新疆棉花主栽品种对2种棉花苗期病害抗性分析

2018-08-30 11:41萨吉达木艾则孜麦合木提江米吉提许泰百郭庆元
新疆农业科学 2018年6期
关键词:中棉对抗性立枯病

萨吉达木·艾则孜,麦合木提江·米吉提,许泰百,李 进,郭庆元

(1.新疆农业大学农学院,乌鲁木齐 830052;2.新疆农业科学院核技术生物技术研究所,乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】我国的棉花种植面积和产量均位于世界前列[1]。在新疆,棉花上主要的病害威胁有枯萎病、黄萎病、苗期病害(红腐病和立枯病)、以及细菌性角斑病,统称为棉花4大病害。其中,棉苗红腐病和立枯病是棉花苗期危害最大的病害,常年发病株率在20%左右,严重时可达60%~70%,甚至毁田重播[2]。根据调查,2种苗期病害在新疆的发生情况有所不同,由于长期连作,棉苗立枯病发生已经十分普遍和严重,而红腐病的发生受环境条件的影响较大[3],且存在明显的区域分布,一般在温度回升慢,土壤含水量高,尤其是受到一定程度涝害的地区发病较重。在新疆棉区2种病害的发生已成为棉花生产中保苗、丰产的重要制约因素[4]。因此,分析新疆棉花主栽品种对这2种苗期病害的单一抗性及兼抗特性,为当前生产中的品种选择、抗性利用提供依据,对于2种病害高效防治以及农药减施增效具有重要的意义。【前人研究进展】据潘月敏[5]报道,棉花红腐病病原菌为多种镰孢菌,在中国以串珠镰刀菌(Fusariummoniliformej. Sheld)为主。其主要病原菌后更名为拟轮枝镰孢霉(Fusariumverticilliodes(Sacc.) Nirenb.)[6]。棉苗出土前受害,幼芽变红褐色腐烂。棉苗出土后根部受害,根尖及侧根开始变黄,后变黑褐色腐烂,并逐渐蔓延至全根;茎基部受害,先产生红黄色条斑,后变黄褐色至黑褐色并腐烂,病斑部凹陷,导管变为暗褐色,土面以下幼茎红肿[7]。Wei[8]发现了由立枯丝核菌(RhizoctoniasolaniKohn)引起的棉花立枯病,又称烂根、黑根病,是棉花苗期的主要病害[9]。主要危害棉苗,棉苗出土前受害,会造成烂种、烂芽;棉苗出土后发病,先在幼茎基部1 cm处发生褐色凹陷,条件适宜时病斑逐渐扩大,包围整个基部至幼苗萎缩枯死,常不倒伏,这是田间诊断立枯病的主要特征[10]。赵敬霞等[11]通过对不同品种(系)苗期病害的抗性鉴定得知,各品种之间对苗病的抗感程度不同,且差异显著。姜腾飞等[12]在河北廊坊对10个棉花品种的几种主要苗病抗性进行比较发现这些棉花品种均有不同程度的苗病发生,以红腐病和炭疽病为主,伴有少量立枯病的发生;并且,不同棉花品种对苗期病害的抗性存在显著差异或极显著差异。【本研究切入点】近年来,经实地调研,棉花红腐病和立枯病在新疆的发病面积不断增加,为害加重,造成缺苗过重并严重影响产量。新疆近年以选育抗枯耐黄品种为主要育种方向,棉花生产上的主栽品种普遍抗枯耐黄,而对苗期红腐病和立枯病的抗性研究很少。研究利用来自新疆不同棉区并经致病力筛选的多个拟轮枝镰孢霉和立枯丝核菌的新疆菌株,通过菌株混配后人工接种的方法,比较和分析新疆目前主栽的20个品种进行抗性。【拟解决的关键问题】通过室内盆栽鉴定和小区试验对20个棉花品种对红腐病和立枯病的单一抗性和兼抗特性进行分析和比较,筛选出既保持其抗枯耐黄特性又兼具抵抗红腐病和立枯病的棉花品种,为生产中充分利用品种抗性,减少化学农药使用,减少防病成本,提高防治效益提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 供试菌株

