溫室條件下中棉113 對不同地區棉花黃萎病菌的抗性評價

趙麗紅，張亞林，馮自力，魏鋒，馮鴻杰，周京龍，朱荷琴

（中國農業科學院棉花研究所，河南 安陽 455000）

棉花黃萎病主要是由大麗輪枝菌引起的，屬于典型的土傳維管束真菌病害。由于大麗輪枝菌在土壤中生存能力極強，并在維管束中擴展蔓延，而葉面噴施的化學農藥很難到達棉花維管束，難以起到防控黃萎病的良好效果，因此棉花黃萎病的防治屬世界性難題[1]。 新疆棉花種植面積占我國棉花種植面積的80%以上，近年來整個新疆地區50%～70%的棉田受黃萎病危害，每年由黃萎病造成的產量損失為15%～30%，重病田減產高達50%，黃萎病成為制約新疆棉花生產發展的重要因素之一[2-3]。從目前來看，種植抗病品種仍是防治棉花黃萎病最經濟有效的途徑[4]。 而新疆棉花在生產中仍然缺乏控制黃萎病危害的抗病品種[5-6]。對新疆棉花品種進行系統的黃萎病抗性評價，明確新疆棉花品種合適的種植范圍，具有重要的參考意義[7]。

本研究從作者團隊已建立的黃萎病菌種群資源數據庫篩選出來源于新疆阿克蘇、阿拉爾、石河子，河南安陽和河北辛集的黃萎病菌株11 個，對中棉113 進行抗病性評價并建立其抗病性評價體系，為中棉113 適宜種植區域劃分提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試棉花品種為中棉113[8]，由中國農業科學院棉花研究所南疆優質棉育種課題組提供。感病品種冀棉11、耐病品種魯棉研28、抗病品種中植棉2號[9]的種子均來源于作者團隊。11 個供試棉花黃萎病菌株詳見表1，來源于作者團隊已建立的棉花黃萎病菌種群資源數據庫。

表1 11 個黃萎病菌株致病力測定結果

1.2 供試黃萎病菌株的致病力測定方法

1.2.1營養缽的制備。參照蛭石沙土無底紙缽定量蘸菌液法[10]測定黃萎病菌株致病力[11]，將新疆棉田的土壤、河沙和營養土按3∶2∶2 的體積比混合均勻，用報紙制作直徑6.5 cm、高10 cm 的紙筒，將紙筒放入長方形塑料盒（14 cm×22 cm）內，將混合物裝入紙筒至2/3 處，即制成了蛭石沙土營養缽。

1.2.2試驗設計。 以冀棉11、魯棉研28、中植棉2號為鑒別寄主測定各菌株致病力。每個菌株3 次重復，每盒6 個營養缽為1 個重復，棉花出苗后，每缽留苗4～5 株。 待棉苗第1 片真葉平展時蘸根接種孢子懸浮液，接種液孢子含量為1×107mL-1，每缽接種10 mL[11]。

1.2.3管理與調查。將溫室溫度控制在20～32 ℃，相對濕度控制在60%以上，保證充足的光照，定時通風。 接菌后7 d 開始出現發病癥狀，實時觀察感病對照冀棉11 的發病情況， 當感病對照病情指數為37.5～66.5 時， 開始第1 次調查病害發生情況，整個發病期調查3 次[12-13]。 參照棉花黃萎病分級標準（GB/T 22101.5-2009）中所述的5 級分級法，根據調查結果病情指數來劃分抗病類型[14]將黃萎病菌的致病力劃分為強、中等、弱3 種類型。

1.3 中棉113 抗病性評價

采用1.2 的溫室致病力測定方法， 以冀棉11為感病對照、 中植棉2 號為抗病對照， 測定中棉113 對供試強、中等、弱致病力黃萎病菌株的抗性。每個菌株3 次重復， 在播種后21 d 左右接種以上11 個不同致病力的黃萎病菌株。 實時觀察并調查發病情況，最后1 次調查結束后，中棉113 的每個處理隨機取樣10 株棉花測定株高、根長、鮮物質質量等生物量指標，并對病情指數與生物量指標的相關性進行分析。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2013 軟件進行數據統計整理，GraphPad Prism 8 軟件進行單因素方差分析，采用最小顯著差數法（least significant difference,LSD）進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 供試11 個黃萎病菌株致病力測定

由表1 可以看出，11 個黃萎病菌株的平均病情指數范圍為9.43～46.25，可劃分為強、中等、弱3種致病類型。 其中：強致病型菌株有7 個，分別是Vd080、Vd583、Vd324、Vd355、Vd390、Vd393 和Vd518；中等致病型菌株有2 個，分別是Vd401 和Vd517； 弱致病型菌株有2 個， 分別是Vd404 和Vd513。 供試菌株的來源和致病型都具有一定的代表性，可用于中棉113 抗黃萎病性的評價。

