?辣椒抗疫病種質資源篩選?

摘要：由辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici）侵染引起的辣椒疫病是一種危害嚴重的土傳病害，為了篩選抗辣椒疫病的辣椒種質資源，試驗以31份辣椒種質資源為材料，在溫室栽培條件下，采用灌根法接種辣椒疫霉菌，鑒定各材料對辣椒疫病的抗性級別，鑒定結果為：不同辣椒種質資源材料之間的抗性有明顯差異，病情指數在0～94之間；表現為高抗材料7份、抗病材料2份、中抗材料9份、感病材料10份。

關鍵詞：辣椒疫霉菌；辣椒疫??；抗??；種質資源

中圖分類號：S436.41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）04-0067-05

Screening of Pepper Germplasm Resources Resistant to Phytophthora Blight

ZHANG Jing-wen1，2，ZHANG Zhuo2，ZHAO Zhi-xiang3，4，ZHANG Yu-han2，ZHOU Qian1，LIU Yong2

（1. College of Plant Protection， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC; 2. Hunan Institute of Plant Protection， Changsha 410125， PRC; 3. Institute of Plant Protection， Hainan Academy of Agricultural Sciences， Research Center of Quality Safety and Standards for Agro-Products， Hainan Academy of Agricultural Sciences， Haikou 571100， PRC; 4. Key Laboratory of Plant Disease and"Pest Control of Hainan Province， Haikou 571100， PRC）

Abstract： The pepper phytophthora blight caused by Phytophthora capsici is a serious soil-borne disease. In order to screen the pepper germplasm resources resistant to phytophthora blight， using 31 pepper germplasm resources as materials， the root irrigation method was adopted for the inoculation of Phytophthora capsici， and then the resistance levels of each material to pepper phytophthora blight were identified under greenhouse cultivation conditions. The results showed that there was a significant difference in resistance levels among different materials， with the disease index ranging from 0 to 94. Based on the expression of resistance， seven highly resistant materials， two resistant materials， nine moderately resistant materials， and ten susceptible materials were selected.

Key words： Phytophthora capsici; pepper phytophthora blight; disease resistance; germplasm resources

辣椒（Capsicum annuum L.）是目前我國種植范圍最廣的蔬菜[1]，也是消費量最大的辛辣調味品加工原料，年種植面積穩定在210萬hm2以上，其總產量可以達到6 400萬t，占世界辣椒總產量的50%[2]。但由于我國長期大面積集約化種植辣椒，并且連作的頻率高，導致土壤退化，辣椒土傳病害嚴重。尤其是以辣椒疫病、辣椒病毒病、辣椒細菌性瘡痂病和辣椒炭疽病等為主的辣椒病害，造成了辣椒產量降低和品質下降，嚴重威脅辣椒產業的安全與可持續發展[3]。

辣椒疫病是由辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici）引起的一種毀滅性土傳病害，主要危害辣椒葉片、果實和莖，一般可造成其減產20%～30%，嚴重時可減產50%以上，甚至絕收，嚴重影響了辣椒的產量[4-7]。此外，辣椒疫霉菌的寄主十分廣泛，不僅能侵染辣椒，還能夠侵染并危害番茄、茄子、南瓜、黃瓜、葫蘆等茄科及葫蘆科和豆科等15個科的多種作物[8-9]。這種病原菌能在土壤中長期存活，侵染作物后潛育期較短，發病快，一旦傳入就難以根治，會造成作物大面積減產甚至死亡，導致巨大的經濟損失[10-12]。因此，研究辣椒疫病的防控方法意義重大。

目前辣椒疫病的防治主要依靠化學防治。然而，化學防治不僅會造成農藥殘留超標，并且由于辣椒疫霉菌的高變異性使其能夠快速適應不利條件，從而降低殺菌劑防控病害的有效性。長時間使用單一化學農藥會誘導病原菌產生抗藥性，且影響土壤微生物群落結構，造成土壤肥力下降和嚴重的環境污染[14]。

減少或取代化學藥劑是今后辣椒疫病防治的發展趨勢，選育抗疫病種質材料是防治辣椒疫病最高效、經濟、安全的方法之一?？共∑贩N選育的基礎是辣椒種質資源的篩選、抗性鑒定以及雜交育種[15]，中國并非辣椒起源地，種質資源較為匱乏。近年來中國辣椒進出口規模雖在不斷擴大，但對于種質資源的引進、收集以及研究深度還不夠，尤其是針對野生型和特異性資源的挖掘和利用能力的欠缺[16-17]。當前中國市場對辣椒抗病品種的需求越來越大，抗病育種和抗病機制研究仍然是辣椒育種的重點和難點[18]。但由于中國辣椒種質資源有限、抗病基因單一、主要病害的國內研究較少、很多品種的抗病性利用不夠、抗病性狀難以區分，缺乏系統體系結構，使得辣椒抗病育種深入研究難度加大。此外，由于前沿技術與育種實際結合不足，種源精準挖掘、鑒定、評價和檢測技術相對滯后，導致優質種源利用率低。在雜交育種領域，目前雜交育種技術已相對成熟穩定地應用于蔬菜，一些發達國家針對辣椒分子標記育種的研究也已應用于抗病育種和品質育種[19]。中國的分子標記技術起步較晚，近年來，在辣椒遺傳多樣性分析、遺傳圖譜構建和基因精細定位等方面雖已經取得了一定進展，但仍然存在標記數量較少、種類單一、成本較高等問題[20]。另一方面由于辣椒基因組相對較大，盡管已有全基因組序列和基因組編輯工具，但由于缺乏穩定的轉化體系，辣椒的基因編輯仍處于起步階段。

