烤烟种质资源黑胫病抗性再鉴定

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　　摘  要：为精准鉴定国家烟草种质资源中期库中种质资源的黑胫病抗性，采用田间人工接种烟草黑胫病0号生理小种的方法，对77份原标记为抗病的烤烟种质资源进行了抗病性再鉴定。结果表明，大青筋和尖叶柳2份材料表现为高抗黑胫病;黑柳子等23份材料表现为抗黑胫病，其中大黑柳、胎里肥2412、弯梗子、大白筋0522、大黄金0295和黄苗二苯烟2221的抗性强;落地黄等20份材料表现为中抗黑胫病;中感黑胫病和高感黑胫病材料各12份;8份材料表现为感黑胫病。对25份抗性材料进行农艺性状鉴定和遗传多样性分析表明，供试种质遗传多样性丰富，其中叶宽的遗传多样性指数最高。研究结果为烟草黑胫病抗性育种提供了材料基础。
　　关键词：烤烟;黑胫病;种质资源;抗性鉴定
　　中图分类号：S572.03          文章编号：1007-5119（2019）02-0001-07      DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2019.02.001
　　Abstract： In order to identify the resistance to black shank of germplasm resources from the National Bank of Tobacco Germplasm Resources accurately， race 0 of Phytophthora nicotianae was used to re-identify the resistance of 77 flue-cured tobacco germplasm resources previously identified as being resistant by field inoculation method. The results indicated that， among all the variety resources， Daqingjin and Jianyeliu were highly resistant. 23 of the varieties including Heiliuzi were resistant， among which Daheiliu， Tailifei 2412， Wangengzi， Dabaijin 0522， Dahuangjin 0295 and Huangmiaoerbenyan 2221 had stronger resistance. 20 of the tested varieties including Luodihuang were moderate resistant. The number of moderate susceptible and highly susceptible varieties were both 12. And 8 varieties were susceptible. Agronomic traits of the 25 resistant materials were characterized and analyzed for genetic diversity. The results showed that the tested germplasms had a high level of genetic diversity， and the width of leaves had the highest diversity index. These results could provide foundation for improvement of resistance to black shank disease in tobacco.
　　Keywords： flue-cured tobacco; black shank disease; germplasm; resistance evaluation
