39 份豇豆種質對根腐病的抗性分析

向 娟，張河慶，席亞東，楊 建，羅小波，陳 玲

（1.成都市農林科學院 成都 611130； 2.四川省農業科學院植物保護研究所 成都 610066）

豇豆根腐病主要由鐮孢菌（Fusarium）引起[1]。典型發病特征為根莖部和主根變成紅褐色，病部稍凹陷，有的開裂深達皮層內；剖視莖部，可見維管束變褐，病株側根脫落或腐爛死亡；當主根全部腐爛時，病株即枯萎死亡[2]，是一種典型的土傳病害[3]，現已成為豇豆生產上發病最重、危害最大、防治最難的病害之一，給豇豆生產造成嚴重的損失[4]。目前國內很多豇豆產區均有根腐病發生，四川地區因百姓對泡豇豆的偏好喜愛，豇豆的栽培面積連年穩定在4 萬hm2[5]，隨著豇豆生產的產業化、規模化發展，連作現象越來越嚴重，土傳病害發生逐年加重。據2016—2018 年調查，四川省豇豆主產區的根腐病擴展很快，雙流、彭州、金堂等地有些田塊發病率達到100%[6]，豇豆根腐病已成為制約該地區豇豆生產最嚴重的病害之一。

目前生產上一般采用化學藥劑防控豇豆根腐病，成本高、易造成農藥殘留、植株產生抗藥性等[7-11]，而選育和栽培抗病品種是防治豇豆根腐病害最經濟有效的措施之一，種質資源的抗病性鑒定是抗病品種選育的基礎[12]。近年來，國內學者相繼開展了豇豆根腐病研究工作，多集中在病原菌分離鑒定、藥劑篩選防控等方面，而有關抗病種質的鑒定評價研究報道較少，特別是四川地區尚無豇豆根腐病抗性種質鑒定評價的相關研究報道。因此，筆者對引自國內外的39 份豇豆種質進行根腐病抗性鑒定和農藝性狀綜合評價，旨在篩選出適宜當地栽培的抗病優良種質，或作為抗病育種的原始材料利用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌株 豇豆尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）PL1-1.5，由四川省農業科學院植物保護研究所于2016—2019 年從成都平原豇豆主產區的根腐病株上分離獲得，具有毒性最強和最具代表性特征。

1.1.2 供試豇豆 以成都市農林科學院園藝研究所收集并種植多年的39 份豇豆資源為供試材料，其中，32 份來源于我國24 個省市自治區；5 份來源于日本、古巴、菲律賓3 個國家；有2 份選育的高代材料（表1）。因此，參試材料較全面地代表我國栽培豇豆資源地源分布（其中大部分為菜用型長豇豆），具有較好代表性。

表1 豇豆材料來源

1.2 方法

1.2.1 苗期人工抗病性鑒定 試驗于2020 年5—7

月在成都市農林科學院溫室內進行，溫度白天控制在25 ℃左右，夜晚控制在16 ℃左右，空氣與土壤相對濕度控制在80%以上。將根腐病發病癥狀明顯、致病性強的病原菌純培養物（單孢子菌株）制成懸浮液（1×107個孢子·mL-1）。采用自然傷根法浸孢子液接種植株[13]：取生長良好的無病豇豆苗，用無菌水將根莖部表面沖洗干凈，然后使根完全浸在孢子懸浮液中30 min，接種后植株定植于裝有無菌泥炭土的穴盤中。每份種質接種30 株苗以上，以清水浸泡作為對照，3 次重復。接種后每隔1～2 d 觀察1次。發病后調查植株發病率和病情指數。

1.2.2 田間病圃發病率與農藝性狀調查 試驗于2020 年4—7 月在成都市農林科學院羊馬基地進行，試驗地為連續種植豇豆8 年以上的根腐病發病圃，結合整地每667 m2施生物有機肥500 kg，三元復合肥25 kg 做基肥。于5 月10 日定苗每穴3 株，株行距為35 cm×80 cm，小區面積20 m2，3 次重復，隨機區組排列。全生育期只防蟲不防病，隨后對植株農藝性狀、田間發病率等進行調查。

1.2.3 病害分級標準 豇豆根腐病分級方法參照國家標準GB/T 17980.88—2004 的相關內容[14]（表2）。

表2 根腐病病情分級標準

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel 2010 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同豇豆材料苗期人工抗病性鑒定

由表3、表4 可知，苗期人工接種抗性鑒定出高感（HS）種質有3 份，分別是發財樹、臺灣8 號、矮稈豇豆，占7.69%；感病（S）種質4 份，分別是優勝26、鐵稈青、寬豇豆、矮豇豆，占10.26%；中抗（M）種質5 份，主要有FHG-3-1-1-2、寶雞地豇豆、四季豆等，占12.82%；抗性（R）種質18 份，主要有絲瓜青、飯豆、F16-A-17 等，占46.15%；高抗（HR）種質有9 份，主要有赤種三尺長豇豆、銀川架豇豆、早長豇等，占23.08%。苗期鑒定表明，感病和高感材料比例較低，高抗和抗病種質占大多數。同時，對不同來源地區的材料抗性進行統計，由表5 可以看出，39 份種質來源于27 個不同地區，在種質抗性表現方面各有差異，國外（如菲律賓、古巴等）種質基本表現M 級或M 級以上抗性，國內感病種質多來源于北方地區（如吉林、黑龍江），來自于同一個地區（如四川、廣東）的不同種質存在抗性等級差異。