供试菌株均为新疆南部和北部各地棉区棉苗病样中分离、纯化,并经致病性测定后的致病力强的菌株,包括引起红腐病的拟轮枝镰孢霉和引起立枯病的立枯丝核菌,各菌株7株,均由新疆农业大学农学院植物病理实验室提供。表1

表1 拟轮枝镰孢霉和立枯丝核菌菌株

Table 1 The strains of F. verticilliodes and R. solani

序号Number拟轮枝镰孢霉 F. verticilliodes立枯丝核菌 R.solani菌株 Strian来源 Source 菌株 Strian来源 Source1FBYL15-111 巴州尉犁县喀尔曲尕乡RBHS15-112 巴州和硕县曲惠乡 2FKYPH15 -111 喀什岳普湖县幸福农场RAKP15-211 阿克苏柯坪县阿恰乡3FKZP15-312 喀什泽普县古勒巴格乡 RBLT15-212 巴州轮台县策大雅乡4TCSW144-6沙湾144团 6连SWDC17-11沙湾县大泉二组5TCSW143-4沙湾143团4营20连BL17-86-5博乐86团5连6SHZ133-3石河子133团3连JHBJH82-6精河县八家户农场7TCSW17-28沙湾县四道河子镇WSSKS17-111乌苏市四棵树镇

1.1.2 供试品种及种子处理

中棉系列品种有中棉32号、中棉43号、中棉46号、中棉49号、中棉50号、中棉66号、中棉72号和中棉88号。均从新疆中棉有限公司购买。

新陆早系列品种有新陆早21号、新陆早36号、新陆早38号、新陆早40号、新陆早45号、新陆早46号、新陆早48号、新陆早49号、新陆早51号、新陆早53号、新陆早57号和新陆早61号。均从昌吉国际种子市场购买。

种子处理方法为3% 次氯酸钠液浸种1 min。

1.2 方 法

1.2.1 接种

致病菌的人工接种均采用麦粒种接种法。首先洗净麦粒,浸泡12 h,放入250 mL的三角瓶中,每瓶约50 g,加5%葡萄糖液2 mL,在121℃下高温高压灭菌30 min,冷却后备用。为了避免单一菌株因品种选择性及地域适应性上的差异对抗性分析的影响,研究采用了多菌株混合培养,混合接种的方法。先用打孔器从拟轮枝镰孢霉和立枯丝核菌(各7个菌株)的平板培养菌上打出Ø 9 mm菌饼,将每种菌的菌饼按各菌株一个菌饼接入三角瓶中,在25℃下混合培养7 d,制成接种用的多菌株混生的麦粒菌种,并保留1瓶不接菌的麦粒。播种时按不同处理进行接种。

处理一(单一拟轮枝镰孢霉接种):每播种穴1粒棉种1粒拟轮枝镰孢霉麦粒菌种;

处理二(单一立枯丝核菌接种):每播种穴1粒棉种1粒立枯丝核菌麦粒菌种;

处理三(混合接种):每播种穴1粒棉种1粒立枯丝核菌麦粒菌种和1粒拟轮枝镰孢霉麦粒菌种;

对照(CK):每播种穴1粒棉种1粒无菌麦粒。

1.2.2 试验设计

室内盆栽试验 按每个品种3个处理1个对照,每个处理3个重复,每个重复1盆,每盆20粒种子播到装有灭菌土的条形花盆中。棉苗出土5 d后定苗,每盆选留长势相同的15棵棉苗,用麦粒菌种按不同处理进行人工接种。接种7 d后开始病情调查,间隔5~7 d调查1次,记录发病株数和发病严重程度。以发病增长最快及发病最重的三叶期和六叶期病情进行抗性比较。

