小豆種質資源對大豆花葉病毒病抗性的初步研究

陳新+崔曉艷+袁星星+萬建民+翟虎渠

摘要：大豆花葉病毒（SMV）病是危害大豆的最主要病毒病之一，在我國不同地區普遍發生且各地生理小種都有不同。小豆病毒病近年來在各地發生具有加重的趨勢，但小豆病毒侵染來源等相關研究不甚清楚。利用大豆花葉病毒流行生理小種對來自國內不同地區的小豆品種進行接種侵染研究，接種SMV于137份小豆品種，調查發病情況發現50個品種發病，癥狀包括花葉、矮縮、壞死，說明大豆花葉病毒也可侵染小豆，且大多數癥狀為花葉，破壞寄主的葉綠體功能。2個SMV株系的發病品種數量無明顯差異，說明病毒的侵染范圍與病毒的致病力強弱無必然聯系，只與寄主的“基因-基因”識別有關。該發現為國內首次相關報道，為小豆病毒病的研究打下了相關基礎。

關鍵詞：小豆;大豆花葉病毒;接種;侵染;抗病性

中圖分類號： S435.651 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）04-0156-02

收稿日期：2014-01-07

基金項目：食用豆產業技術體系項目（編號：CARS-09）;江蘇省科技支撐計劃（編號：BE2013379）;江蘇省農業科技自主創新資金[編號：CX（12）2024]。

作者簡介：陳 新（1970—），男，江蘇射陽人，研究員，主要從事豆類作物的遺傳育種及病蟲害防控研究。E-mail：cx@jaas.ac.cn。

我國小豆栽培面積約33.3萬hm2，年總產量在50萬t左右。病蟲害是危害小豆產量的關鍵因素之一，據不完全統計，我國每年因田間病蟲害而使小豆產量損失在30%以上，還不算由于倉貯豆象引起的產量損失，已經嚴重影響了我國小豆的生產與貿易。小豆病毒病是危害小豆的最主要病害之一，近年來隨著各地復種指數的提高、自然災害的多發，呈現日趨嚴重的趨勢。

國內外學者對小豆病毒病種類、分離方法等進行了初步研究。在病毒種類及鑒定方面，趙國防應用ELISA異種動物雙抗體夾心法檢測了天津市紅小豆病毒類型，結果表明天津市郊縣紅小豆存在CMV（黃瓜花葉病毒）、CAbMV（豇豆蚜傳花葉病毒）、AMV（苜?；ㄈ~病毒）、BBwV（小豆萎蔫病毒）4種病毒類型，其中以CAbMV、CMV 2種病毒為主要類型，分別占檢測樣品總數的46.83%、40.80%，而AMV和BBWV 2種類型的病毒數量很少[1]。天津市郊縣紅小豆在田間自然感染情況下存在CMV和CAbMV 2種病毒的復合侵染現象，復合侵染率達16.95%。Lizuka從小豆中分離出小豆花葉病毒（AzMV）、豇豆黑眼病毒（BlCMV）、菜豆普通花葉病毒（BCMV）、豆類黃化花葉病毒（BYMV）、黃瓜花葉病毒（CMV）和木薯葉病毒（AMV），田間試驗中各種病毒均對小豆產量構成一定影響，其中小豆花葉病毒導致小豆減產3.5%～93%，黃瓜花葉病毒導致小豆減產18%～25%，豇豆黑眼病毒導致小豆減產33%，木薯花葉病毒導致小豆減產70%，在251種豆類品種中鑒定出23份高抗病毒病資源[2]。郭京澤等從河北省赤豆實生苗上獲得1個分離物，種傳引起赤豆產生疤狀花葉，經汁液摩擦接種，桃蚜、豆蚜以非持久性方式傳播，SDS-免疫雙擴散試驗表明它與黑眼豇豆花葉病毒（BICMV）血清學關系十分密切[3]。研究認為，赤豆花葉病毒河北省分離物為BICMV，河北省赤豆種子攜帶該病毒百分比為3%～5%。韓國的Nam等從小豆品種中分離出AMV、CMV、AzMV等3種病毒并進行了抗血清鑒定，同時對這3種病毒所引起小豆的葉片黃化、花葉、矮縮等不同癥狀進行了系統觀察和研究[4]。

