武汉综合试验站
刘勇 甘志猛, 刘模发 龚林忠
葡萄Vitis vinifera L.因其较高的经济效益在我国广泛种植,葡萄生产已成为很多地区农业生产的支柱产业,在乡村振兴建设中发挥着重要作用。湖北省是我国南方葡萄主要产区之一,全省葡萄栽培面积约为1.67万hm2,其中设施栽培面积逐年扩大,新建葡萄园基本
都是避雨或设施促早栽培。灰霉病是设施葡萄生产中的一种重要病害,在葡萄花序期、幼果期、成熟期以及贮藏期均可发生,严重影响葡萄的产量和品质。目前对葡萄灰霉病的防治主要依赖化学药剂,易引发环境污染、农药抗药性、农药残留等问题。从长远来看,利用葡萄自身抗性筛选和培育抗病品种是一种减轻灰霉病危害的有效途径。
抗性种质资源的鉴定和筛选是抗病品种选育的前提。目前,国内外对葡萄灰霉病抗性鉴定主要集中在叶片和果实上,对于花序的灰霉病抗性研究较少,而花序期被认为是灰霉病侵染的关键时期。湖北位于长江中游地区,属亚热带季风性湿润气候,尤其是春季葡萄花序期温暖高湿的气候条件特别适宜灰霉病的发生。针对湖北葡萄花序期灰霉病发病严重的现状,本研究对60份葡萄种质材料进行花序期的灰霉病抗性鉴定,结合田间农艺性状分析,寻找抗性品质兼优且适合本产区推广应用的葡萄品种;同时也可从中筛选灰霉病抗性种质材料,为后期开展灰霉病抗病育种提供优良亲本。
1 材料与方法
1.1 材料
60份试验材料来源于湖北省农业科学院果树茶叶研究所葡萄种质资源圃,其中欧美杂种35个,欧亚种24个,地方种质1个(表1)。试验区为亚热带湿润季风气候,年均气温15.8℃~17.5℃,年均降雨量1150 mm ~1450 mm,无霜期211天~272天。试验园地势平坦,黄粘土,肥力中等。供试葡萄株行距1.5 m×2.5 m,采用高干“Y”形架,避雨栽培,田间土肥水管理水平一致。
1.2 灰霉病田间抗性鉴定
于2024年4月下旬-5月中旬,对供试葡萄花序上的灰霉病发生情况进行调查。参照余欢等报道的方法,以感染花序占整穗花序面积的百分率(percentage, PCT)进行病情分级,具体病情分级标准稍作修改:0级,花序无灰霉病;1级,0<PCT≤5%;3级,5% < PCT≤25%;5级,25% < PCT≤50%;7级,50% < PCT≤75%;9级,75% < PCT≤100%。参照王喜刚等报道的方法,按照以下公式分别计算病情指数(disease index , DI )和相对抗病指数(relative resistance index, RRI),以高感灰霉病的‘红地球’葡萄作为对照。根据RRI值对不同种质的灰霉病抗性进行分级: 高度抗病类型(highly resistant, HR) , 0.9≤RRI <1;抗病类型(resistant, R) , 0.8≤RRI<0.9;中等抗性类型(middle resistant, MR) , 0.6≤RRI<0.8;感病类型(susceptible, S) , 0.4≤RRI <0.6;高度感病类型(highly susceptible, HS) , 0≤RRI<0.4。
病情指数 =∑ (各级代表值 × 该级样本数)/(调查总样本数 ×9 ) ×100
相对抗病指数=1-所测品种病情指数/对照品种病情指数
2 结果与分析
在田间自然条件下,60份葡萄种质花序均被灰霉病菌侵染,病情指数分布在1.59~33.15之间,相对抗病指数分布在0~0.95之间(表1)。抗性鉴定结果显示供试材料中未发现完全免疫的种质,其中高抗(HR)种质1份,占供试种质的1.66%(1/60);抗病(R)种质3份,占比5.00%(3/60);中抗种质(MR) 36份,占比60.00%(36/60);感病(S) 种质13份,占比21.67%(13/60);高感(HS)种质7份,占比11.67%(7/60) (表2)。不同葡萄种质花序对灰霉病菌的抗感数量和比例均呈正态分布趋势,其中表现中抗和感病的种质资源数量较多。
不同葡萄种群对灰霉病的抗性存在较大差异:35份欧美杂种葡萄资源中表现中度抗病(MR)及以上的种质共有27份,占比77.14%(27/35),平均病情指数为11.59,整体抗性较强;24份欧亚种葡萄种质资源中没有发现高抗 (HR)和抗病 (R) 种质,感病(S)种质和高感(HS)种质共计11份,占比45.83%(11/24),平均病情指数也高于欧美杂种,整体抗性较弱;地方种质资源郧西葡萄上灰霉病的病情指数为13.96,对灰霉病也较为敏感(表2)。
3 讨论
近年来,随着葡萄灰霉病在本产区的危害日益加重,开展灰霉病抗性种质资源鉴定和筛选,对于灰霉病抗性新品种选育至关重要。在以往的灰霉病抗性评价过程中多以“病情指数”作为衡量标准,但“病情指数”在病害抗性鉴定过程中易受生态区环境、寄主生态适应性、栽培管理条件等因素的影响,导致其鉴定结果差异变化较大。单纯依靠“病情指数”无法客观评价某一品种的抗性水平,只有在标准的诱发强度下或在感病对照品种的对比下,才能反映出抗性的相对强弱。因此,前人提出了以稳定的高感品种作为对照,以“相对抗病指数”作为抗性类型划分标准,有效消除了外界环境因素造成的影响,使不同年份不同种植条件下各品种的抗病性评价具有了统一的衡量标准[本研究采用此方法对60 份葡萄种质资源花序的灰霉病抗性水平进行了鉴定。结果显示供试种质中没有发现对灰霉病完全免疫的葡萄种质,高抗(HR)种质仅占比1.66%,表明葡萄花序灰霉病抗性种质资源较匮乏,这也许是花序期灰霉病发生普遍、危害严重的重要原因之一。
葡萄对灰霉病的抗性机制复杂,不同葡萄品种对灰霉病的抗性差异显著,与组织器官形态结构、酶含量、代谢物质积累及抗性基因表达等诸多因素相关。本次调查结果显示24份欧亚种葡萄种质中没有发现高抗和抗病种质,感病和高感种质共计占比45.83%,整体对灰霉病较敏感;35份欧美杂种资源中表现中等抗性以上的种质占比77.14%,整体抗性较强,推测可能与欧美杂交种在遗传背景上携带更多的抗病基因有关。前人研究证实葡萄灰霉病的抗性鉴定结果会因鉴定的部位、生长环境及鉴定方法等不同而产生一定的差异。本研究也发现‘郧西葡萄’花序对灰霉病抗性为感病(S),而其叶片对灰霉病表现为抗病(R),表明葡萄不同组织器官之间对灰霉病的抗性不相关,可能源于不同组织器官响应病原菌侵染的防御机制不同。
综上所述, 本研究对60份葡萄种质资源进行了灰霉病抗性鉴定,从中筛选到高抗种质1份,抗病种质3份,中抗种质36份。这些种质不仅在抗病性方面表现突出,在主要农艺性状上也表现出丰富的多样性,具备良好的应用潜力,为将来开展葡萄新优品种选育及相关理论研究提供了参考依据。