小区试验 试验地点为昌吉三坪农场,试验田总面积为1 200 m2,时间为2017年5~8月。供试品种为盆栽试验中对红腐病和立枯病的单一抗性或兼抗特性较好(中抗以上)的品种,并以高度感病品种为对照。各品种设3个处理,1个对照,每个处理有3个重复。每小区的面积为10 m2。按照每穴3粒棉种播种。播种同时每一品种区按顺序排列设立枯丝核菌单一接种小区、拟轮枝镰孢霉单一接种小区和2菌混合接种小区等3个处理区,不接种对照区一个。在单一接种区分别接入立枯丝核菌或拟轮枝镰孢霉的麦粒菌种1粒/穴,在混合接种区接入立枯丝核菌和拟轮枝镰孢霉各1粒/穴,覆土后完成接种操作。

病情调查:每次病情调查时每个重复拔出100棵苗调查和记录发病株数和发病严重程度,分三叶期(5月25日)和六叶期(6月18日)2次进行发病情况调查。

田间管理:2017年4月底整地、施肥(磷酸二铵,20 kg/667 m2)、覆膜,2017年5月9日播种(株行距约60×150 mm),其他肥水管理按膜下滴灌常规进行。

1.2.3 病情分级标准

参考潘月敏[13]建立的红腐病和龚双军等[14]建立的立枯病病情分级标准,建立2种病单独发生或混合发生情况下通用的分级标准。表2

表2 棉花红腐病和立枯病的病情分级标准

Table 2 The classification standard of cotton fusarium red rot and Rhizoctonia damping off

级别Grade分级标准Classification standard级值Value0级无病状,健康植株;01级下胚轴有少数小的病斑(褐色凹陷斑或红肿斑纹),病斑横向直径 < 下胚轴直径的1/4;12级下胚轴病斑稍大,下胚轴直径的1/ 4 ≤ 病斑直径 < 下胚轴直径的 1/2;23级下胚轴病斑较大,下胚轴直径的1/2 ≤ 病斑直径 < 下胚轴直径的 3/4,或下胚轴缢缩;34级病斑直径 > 下胚轴直径的 3/4,或整株萎蔫或死亡。4

1.3 数据处理

采用SPSS 22.0软件并应用Duncan氏新复极差法进行显著性检验;采用同样软件对室内盆栽及人工接种条件下的相对抗性和田间人工接种条件下的相对抗性进行相关性分析。

抗病评价方法采用相对抗病情指数法[15、16],以供试品种中病情最大者为CK,通过调查病情指数计算出各品种相对抗性指数(RI值),参照作物根腐病相对抗性评价划分标准[17],用RI值衡量品种抗病性。表3

表3棉花红腐病和立枯病抗性评价标准[17]

Table 3 Identification criterion of resistance to cotton fusarium red rot and Rhizoctonia damping off

抗性级别Resistant grades相对抗病情指数(RI)Relative disease resistance index免疫 Immune (I)RI = 1.00高抗 High Resistance (HR)0.80 ≤ RI < 1.00抗病 Resistance (R)0.60 ≤ RI < 0.80中抗 Middle Resistance (MR)0.40 ≤ RI < 0.60感病 Susceptible (S)0.20 ≤ RI < 0.40高感 High Susceptible (HS)RI < 0.20

病情指数(%)=

相对抗病指数(RI)=

2 结果与分析

2.1 室内盆栽及人工接种条件下棉花品种抗性

2.1.1不同品种对红腐病的抗性

20个棉花品种接种拟轮枝镰孢霉后,各品种三叶期和六叶期的病情指数分别在10~37和18~46,大多数品种之间病情指数差异达到显著或极显著水平。三叶期发病最轻的为中棉72号,新陆早53号和中棉50号次之,平均病情指数分别为10.81、11.48和12.82,相对抗性水平达到抗病(R);三叶期病情指数在15~22的有新陆早61号、新陆早57号、中棉88号、中棉66号、新陆早51号、新陆早48号和新陆早46号等7个品种,相对抗性水平达到中抗(MR);其余10个品种的病情指数在22~37,相对抗性水平为感病(S)或高感(HS)。到六叶期后各品种的病情均有加重,发病最轻的是中棉72号,新陆早53次之,平均病情指数分别为18.22、18.31,相对抗性水平达到抗病(R);病情指数在19~27的有中棉50号、新陆早61号、中棉66号、新陆早57号、新陆早51号、中棉88和新陆早48等7个品种,相对抗性水平达到中抗(MR);其余11个品种,病情指数在28~43,相对抗性水平为感病(S)或高感(HS)。上述在六叶期仍表现为抗病或中抗的9个品种中,大多在三叶期和六叶期抗性水平一致;少数在六叶期抗性水平较三叶期低。上述结果说明中棉72号、新陆早53号、中棉50号、新陆早61、中棉66号、新陆早57号、新陆早51号、中棉88号和新陆早48号等9个品种(以相对抗病指数值大小为序)对红腐病有较好的抗病作用,其抗病水平达到抗病(R)或抗病(MR)。表4