以上研究目前僅集中于對病毒病種類的劃分、傳播媒介的研究等，而對小豆病毒病的來源、與不同近緣作物的交叉傳播等方面研究甚少，對大豆花葉病毒病不同生理小種對小豆侵染的可能性的研究目前在國內外仍是空白。為研究大豆花葉病毒病不同株系對小豆不同品種的侵染情況，特進行本試驗。

1 材料與方法

試驗所需大豆花葉病毒（soybean mosaic virus，SMV）的2個株系SC3和SC15均由南京農業大學大豆改良中心提供，137份小豆品種為筆者所在研究室收集保存的小豆資源（編號為XD006至XD154，不連續），其中100份為湖北省保存的來自中國北方和南方的不同地區的小豆資源（為最新篩選的國家小豆核心種質，在其他農藝性狀各方面均有顯著特點），包括來自國內的不同粒色的小豆品種（圖1），其余為目前國內最新育成的來自不同生態區的小豆品種（編號為SXD001至SXD037）。將收集和保存的來自全國各地的137份小豆品種每品種取30粒，分3次重復，每重復10粒，于2011年5月23日分別均勻播種于加有營養土的盆缽中，在玻璃溫室內盆栽種植，待出苗后每盆缽定苗3株。

待全部小豆品種處于2～4張復葉時，于2011年6月24日分別接種目前南方地區SMV侵染力不同的2個株系SC3和SC15，每株系接種1盆，每盆3株。SC3、SC15分別代表弱毒株系、強毒株系，接種后1周至1個月分別調查各小豆植株對病毒病的癥狀反應（圖2）。于2011年7月3日、11日、19日、25日分4次調查各品種小豆植株的發病情況。

2 結果與分析

2.1 大豆病毒病不同株系對不同小豆品種的侵染情況

經接種SMV于137份小豆品種，調查發病情況發現50個品種發病，其中40個品種接種SC3后發病，26個品種接種SC15后發病，16個品種接種SC3、SC15 2個株系均表現發病，發病癥狀包括花葉、矮縮、壞死（圖3、表1）。在50個發病品種中全部有花葉癥狀出現，只有7個品種發病癥狀不唯一為花葉，其中6個品種為花葉與矮縮或壞死，1個品種在強致毒株系接種時直接表現為壞死。

通過以上分析可初步推斷，大豆花葉病毒也可侵染小豆，且大多數癥狀為花葉，通過花葉來破壞寄主的葉綠體功能。2個SMV株系的發病品種數量無明顯差異，說明病毒的侵染范圍與病毒的致病力強弱無直接相關性，只與寄主的“基因-基因”識別有關。endprint

2.2 不同地理來源的小豆品種感染大豆病毒病的情況分析

有5個品種在SC3接種后有壞死情況出現，分別為SXD034、XD040、XD123、XD103、XD049，另外有2個品種在接種SC3后表現矮縮，分別為XD087、XD063（表1）。從地理來源看，小豆病毒病在接種后發病情況并沒有特殊的與地理來源的相關性。

從育成品種抗病情況來說，來自江蘇的品種SXD034對病毒病的抵抗力最差，出現壞死癥狀，而SXD004（保876-16）、SXD012（09-TY003黃粒小豆）2個品種在強和弱致毒株系接種情況下均表現發病，SXD026（黑色大粒小豆）、SXD032（5124） 2個品種在強致毒株系SC3侵染時表現發病，SXD007（品紅2000-47）、SXD021（09TY012綠色小豆）在弱致毒株系SC15侵染時表現發病，而在強致毒株系侵染時卻不發病，這進一步說明不同品種和不同病毒株系之間存在專一性的“基因對基因”關系。