鑒于上述情況，試驗旨在對辣椒資源進行抗疫病鑒定，從中篩選出抗性較強的抗疫病資源，為辣椒疫病的防治提供可靠的抗病資源，在抗疫病種質遺傳多樣性研究方面具有重大意義，同時為辣椒種質創新和抗疫病育種打下堅實的基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗地點

1.1.1 辣椒種質資源 資源編號2021Z1—2021Z31，共31份，試驗編號按順序編為1～31號，供試材料均由湖南省農業科學院蔬菜研究所鄭井元研究員提供。

1.1.2 育苗基質 由山東省農科院園藝技術推廣中心提供。

1.1.3 病原菌 辣椒疫霉菌XY3（P. capsici strain XY3）由湖南省植物保護研究所光合細菌課題組提供。

1.1.4 培養基 PDA培養基：200 g馬鈴薯煮沸取汁、20 g葡萄糖、20 g瓊脂加純水定容至1 L。V8培養基：V8果汁100 ml、碳酸鈣1 g、過濾后加純水定容至1 L。

1.1.5 試驗地點 湖南省農科院實驗大樓負一樓溫室。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子消毒、催芽 超凈臺操作，將辣椒種子倒入無菌的三角瓶中，加入75%乙醇浸泡5～15 s，用滅菌水清洗一次10～20 s；再用1% NaCIO溶液消毒14～15 min，用滅菌水沖洗6次以上，一次10～20 s。

將消毒好的種子放在無菌濾紙上吸干水分，再轉到裝有鋪好無菌水浸濕濾紙的無菌培養皿上，將培養皿放置在30 ℃恒溫培養箱中黑暗培養，至辣椒種子全部發芽。

1.2.2 辣椒苗培養 用12孔育苗盤播種育苗，每孔保1株苗。每個材料栽7盤，其中6盤接種病原菌、1盤用于對照。在26 ℃恒溫溫室中進行育苗、接種操作，光照14 h，黑暗10 h交替進行，待辣椒幼苗長至6片真葉時接種病原菌。

1.2.3 疫霉孢子懸浮液制備 辣椒疫霉菌培養及孢子懸浮液制備方法參考張卓、沼澤紅提供的方法[8]。將實驗室保存的辣椒疫霉菌XY3菌株轉接到PDA培養基上，放入28 ℃培養箱中培養5 d后，用打孔器在菌落邊緣打8～10塊菌絲塊，移至滅菌培養皿中，倒入V8液體培養基蓋過菌絲塊，放入28 ℃恒溫培養箱黑暗培養2～3 d，用無菌水洗滌3次，重新倒入無菌水蓋過菌絲，再放入28 ℃培養箱連續光照2～3 d，至顯微鏡下觀察有大量的孢子囊形成時，將培養皿放入4 ℃冰箱預冷30～45 min，然后移至室溫促使游動孢子釋放，待游動孢子充分釋放后，將培養皿中液體先用3層紗布過濾，再用3層Miracloth神奇濾布過濾，得到孢子懸浮液。然后將孢子懸浮液4 ℃、3 000 r/min離心5 min棄上清液，沉淀的孢子用無菌水重懸后，用血細胞計數板計數，3次計數后計算平均值。根據血細胞計數板公式得出孢子懸浮液孢子濃度，調至濃度為1×105 CFU/mL辣椒疫霉菌XY3孢子懸浮液備用。

1.2.4 辣椒疫霉菌接種 采用灌根法對6葉期辣椒進行辣椒疫霉接種實驗。移液槍吸取1 mL上述辣椒疫霉菌XY3孢子懸浮液，在辣椒根部接種，用同一材料不接種辣椒疫霉菌作為對照。接種7 d后調查辣椒疫病發病情況，評價辣椒材料抗疫病等級。

1.3 病情分級及抗病等級劃分

病情分級及抗性等級劃分參照何烈干、馬輝剛、陳學軍等提供的方法[21]。

1.4 數據采集

按照表1標準，對接種辣椒疫霉菌7 d后的辣椒幼苗進行病情調查。每個辣椒資源共調查72株

幼苗。

1.5 數據處理

使用Excel 2021和IBM SPSS Statistics 26對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 辣椒疫病抗病資源篩選結果