表4 室内盆栽及人工接种红腐病菌后不同品种的病情及抗性

Table 4 Compared with diseases index and resistance type of different variety after the indoor potted inoculated with F. verticilliodes

品种Variety三叶期 3 leaf stage六叶期 6 leaf stage∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type中棉72号 Zhongmian 7210.81Aa±0.570.65R18.31Aa±0.570.62R新陆早53号 Xinluzao 5311.48Aa±0.850.63R18.22Aa±0.970.60R中棉50号 Zhongmian 5012.82Aab±0.980.60R19.82ABab±0.980.56MR新陆早61号 Xinluzao 6115.08ABabc±1.260.54MR21.08ABCbc±1.260.51MR新陆早57号 Xinluzao 5716.05ABCbcd±0.870.52MR23.00BCDcde±0.840.47MR中棉88号 Zhongmian 8817.52BCbcd±0.340.49MR25.45CDcde±0.680.41MR中棉66号 Zhongmian 6619.34BCDcde±1.910.44MR22.56BCcd±0.680.48MR新陆早51号 Xinluzao 5119.53BCDdef±1.200.43MR24.52CDcd±1.610.43MR新陆早48号 Xinluzao 4820.79CDcde±0.830.41MR26.02DEde±1.110.41MR新陆早46号 Xinluzao 4621.04CDdef±1.610.40MR28.11EFef±0.970.38S中棉46号 Zhongmian 4623.62DEef±0.920.34S35.78HIij±0.970.20S新陆早38号 Xinluzao 3824.59EFfg±0.730.32S29.26EFGfg±1.090.35S中棉49号 Zhongmian 4925.26FGgh±0.710.3S30.93FGHgh±1.460.32S中棉43号 Zhongmian 4328.81Hg±0.160.22S29.44JKk±0.550.13HS中棉32号 Zhongmian 3228.88Hg±0.110.22S33.33GHIhi±1.070.26S新陆早45号 Xinluzao 4529.23HIghi±1.480.21S37.42IJij±0.750.24S新陆早49号 Xinluzao 4931.63IJhj±1.970.15HS35.96HIJhi±0.960.21S新陆早40号 Xinluzao 4034.92Kk±0.290.05HS40.23KLl±.560.11HS新陆早36号 Xinluzao 3635.83KLkl±0.950.02HS45.30Mm±1.730.00HS新陆早21号 Xinluzao 2136.93Ll±0.840.00HS42.56Ll±0.880.06HS

注:*表格中的病情指数数据为3重复之平均值,小写字母表示0.05 水平显著,大写字母表示0.01水平显著;**表格中的HS、S、MR和R分别表示高感、感病、中抗和抗病

Note:*The disease index data in the table is the average of 3 repetitions, lowercase letters in the table mean significant at 0.05 level; capital letters mean very significant at 0.01 level;**in the table HS、S、MR and R respectively for High Susceptible、Susceptible、Middle Resistance、Resistance