　　烟草黑胫病遍布世界各主要产烟区，是烟草生产上最具毁灭性病害之一，如果防治措施不到位，黑胫病引起的损失可达100%[1]。就目前而言，种植抗病品种是防治黑胫病最经济有效的措施。我国有近400年的烟草栽培历史，具有丰富的烟草种质资源[2]，有利于抗黑胫病烟草种质的筛选。近年来学者们对烟草种质进行了大量的黑胫病抗病性鉴定。张竹林[3]最早于1989—1993年从20个烤烟品种（系）中筛选到10个高抗品种（系）;许美玲等[4]采用田間人工接种0号生理小种的方法从213个烤烟品种资源中筛选出17个高抗品种和55个中抗品种;于海芹等[5]从新引进的288份烟草资源中筛选出16份抗病资源和23份中抗资源;向世鹏等[6]利用黑胫病1号生理小种从49份种质资源中筛选出24份抗病材料。
　　烟草黑胫病病原菌的致病力与外界环境因素相关，不同年份、不同地点的抗性鉴定结果往往存在较大差异，抗性材料的精准鉴定是抗病品种选育的关键。我国的烟叶生产以烤烟生产为主，截至2017年6月，全国共审（认）定152个烟草品种，其中烤烟120个[7]。鉴于以往是对烤烟和其他类型烟草种质资源的混合鉴定以及病原生理小种的不同（有的是0号生理小种，有的是1号生理小种），本研究以国家烟草种质资源中期库保存的烟草种质资源为基础，采用成株期人工接种黑胫病0号生理小种的鉴定方法，从原标记为高抗和抗病的烤烟种质中选取77份进行了黑胫病抗性再鉴定，以期筛选优异抗病材料，为后续的抗病遗传研究以及抗病育种提供材料基础。
　　1  材料与方法
　　1.1  供试材料
　　本研究所用试验材料来自国家烟草种质资源中期库，均为烤烟，全国统一编号、种质名称、原产地、种质类型详见表1。供试黑胫病病菌：黑胫病0号生理小种。 　　1.2  研究地点与方法
　　1.2.1  试验时间与地点  试验于2016年在中国农业科学院烟草研究所青岛试验基地黑胫病病圃进行。2016年7月5日做菌谷，7月19日接种，8月10日调查。
　　1.2.2  接种与调查方法  采用郭璇等[8]方法制备菌谷，待烟苗生长至团棵期，划伤茎基部，每株接种3～5 g菌谷，立即覆土并灌水保湿。接种后3周调查每株在田间的发病情况，计算病情指数。病害严重度的分级标准按国家标准GB/T 23222—2008[9]执行。各鉴定种质在试验田随机排列，3次重复，每重复植烟20株，行株距为1.1 m×0.55 m，大田常规管理。
　　1.2.3  抗性划分具体标准  根据病情指数将品种的抗性划分为6级：高抗，病情指数为0;抗病，病情指数为0.1～20.0;中抗，病情指数为20.1～40.0;中感，病情指数为40.1～60.0;感病，病情指數为60.1～80.0;高感，病情指数为80.1～100.0。
　　1.2.4  植物学性状及农艺性状调查  植物学性状包括株型、叶形、叶面、叶缘、叶片主脉粗细、叶片厚薄、叶色、花序密度、花序形状、花色和蒴果形状。农艺性状包括：株高、茎围、节距、叶数、叶长、叶宽、花冠长度、花冠直径、花萼长度[10]。
　　1.2.5  数据统计及分析  利用Excel 2007进行数据整理、SPSS 20.0进行方差分析，采用张倩男等[11]的方法计算Shannon-Wiener多样性指数（H'）。
　　2  结  果
　　2.1  种质资源的抗病性评价
　　77份烤烟种质的黑胫病抗性评价表明（表2），大青筋和尖叶柳抗病性最强，平均病指为0.00，高抗黑胫病。黑柳子等23份材料表现为抗黑胫病，占供试材料总数的29.87%，其中大黑柳、胎里肥2412、弯梗子、大白筋0522、大黄金0295和黄苗二苯烟2221的抗性强（病情指数<4）;落地黄等20份材料表现为中抗黑胫病，占25.97%;小黄金0009等12份材料表现为中感黑胫病，占15.58%;大柳叶2022等8份材料表现为感黑胫病，占10.39%;小黄金等12份材料表现为高感黑胫病，占15.58%。
　　本试验结果与中期库原抗性鉴定结果相比，仅有黑柳子等19个种质抗病性没有变化，占供试烤烟种质总数的24.68%;大多数种质的抗病性有不同程度的减弱，其中分别有12个种质表现为高感黑胫病和中感黑胫病，与原鉴定结果差异最大;原鉴定结果为高抗的9个种质中有5个表现为中抗，4个表现为抗病;落地黄等15个种质本试验结果为中抗，原鉴定结果为抗病;大青筋和尖叶柳表现为高抗黑胫病，与原鉴定结果有一定差异。