由表2可得，高抗材料有7個，分別是7號、8號、14號、20號、29號、30號和31號?？共〔牧嫌?個，分別是5號和16號。中抗材料有9個，分別是1號、3號、6號、10號、11號、19號、21號、22號和25號。感病材料有10個，分別是2號、4號、9號、12號、13號、15號、17號、18號、26號和27號。

2.2 不同品種發病率和病情指數

綜合圖1、圖2的差異水平與表2結果分析可得，高抗辣椒材料7號、8號、14號、20號、29號、30號、31號之間的發病率和病情指數均無顯著差異，發病率均顯著低于其他抗性材料；除高抗7號與抗病5號的病情指數無顯著差異外，其他高抗材料的病情指數均顯著低于其他抗性材料。說明在相同侵染條件下，7號相較于其他高抗材料更容易被辣椒疫霉菌侵染?？共〔牧?號和16號，病情指數無顯著差異，但發病率差異顯著，16號的發病率顯著高于5號，即16號更易被辣椒疫霉菌侵染。9個中抗材料1號、3號、6號、10號、11號、19號、21號、22號和25號中，1號和21號的發病率無顯著差異，但與其他材料的發病率差異顯著。1號與10號的病情指數差異顯著，但與其他材料無顯著差異。10個感病材料中，4號和26號的癥狀最嚴重，4號的發病率和病情指數達到100%和93.33，26號的發病率和病情指數達到96.67%和94。中抗材料1號的發病率在90%以上，說明1號雖然對辣椒疫霉有一定抗性，但容易被辣椒疫霉菌侵染。

3 討論

1918年辣椒疫病首次在美國發現，并迅速傳播至全世界，其病原菌可以在土壤中長期存活，一旦傳入就難以根治，易對作物產量造成嚴重影響[22]。防治辣椒疫病最高效，經濟安全的方法之一是選育抗疫病品種，而鑒定抗疫病的種質資源，對抗病品種利用與選育具有重要的意義[23]。

目前，針對辣椒資源辣椒疫霉菌抗病性評價已經有很多的報道。徐曉美等[15]用改良后的辣椒疫病灌根接種法鑒定了96份辣椒種質材料的抗性等級，篩選出免疫材料1份，高抗材料6份，抗病材料24份，感病和高感材料分別有53份和12份。王鐸

等[24]采用人工接種方法對43個辣椒自交系進行抗性鑒定，43個自交系材料中，高抗有20個，抗病有6個，中抗11個，感病有5個。孫平平等[25]采用灌根接種法，對28份種質資源進行辣椒疫霉菌抗病性評價，其中高抗6份，中抗和高感材料分別為1份和21份。李屹等[26]對63份辣椒材料及4個品種進行疫病抗性鑒定，結果表明，67份辣椒材料中，沒有高抗品種，抗病材料11份，中抗材料35份，感病材料21份。蓬桂華等[27]在供試的貴州地方30個辣椒材料中，篩選出抗性材料1份，中抗材料9份，中感材料9份，感病材料8份和高感材料3份。

研究采用孢子懸浮液灌根接種的方法，該方法操作比較繁瑣，并且易受自然因素影響，大范圍開展較為困難，故簡單有效地對辣椒材料的抗病性進行初步篩選顯得尤為重要。有研究發現，辣椒抗病性與其葉片中的易溶性蛋白質含量呈顯著正相關[28]，而辣椒苗期抗疫病能力與莖和根組織中可溶性糖含量呈顯著正相關，與葉片中可溶性糖含量極顯著正相關[27-29]；此外，抗病及耐病辣椒幼苗葉片中Chla 含量、POD、PAL、PPO、SOD、CAT活性以及根部PAL、PPO 活性均高于感病品種，而辣椒幼苗葉片的抗疫病能力與類胡蘿卜素含量呈顯著負相關[27-30]。

因此，今后進一步研究接種疫霉菌后辣椒植株糖及色素含量、根系活力、酶活性等指標的穩定性及動態變化，為辣椒抗疫病種質快速篩選提供判斷依據。

試驗對31份辣椒種質進行抗疫病鑒定，結果顯示，不同材料之間的抗性有明顯差異，病情指數在0～94之間；表現為高抗材料有7份、抗病的材料2份、中抗的有9份。該結果可為辣椒種質創新和品種選育提供抗疫病種質資源支持。

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（責任編輯：謝培庚）

基金項目：國家自然科學基金項目（32272517）；海南省植物病蟲害防控重點實驗室開放課題（KF2022HN01）；海南省農業科學院熱帶果蔬重大病蟲害安全防控創新團隊（HAAS2023TDYD12）

作者簡介：張婧文（1998—），女，湖南長沙市人，碩士研究生，主要從事植物病理學研究。

通信作者：劉勇