2.1.2 不同品种对立枯病的抗性表现

20个棉花品种接种立枯丝核菌后,各品种在三叶期和六叶期的病情指数分别在18~49和23~58,大多数品种之间病情指数差异达到显著或极显著水平;三叶期发病最轻的为新陆早53号,病情指数为18.60,相对抗性水平达到抗病(R);病情指数在20~29的有新陆早57号、中棉88号、新陆早61号、中棉50号、中棉72号、新陆早51号、中棉66号、中棉49号、新陆早48号、新陆早46号和中棉46号等11个品种,相对抗性水平达到中抗(MR);其余8个品种,病情指数在29~49,相对抗性水平为感病(S)或高感(HS)。到六叶期后各品种的病情均有加重,发病最轻的为新陆早53号,发病较轻的有中棉88号、新陆早57号、中棉50号、中棉72号、新陆早61号和新陆早51号等,共计7个品种,病情指数在23~31,其相对抗性水平达到中抗(MR);其余13个品种,病情指数在34~58,相对抗性水平为感病(S)或高感(HS)。上述在六叶期仍表现为抗病或中抗的7个品种中,大多在三叶期和六叶期抗性水平一致;少数在六叶期抗性水平较三叶期低。新陆早53号、中棉88号、新陆早57号、中棉50号、中棉72号、新陆早61号和新陆早51号等7个品种(以相对抗病指数值大小为序)对立枯病有较好的抗病作用,其抗病水平达到中抗(MR)。

新陆早53号、中棉88号、新陆早57号、中棉50号、中棉72号、新陆早61号和新陆早51号等7个品种对红腐病和立枯病的兼抗性可能具有较好的兼抗特性。表5

表5 室内盆栽及人工接种立枯病菌后不同品种的病情及抗性比较

Table 5 Compared with diseases index and resistance type of different variety after the indoor potted inoculated with R. solani

品种Variety三叶期 3 leaf stage六叶期 6 leaf stage∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type新陆早53号 Xinluzao 5318.60Aa±0.540.62R23.93Aa±0.330.58MR新陆早57号 Xinluzao 5720.16ABa±0.810.58MR27.49BCb±0.910.52MR中棉88号 Zhongmian 8820.52ABabC±0.870.59MR24.52ABa±0.670.57MR新陆早61号 Xinluzao 6121.08ABCab±0.490.57MR30.11CDbc±1.000.48MR中棉50号 Zhongmian 5022.99BCDbcd±0.130.53MR27.99BCb±0.930.51MR中棉72号 Zhongmian 7223.45BCDcde±1.110.52MR28.45BCDc±0.910.50MR新陆早51号 Xinluzao 5124.11CDEcdef±0.320.50MR30.42CDbc±1.080.47MR中棉66号 Zhongmian 6625.42DEFdefg±1.240.48MR34.77DEcd±1.000.39S中棉49号 Zhongmian 4926.56EFGHefgh±0.320.45MR34.56EFed±0.800.39S新陆早48号 Xinluzao 4826.87EFGHfgh±0.700.45MR34.87EFed±0.930.39S新陆早46号 Xinluzao 4627.86EFGghi±0.260.43MR35.86EFdef±0.030.38S中棉46号 Zhongmian 4628.04EFGghi±1.180.42MR36.04EFef±1.370.37S新陆早38号 Xinluzao 3829.37FGHhi±0.360.39S37.37EFGef±0.510.35S中棉43号 Zhongmian 4330.23GHij±0.610.38S38.93FGf±0.900.33S新陆早45号 Xinluzao 4532.78Hj±1.320.32S40.78Gg±1.600.29S新陆早49号 Xinluzao 4936.86Ij±0.840.24S46.26Hh±1.140.20HS中棉32号 Zhongmian 3239.85Ik±0.530.16HS47.85Hi±0.830.19HS新陆早40号 Xinluzao 4040.55Jl±0.590.16HS49.56Ij±0.780.14HS新陆早36号 Xinluzao 3644.78Km±1.210.08HS52.78Jk±1.510.08HS新陆早21号 Xinluzao 2148.55Mn±0.910.00HS57.45Kl±1.080.00HS

注:*表格中的病情指数数据为3重复之平均值,小写字母表示0.05 水平显著,大写字母表示0.01水平显著;**表格中的HS、S、MR和R分别表示高感、感病、中抗和抗病

Note:*The disease index data in the table is the average of 3 repetitions, lowercase letters in the table mean significant at 0.05 level; capital letters mean very significant at 0.01 level;**in the table HS、S、MR and R respectively for High Susceptible、Susceptible、Middle Resistance、Resistance