表3 不同豇豆材料苗期抗根腐病鑒定結果

表4 39 份豇豆材料對根腐病的抗病性評價

表5 不同地區材料對根腐病抗性表現

2.2 不同豇豆材料田間根腐病發病情況調查

田間自然條件下鑒定的各材料間發病程度有較大的差異性，田間調查主要統計了其根部發病率與農藝性狀（表6）。發病率高于50%的材料為19份；發病率小于等于50%的材料為20 份，揭陽、德州灰咀、F16-A-17 的田間發病率較低。田間發病率為100%的種質有鐵稈青（綠葉、綠稈、紫花、青莢）、矮豇豆（深綠葉、綠稈、紫花、青莢）；田間發病率為20%以下的種質有揭陽（綠葉、綠稈、白花、綠白莢）、德州灰咀（深綠葉、綠稈、紫花、青莢），豇豆的葉色深淺、莖稈色澤等農藝性狀與田間發病率相關性不強。

2.3 苗期接種鑒定與田間病圃評價比較

由表6 可以看出，田間發病率與苗期發病率同步≥50%或＜50%，表現較一致的有19 份材料；其中田間發病率≤25%的材料6 份，F16-A-17、綠皮紅咀燕、德州灰咀、本地小花豆角4 份材料田間發病率低，苗期接種鑒定除本地小花豆角表現為高抗外，其余3 份被鑒定為抗性；剩余材料相差較大，差別最大的材料為開魯線豆，室內苗期接種被鑒定為高抗，而田間發病率為69%；其次苗期接種為高抗材料的成豇1 號、十八羅漢、長豇豆，田間發病率分別為50%、75%、50%。田間發病率高于80%的材料有12 個，其中赤種三尺長豇豆、絲瓜青、柳州青豆角、紅艷豇豆、博山二十四粒、延津葉里藏6 份材料在室內苗期接種鑒定為高抗或抗，差別較大。

表6 不同豇豆材料的田間農藝性狀及抗病情況統計

3 討論與結論

科學的接種方法和精準的鑒定評價體系是篩選抗病種質的重要途徑[15]。筆者研究中的不同種質根腐病抗性結果表明，不同豇豆材料對根腐病抗性室內苗期接種試驗和田間調查結果基本一致，但也有部分材料存在一定的偏差，其主要原因有：一是室內鑒定可控的環境高溫高濕，接種條件更利于根腐病原菌的萌發、生長、致病。二是田間微生物菌群復雜多樣，土傳病害的病原菌種類及數量受環境影響大，對根部病原菌致病與侵染造成影響，病害的發生和嚴重度受到一定程度的限制。三是部分種質對病害的苗期抗性和成株期抗性存在差異，苗期接種鑒定為高感的臺灣8 號成株期病圃發病率僅為25%，而苗期鑒定高抗的赤種三尺長豇豆田間成株期發病率卻為81%。總體而言，成株期抗病種質比例要高于苗期，表明有相當一部分豇豆種質具有成株抗性特點，這在其他作物上的病害如小麥銹病、小麥莖基腐病、蠶豆根腐病等多種病害中均有類似報道[16-18]，可能與成株抗性中的防衛反應、防衛基因和抗病基因等方面作用機制有關[19-20]。前人多年實踐證明，成株期抗病基因的利用是培育持久抗病品種的重要途徑[21]。下一步可對苗期與成株期抗病性表現差異較大的材料進行抗病機制探討。四是鑒定方法對抗性表現有一定影響，穩定的表現需要進行多年多點重復驗證。苗期鑒定具備鑒定速度快、周期短、操作簡便、成本低、結果準確等突出優點，而田間發病更直觀、可靠，所以要得到全面、準確穩定的種質抗性情況仍需苗期接種鑒定與田間病圃脅迫篩選相結合，為實際生產提供更加準確的理論依據。

目前，關于種質抗性鑒定接種用的病原菌多使用當地發病區致病力強的優勢菌株，武漢市蔬菜科學研究所楊紹麗團隊[22]曾利用武漢地區分離鑒定的根腐病菌株對35 個本地主栽豇豆品種進行根腐病抗性鑒定分析，篩選抗性品種。葉云峰等[23]對廣西厚皮甜瓜主產區采集根腐病樣，通過分離鑒定的腐皮鐮孢菌對自主創制的厚皮甜瓜材料進行接種抗性分析，從而挖掘高抗資源。筆者試驗接種的菌株為前期從四川省豇豆根腐病重發區采集，經鑒定為該地區的主要致病菌，具有毒力強與代表性特征，對于篩選抗性種質具有針對性、指導性。同時，參試的39 份材料來源于27 個不同地區，材料抗性表現不同，一些材料的發病率雖然較高，但病情指數較低，說明其對根腐病的耐性較強。抗性與地理來源相關性不強，其原因可能是接種的菌株來源于該地區的重發區，生理種具有專一性，與不同地理區域關系不大，下一步可通過擴大地理來源品種及病原菌樣本，系統聚類分析各地區豇豆品種抗病性情況。而不同材料在各個農藝性狀如豇豆的葉色深淺、莖稈色澤等方面與田間發病率也表現出相關性不強，可進一步對株高、豆莢長短、產量等數量性狀相關性進行研究，探討其與抗病性方面的關系，為抗性育種提供標記。

豇豆根腐病抗性鑒定試驗表明，39 份種質對根腐病抗病能力具有差異。筆者的試驗篩選出的F16-A-17、綠皮紅咀燕、德州灰咀、本地小花豆角4份豇豆材料田間發病率低，苗期接種鑒定為3 份抗病和1 份高抗，綜合性狀優良，可作抗病資源利用或在四川地區作為抗根腐病豇豆品種適度推廣。