(HS)，相對抗病指數(shù)分別為1.00、0.80～0.99、0.40～0.79、0.20～0.39和0.20以下[11]。

相對抗病指數(shù)=1-供試品種平均病情指數(shù)/對照品種平均病情指數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 馬鈴薯晚疫病的侵染病程

馬鈴薯出苗日期為3月10日，即播種后第37天，此時CARAH預(yù)警模型顯示為馬鈴薯晚疫病第1代第1次侵染；費(fèi)烏瑞它在4月12日出現(xiàn)馬鈴薯晚疫病中心病株，為馬鈴薯晚疫病第4代第1次侵染，侵染病程累積分值為2.5分(圖1)。希森6號、蓉紫芋5號、夏波蒂、川芋56、興佳2號、會-2、川芋117、川芋10號和米拉9個品種主要在馬鈴薯晚疫病第4代侵染病程末期陸續(xù)出現(xiàn)中心病株，涼薯97、隴薯10號、青薯9號、麗薯6號和達(dá)芋2號5個品種主要在第5代侵染病程陸續(xù)出現(xiàn)中心病株。試驗期馬鈴薯晚疫病侵染病程共8代，出現(xiàn)46次侵染。其中，極重度侵染、重度侵染、中度侵染和輕度侵染分別發(fā)生18次、8次、4次和16次，發(fā)生比例分別為39.13%、17.39%、8.70%和34.78%。

圖1 2021年彭州市龍門山鎮(zhèn)馬鈴薯晚疫病前6代的侵染病程曲線

2.2 不同品種對馬鈴薯晚疫病的抗性評價

從表1可知，15個品種中無免疫品種，病情指數(shù)為9.82～82.65，費(fèi)烏瑞它(CK)最高，達(dá)芋2號最低。與CK相比，達(dá)芋2號、麗薯6號、青薯9號、隴薯10號和涼薯97表現(xiàn)為高抗，占供試品種的33.33%；米拉、川芋10號、川芋117和會-2表現(xiàn)為中抗，占26.67%；興佳2號和川芋56表現(xiàn)為中感，占13.33%；夏波蒂、蓉紫芋5號和希森6號表現(xiàn)為高感，占20.00%。

表1 不同品種馬鈴薯晚疫病的病情指數(shù)與抗性評價

3 討論

馬鈴薯晚疫病發(fā)生的嚴(yán)重程度受品種特性、病原菌致病性、栽培管理水平和氣候狀況等因素的影響。青薯9號在四川對馬鈴薯晚疫病的抗病性較強(qiáng)，但在湖北[6]、貴州[7]和陜西[12]等地的抗病性表現(xiàn)為中感、中抗或抗病，可能與不同區(qū)域馬鈴薯晚疫病菌致病力差異有關(guān)。研究結(jié)果表明，試驗期馬鈴薯晚疫病侵染病程共8代，出現(xiàn)46次侵染，極重度侵染、重度侵染、中度侵染和輕度侵染分別發(fā)生18次、8次、4次和16次，發(fā)生比例分別為39.13%、17.39%、8.70%和34.78%；15個主栽品種中無免疫品種，病情指數(shù)為9.82～82.65，費(fèi)烏瑞它(CK)最高，達(dá)芋2號最低。與CK相比，達(dá)芋2號、麗薯6號、青薯9號、隴薯10號和涼薯97表現(xiàn)為高抗，占15個供試品種的33.33%；米拉、川芋10號、川芋117和會-2表現(xiàn)為中抗，占26.67%；興佳2號和川芋56表現(xiàn)為中感，占13.33%；夏波蒂、蓉紫芋5號和希森6號表現(xiàn)為高感，占20.00%。達(dá)芋2號、麗薯6號、青薯9號、隴薯10號和涼薯97在馬鈴薯晚疫病第5代侵染病程才出現(xiàn)中心病株，可在晚疫病常發(fā)區(qū)種植，但也應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測預(yù)警防控以獲得較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益；費(fèi)烏瑞它、希森6號、蓉紫芋5號和夏波蒂等生育期短、商品薯率高的馬鈴薯晚疫病高感品種可種植在海拔低于800 m的盆周山區(qū)和平壩丘陵區(qū)，一般在12月播種，翌年4月上市，生育期間氣溫較低、空氣濕度也較低，馬鈴薯晚疫病侵染程度相對較低，加強(qiáng)馬鈴薯晚疫病預(yù)警防控也可獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

大多數(shù)馬鈴薯普通栽培種缺乏晚疫病廣譜抗性基因和多個主效抗性基因，加之馬鈴薯晚疫病菌進(jìn)化速度快，存在生理小種分化現(xiàn)象，可導(dǎo)致品種的小種專化抗性喪失進(jìn)程加快。水平抗性由多個微效基因控制，對馬鈴薯晚疫病菌多個或所有小種均有一定抗性，一般表現(xiàn)為中抗，且抗性持久，但水平抗性育種材料少，導(dǎo)致水平抗性育種難度大、效率低。目前，四川馬鈴薯育種資源主要來源于國際馬鈴薯中心和國家馬鈴薯種質(zhì)資源庫，引進(jìn)和選育的大量優(yōu)良品種已在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用，顯著提升了四川馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。盡管四川部分主栽馬鈴薯品種對晚疫病的抗病性相對較高，但自主育成的高抗品種嚴(yán)重缺乏，仍需繼續(xù)引進(jìn)抗性資源和改進(jìn)抗病育種策略，同時加強(qiáng)馬鈴薯晚疫病菌的致病性監(jiān)測，選育抗病性更強(qiáng)更持久的具有水平抗性的品種，促進(jìn)四川省馬鈴薯產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。四川不同生態(tài)區(qū)對馬鈴薯品種的特性要求存在差異，應(yīng)根據(jù)歷年馬鈴薯晚疫病發(fā)生情況及種植目的等，因地制宜選擇適宜的品種，加強(qiáng)馬鈴薯晚疫病預(yù)警防控，以實(shí)現(xiàn)最佳經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

四川省馬鈴薯晚疫病侵染病程共8代，極重度侵染、重度侵染、中度侵染和輕度侵染分別發(fā)生18次、8次、4次和16次，發(fā)生比例分別為39.13%、17.39%、8.70%和34.78%，達(dá)芋2號、麗薯6號、青薯9號、隴薯10號和涼薯97較費(fèi)烏瑞它表現(xiàn)為高抗，在馬鈴薯晚疫病第5代侵染病程才出現(xiàn)中心病株，可在晚疫病常發(fā)區(qū)種植，但應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測預(yù)警防控，以獲得較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。