試驗選用了黃種皮、綠種皮、雙色種皮、黑種皮等不同種皮顏色的小豆品種（SXD011至SXD026）進行了病毒病接種鑒定，試驗結果初步表明種皮顏色與抗病毒病之間沒有明顯的相關性存在。

表1 不同小豆品種對大豆花葉病毒病不同株系接種后的表現情況

品種 SC3 SC15 品種 SC3 SC15

XD016 M XD103 M+N

XD020 M XD104 M M

XD024 M XD105 M M

XD027 M XD106 M

XD031 M XD109 M

XD032 M M XD110 M

XD040 M+N M XD111 M M

XD043 M XD112 M M

XD047 M XD115 M

XD049 M+N M XD116 M

XD050 M XD119 M M

XD053 M XD121 M M

XD063 M+S M XD122 M

XD067 M XD123 M+N

XD076 M XD124 M M

XD077 M XD127 M M

XD078 M XD148 M

XD080 M XD151 M

XD082 M SXD004 M M

XD086 M M SXD007 M

XD087 M+S SXD012 M M

XD088 M SXD021 M

XD090 M SXD026 M

XD092 M SXD032 M

XD096 M SXD034 N M

注：M代表花葉;S代表矮縮;N代表壞死;空白代表無癥狀。

試驗中另外一些品種，如Su0021（SXD002）、保紅947（SXD003）、保8824-17（SXD006）、啟東大紅袍（SXD009）等現有主栽品種對SC3和SC15 2個致病株系均表現出不侵染，這有利于在今后育種中進一步應用。

3 討論

長期以來，豆類作物病毒病研究僅局限于單一豆科作物，而對豆科作物病毒病之間的交叉侵染缺少研究。由于大豆為國內主要農作物之一，在中國廣泛分布與種植，而大豆病毒病不僅株系復雜，而且株系之間或不同生理小種常因氣候條件或品種更換、輪作制度改變等發生不同變化，給大豆病毒病抗性品種篩選與防治方法帶來很大難度。

小豆是我國栽培面積較大的豆類作物之一，由于種植地區主要集中在東北黑龍江、內蒙古、遼寧、吉林，華北的河北、天津以及陜西、山西等?。ㄊ?、區），相對病害較少，近幾年隨著綠豆、小豆等食用豆單價的提高，不少豆農開始大面積擴種小豆，但隨著種植面積的快速擴大和品種在不同地區的引進等原因，小豆病害特別是病毒病呈現不斷蔓延的趨勢，目前已經上升為小豆的最主要病害之一，給小豆生產帶來了巨大的危害。

在不少地區，由于對小豆病毒病研究不深，豆農不知小豆病毒病的來源，在嘗試藥劑拌種等各種方法后仍然發現田間有小豆病毒病存在，廣大豆農和農技工作者對此一籌莫展。而通過大豆病毒病對小豆不同品種的侵染可知，該類病毒病可在不同豆種之間進行交叉傳染，這就要求植物保護人員和豆農在進行田間小豆病毒病防治的同時，對鄰近大豆田塊病毒病也要進行同時防治，以杜絕病毒病之間的交叉感染。對小豆不同品種進行病毒病接種的篩選試驗，篩選出一些對病毒病具有抗性的品種，這些品種可作為抵抗該類株系的抗性品種在生產和育種中加以利用。

參考文獻：

[1]趙國防. 中國小雜糧[M]. 北京：中國農業出版社，2003.

[2]Lizuka N. Studies on virus diseases of adzuki bean （Vigna angularis） in Japan[J]. Bulletin of the Tohuko National Agricultural Experiment Station，1990，82：77-113.

[3]郭京澤，曹壽先. 河北省赤豆花葉病毒分離物的鑒定[J]. 植物病理學報，1992，22（4）：307-311.

[4]Nam K H，Moon S K，Keon S H，et al. Identification of virus from adzuki bean plant[J]. Korean J Crop Sci，1997，42（2）：160-165.endprint