制汁葡萄品种改良岗位
郭印山 冷欢 刘镇东 李坤 李成祥 马海峰 郭修武
霜霉病是葡萄主要病害之一,是由霜霉病原菌(Plasmopara viticola (Berk. et Curtis)Berl. et de toni)引起的。郭京南等(2010)在《葡萄种质资源描述规范和数据标准》概述及使用讨论中指出,葡萄病害评价与鉴定受到自然因素的影响较大,并没有统一的标准。因此,可靠、稳定、可重复性强的霜霉病抗性评价系统对葡萄霜霉病抗性鉴定及分析显得尤为重要。本试验以‘红地球’ב双优’,‘霞多丽’ב北冰红’的杂交后代群体作为试验材料,进一步开展了葡萄霜霉病的抗性鉴定及遗传分析,为深入开展葡萄霜霉病抗性相关研究打下了初步基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验于2017年5-10月进行。试材包括两部分:(1)感病的欧亚种葡萄品种‘红地球’与抗病山葡萄品种‘双优’FI杂交后代149株群体及亲本;(2)感病欧亚种葡萄品种‘霞多丽’与抗病欧山杂交种葡萄品种‘北冰红’F1杂交后代130株群体及亲本。供试葡萄植株现均栽植于沈阳农业大学葡萄试验基地,长势良好。
1.2 试验方法
1.2.1 霜霉病菌的准备
霜霉菌来源于葡萄试验园内受到霜霉菌侵染的葡萄叶片。采取新鲜的葡萄感病叶片,用毛笔将葡萄叶片背面的新鲜孢子轻轻刷下,然后涮洗到提前准备好的盛有无菌水的三角瓶中,接种在无核白鸡心葡萄的幼叶上进行扩繁,放到培养箱中,20℃,光周期为16h光处理8h暗处理保湿培养,待5~6d长出霉层后,用毛笔将葡萄叶片背面的新鲜孢子轻轻刷下,刷取后通过血球计数法统计,最终将接种浓度配置为1×105个孢子囊/mL的孢子囊悬浮液待用。
1.2.2 葡萄试验群体接种
取供试葡萄枝条顶端第5~6节位叶片,用灭菌的超纯水冲洗3次,滤纸吸干叶片表面的水分,再用打孔器打取直径1.5 cm的叶盘,放入铺有两层湿润滤纸的培养皿中进行保湿。每个培养皿均匀摆放10个叶盘,叶背面朝上。采用小型手持喷雾器将准备好的霜霉菌悬浮液均匀地喷于叶圆盘上,每个培养皿均喷洒2.5ml的菌液。20℃培养箱中过夜黑暗培养,第2天用无菌滤纸吸干叶盘表面的液体,用封口膜封住培养皿,继续培养,培养条件为:温度 20 ℃,光周期为16h光处理8h暗处理。每处理10个叶盘,3次重复,7d后调查结果。
1.2.3 结果统计及分级标准
结果调查按叶片的感病面积分级记载,统计病情指数。分级标准:0级:无病斑;1级:病斑面积占整个叶片面积的5%及以下;3级:病斑面积占整个叶片面积的6%~25%;5级:病斑面积占整个叶片面积的26%~50%;7级:病斑面积 占整个叶片面积的51%~75%;9级:病斑面积占整个叶片面积的75%以上。
病情指数=Σ(各级病叶数×相应级数的代表值)/(总叶数×最高级数的代表值)×100参考国际植物种质委员会(IBPGR)的分类标准,将葡萄叶片感染霜霉病的表现型分为5级:即免疫( I ):病情指数0.0;高抗(HR):病情指数 0.1~5.0;中抗(MR):病情指数为5.1~25.0;感病(S):病情指数为25.1~50.0;高感(HS):病情指数50.1以上。
2 试验结果
2.1 葡萄霜霉病菌扩繁培养结果及分级
利用室内离体叶片接种法对葡萄霜霉病进行抗性鉴定。图1-A是用无核白鸡心扩繁接种后的发病情况,可以看出,无核白鸡心叶片发病严重,能够扩繁出满足试验需要的霜霉菌孢子。另外,无核白鸡心的发病情况也证明该霜霉菌活力及致病力都较强,可以用于后续两个群体抗病性的鉴定。图1-B是利用培养的霜霉菌对试验群体进行接种,选出不同发病级别的叶圆盘进行展示,图中0~9分别代表霜霉病的0~9级的发病级数。
2.2 ‘红地球’ב双优’杂交群体亲本及后代霜霉病抗性鉴定结果根据离体叶盘接菌试验结果对‘红地球’ב双优’杂交群体进行霜霉病抗性鉴定,亲本及部分后代群体接种后的发病情况图2所示。
表1 结果表明, 亲本‘ 红地球’,病情指数为86.67,表现高感霜霉病;而‘双优’病斑病情指数为2.96,表现高抗霜霉病,‘红地球×双优’的杂交后代中有1株高于红地球的病情指数,25株低于双优的病情指数。此外,红地球病情指数较高且发病也早,接种后4d开始出现霜霉病的症状;双优病情指数较低而且发病晚,接种6d后才表现症状,表明发病时间与葡萄品种对霜霉病的抗病性存在一定的相关性。供试的149株杂交后代接种霜霉病菌后,不同株系间的反应型有明显差异,其中属于中抗级别以上的单株占77.17%,感病和高感级别的单株占22.83%,后代群体中产生了较多的抗霜霉病单株。杂交后代群体霜霉病抗性呈现连续性分布,具有典型的数量性状遗传的特征。由此可以看出后代分离的抗性单株多,说明后代群体的霜霉病抗性受山葡萄双优影响较大,后代中具有较大选育抗霜霉病单株的潜力。
2.3 ‘霞多丽’ב北冰红’群体霜霉病抗性鉴定结果
根据离体叶盘接菌试验结果对‘霞多丽’ב北冰红’杂交群体进行霜霉病抗性鉴定,亲本及部分后代群体接种后的发病情况图3所示。
表2鉴定结果可以看出,亲本‘霞多丽’的病情指数为71.85,表现高感霜霉病;‘北冰红’的病情指数为0.74,表现高抗霜霉病,在‘霞多丽’ב北冰红’的杂交后代中有1株高于红地球的病情指数,没有低于双优的病情指数。霞多丽在接种后5d开始出现霜霉病的症状,而北冰红还未发病,直到第7d才表现症状,且发病叶片的病斑面积没有超过5%。供试的130株杂交后代接种霜霉病菌后,不同后代间的反应型有明显差异。其中中抗级别以上单株占53.08%,感病和高感级别单株占46.92%,后代中具有选育抗霜霉病单株的潜力。此外,‘霞多丽’ב北冰红’杂交F1代抗性符合数量性状连续变异,总体表现正态分布,后代中出现了一定比例的抗性单株。
3 小结
(1)鉴定结果表明,供试亲本间霜霉病抗性存在显著差异,选择的试材具有代表性及可行性。
(2)‘ 红地球× 双优’ 和‘霞多丽×北冰红’2个杂交群体对霜霉病的抗病性发生显著分离,呈连续性分布,表现出数量性状遗传的特征。
(3)杂交后代的抗性平均值都小于亲中值,说明杂交群体后代的抗病性主要受高抗亲本山葡萄双优和山欧杂种北冰红控制,并在这两个杂交群体后代中获得较多抗病单株。