2.2 中棉113 的抗黃萎病性評價

由表2 可知，11 個不同致病型的黃萎病菌株侵染中棉113 及感病對照冀棉11 和抗病對照中植棉2 號后，無論是弱致病型、中等致病型還是強致病型菌株，病情指數均先隨著播種后時間的推移逐漸增大，且在播種后50 d 的病情指數最高，即發病最重。 感病對照冀棉11 的病情指數達到了鑒定的要求， 強致病型菌株的病情指數為37.60～53.03，中等致病型菌株的病情指數為39.07 和40.66，弱致病型菌株的病情指數為35.54 和35.88； 對于抗病對照中植棉2 號，強、中等和弱致病型菌株的病情指數為18.89～25.83。中棉113 在播種后50 d 的病情： 弱致病型菌株Vd404 和Vd513 的病情指數分別為19.15 和20.43； 中等致病型菌株Vd401 和Vd517 的病情指數分別為29.68 和30.68； 強致病型菌株的病情指數為26.25～34.82， 其中Vd393（26.25）的病情指數低于中等致病型菌株，其余強致病型菌株的病情指數大多高于弱致病型和中等致病型菌株，但都在抗病和耐病的范圍內。綜上，中棉113 對11 個不同致病型的菌株表現出較好的抗性，達到抗病或耐病。

表2 中棉113 及抗感對照在接種11 個黃萎病菌株后45 d 和50 d 的病情指數

2.3 中棉113 生物量的測定結果

由表3 可知， 不同致病型的黃萎病菌對中棉113 生物量指標影響不同：對棉花株高、地上部鮮物質質量和根冠比的影響不顯著，對根長、地下部鮮物質質量存在顯著影響。 根長的測量結果，強致病型菌株Vd080 侵染的棉花根長為9.40 cm，比強致病型菌株Vd583（7.61 cm）顯著增加了23.52%，其中強致病型菌株Vd393 的根長最長為9.75 cm，比強致病型菌株Vd583（7.61cm）顯著增加了28.12%。弱致病型菌株Vd404 和Vd513 侵染的棉花地上部鮮物質質量分別為11.79 g 和12.29 g，比強致病型菌株Vd080（10.71 g）分別增加了10.08%和14.75%。

表3 11 個黃萎病菌株接種處理后中棉113 生物量指標測定結果

2.4 病情指數與生物量指標的相關分析

由表4 可以看出，病情指數與地下部鮮物質質量（r＝0.472）、根冠比（r＝0.459）呈顯著正相關，與地上部鮮物質質量呈顯著負相關（r＝-0.381），與其他生物量指標沒有顯著相關性。根冠比與地上部鮮物質質量極顯著負相關（r＝-0.822），與地下部鮮物質質量極顯著正相關（r＝0.619）。

表4 棉花黃萎病病情指數與生物量指標的相關系數（r）

3 討論與結論

近年來， 新疆棉花黃萎病發生時間較以往提早，發病面積也迅速增加，特別是感病的品種受害嚴重，大部分在生長中后期出現大面積落葉成光稈的現象[15]，造成產量損失。 然而，目前新疆推廣的品種中大部分為耐病品種， 既豐產又抗病的品種較少[16]。 同時，研究發現棉花品種對不同菌系的黃萎病菌株的抗性存在差異，為了充分發揮現有品種的優勢，急需采用不同地區的不同菌系對具有推廣潛力的品種進行抗病性評估，實現棉花高產優質高效[17-18]。 本研究采用了不同區域的不同致病型棉花黃萎病菌株對中棉113 的抗病性進行檢測，建立該品種抗病性評價體系，不僅有利于合理劃分該品種的適宜種植區域，為品種區劃提供重要參考，而且對抗病育種及其相關研究有重要價值[7]。

本研究利用源于新疆等主產棉區的11 個不同致病型黃萎病菌株，對中棉113 進行抗病性測定，結果發現中棉113 屬于抗病或耐病品種，這與中棉113 品種審定時抗病鑒定的結果[8]一致，證明了中棉113 對不同致病力黃萎病菌株均有較好的抗性。另外，不同強致病力菌株侵染中棉113 后，病情指數不一定都比中等致病力或者弱致病力菌株高，如Vd393 侵染中棉113，播種后50 d 時的病情指數低于中等致病力菌株。本研究也初步分析了中棉113 侵染不同致病型菌株后的病情指數與生物量指標間的相關性，發現病情指數僅與地下部鮮物質質量和根冠比呈顯著正相關，而根冠比與地上部鮮物質質量極顯著負相關， 與地下部鮮物質質量極顯著正相關（r＝0.619）。 關于中棉113 發病情況與生物量指標及產量的相關性有待更深入的研究。