　　2.2  抗病资源的地理分布与主要质量性状分析
　　供试烤烟种质来自中国9个省份（表3），其中抗病以上的资源共25份，主要来自山东（11份）、安徽（8份）、河南（5份）和云南（1份）。就本研究来说，我国烤烟抗黑胫病资源主要分布在华东地区。
　　通过对25份抗病资源进行农艺性状调查，发现其表现出一定的多样性（表4），遗传多样性指数变化范围在0.17～1.21（表5）。株型涉及塔形（13份）和筒形（12份）;叶片主叶脉粗细程度主要为中（19份）和细（6份）;叶缘主要为微波（19份），遗传多样性指数为0.66;花色主要为淡红色（24份），遗传多样性指数最小，仅为0.17。叶形和叶面褶皱程度的变异类型较为丰富，遗传多样性指数相对较高，分别为1.21和1.17，其中叶形主要以椭圆和宽椭圆为主，共占总材料数的72%;叶面褶皱程度主要以较平和较皱为主。
　　2.3  数量性状变异及遗传多样性分析
　　根据表型性状田间调查结果，对株高、茎围、节距等9个数量性状进行统计分析显示（表6），株高的变异幅度最大，标准差也最高，具有较高的离散程度。花萼长度、节距、花冠直径的变异系数相对较高，依次为33.83%、28.01%、27.61%;叶数和叶长的变异系数较小，分别为12.85%和14.99%，说明变异程度低。
　　3  讨  论
　　目前，烟草黑胫病防治措施主要有化学防治、生物防治和农业防治。其中，农业防治中种植抗病品种是黑胫病防治的最经济有效的方法。抗源是抗病育种的基础，我国抗黑胫病品种的抗源主要来自Florida 301，导致我国抗黑胫病品种遗传多样性较差，环境适应力和抗病性都有所下降[12-13]。此外研究表明，利用抗黑胫病基因Ph和Wz可实现抗性和品质的同步改良[14-15]。本试验通过人工定量注射接种黑胫病0号生理小种的方法，从77个烤烟种质中筛选到2个高抗种质：大青筋和尖叶柳，可以作为抗源加以利用，拓宽抗性种质资源的遗传背景。另外，大黑柳、胎里肥2412、弯梗子、大白筋0522、大黄金0295和黄苗二苯烟2221也可以作为抗性种质进一步进行抗病基因挖掘和遗传规律的研究，有利于培育品质优良的抗黑胫病新品种。
　　本试验结果与种质库原鉴定结果差异较大，大多数种质的抗病性有不同程度的减弱，共有32个原标记为抗病的种质表现为高感、感病和中感黑胫病，占供试材料总数的41.56%。对照前人研究结果发现，落地黄和革新三号的抗病性与报道一致，分别为中抗和抗黑胫病[16-17];在许美玲等[4]报道中，中烟9203为高抗，烟变子、峨山烤烟和镇雄烤烟为抗病，均与本文结果不同;中烟90在黄成江等[18]报道中为中感，而本试验结果为中抗。鉴定结果存在差异一方面可能由于气候条件、试验地环境以及抗性鉴定方法的不同，导致烟草黑胫病病原菌的致病力不同[19]。另一方面，烟草黑胫病菌具有多个生理小种，在烟草生产过程中，病菌的重组和突变可能使抗病品种丧失抗性。因此，精准鉴定种质库中种质资源的抗病性信息有利于烟草的大田生产和抗性遗传研究。 　　本研究获得的25份抗病资源分布于我国的9个省份，主要集中在华东地区，在一定程度上反映出我国烟草抗黑胫病资源分布的广泛性。烟草抗黑胫病资源还具有丰富的形态多样性，这为以后的抗黑胫病育种提供了丰富的遗传材料。
　　烟草黑胫病抗性易受环境和栽培措施等因素影响，在抗性鉴定上还具有一定的局限性，因此，在后续的研究中将结合与抗病基因连锁的SSR分子标记及SNP标记进一步检测各种质资源的抗病性，以期为烟草品种改良提供有效依据，为烟草种质资源研究和育种奠定基础。
　　4  结  论
　　本研究筛选到的2个高抗黑胫病种质，大青筋和尖叶柳可作为抗源加以利用;大黑柳、胎里肥2412、弯梗子、大白筋0522、大黄金0295和黄苗二苯烟2221的抗性也较强，可作为抗性种质进一步研究。烟草抗黑胫病种质资源具有丰富的遗传多样性，为实现抗性和品质的同步改良提供了丰富的遗传材料。
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