2.1.3 不同品种对红腐病和立枯病的兼抗性

在2菌混合接种试验中,20个品种在三叶期和六叶期的病情指数在21~57和27~67,多数品种之间病情指数差异达到显著或极显著水平;三叶期发病最轻的仍为新陆早53号,发病较轻的有中棉72号、中棉50号、新陆早57号、新陆早61号、中棉88号、新陆早51号、新陆早48号、中棉66号、和中棉46号,共计10个品种,其病情指数在21~32,有相对抗性水平达到中抗(MR);其余10个品种,病情指数在34~57,相对抗性水平为感病(S)或高感(HS)。到六叶期后各品种的病情均有加重,发病最轻的仍为新陆早53号,发病较轻的有中棉72号、中棉50号、新陆早57号、新陆早61号、中棉88号,共计6个品种,其病情指数在27~36,相对抗性水平达到中抗(MR)。其余14个品种,病情指数在42~67,相对抗性水平为感病(S)或高感(HS)。上述在六叶期仍表现为中抗的品种中,三叶期和六叶期抗性水平一致。新陆早53号、中棉72号、中棉50号、新陆早57号、新陆早61号和中棉88号这6个品种(以相对抗病指数值大小为序)对红腐病和立枯病具有较好的兼抗作用,其兼抗水平达到中抗(MR)。表6

表6 室内盆栽及人工接种红腐病菌和立枯病菌后不同品种的混合病情及兼抗性比较

Table 6 Compared with mixed diseases index and both resistance type of different variety after the indoor potted inoculated with F. verticilliodes and R. solani

品种Variety三叶期 3 leaf stage六叶期 6 leaf stage∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type新陆早53号 Xinluzao 5321.75Aa±0.900.57MR27.05Aa±0.670.57MR中棉72号 Zhongmian 7222.42ABab±1.510.54MR29.42Aab±1.060.54MR中棉50号 Zhongmian 5024.59ABabc±0.640.52MR32.60Aab±0.820.50MR新陆早57号 Xinluzao 5725.82ABCabc±0.570.50MR33.83ABCbc±0.570.48MR新陆早61号 Xinluzao 6126.45ABCbc±1.380.49MR34.45ABCbc±0.750.47MR中棉88号 Zhongmian 8827.01ABCbcd±1.030.48MR35.01ABCDbc±1.10.46MR新陆早51号 Xinluzao 5127.72ABbCcd±1.170.47MR42.68EFef±0.290.35S中棉66号 Zhongmian 6628.52BCcd±0.650.45MR40.09DEFde±1.070.38S新陆早48号 Xinluzao 4830.97CDde±0.640.43MR38.97CDEde±1.220.39S中棉46号 Zhongmian 4631.78DEe±1.060.41MR40.48DEFe±1.060.38S新陆早46号 Xinluzao 4634.67Eef±0.290.36S39.53DEde±1.020.39S新陆早38号 Xinluzao 3835.71Eef±0.980.35S45.93FGfg±0.160.31S中棉49号 Zhongmian 4937.45EFf±0.740.32S44.79FGfg±0.610.31S中棉43号 Zhongmian 4337.90EFf±2.520.31S48.57FGg±0.880.26S新陆早49号 Xinluzao 4942.87FGg±1.610.23S55.68IJi±0.310.15HS新陆早45号 Xinluzao 4544.61Gg±0.730.20HS52.89GHhi±0.810.20HS中棉32号 Zhongmian 3245.41GHg±2.760.19HS57.07Hh±1.110.14HS新陆早40号 Xinluzao 4047.23Hh±0.230.15HS58.56Jj±0.450.12HS新陆早36号 Xinluzao 3650.63Ii±1.380.10HS61.41Kk±0.490.08HS新陆早21号 Xinluzao 2156.79Jj±0.910.00HS66.79Ll±0.910.00HS

注:*表格中的病情指数数据为3重复之平均值,小写字母表示0.05 水平显著,大写字母表示0.01水平显著;**表格中的HS、S、MR和R分别表示高感、感病、中抗和抗病

Note:*The disease index data in the table is the average of 3 repetitions, lowercase letters in the table mean significant at 0.05 level; capital letters mean very significant at 0.01 level;**in the table HS、S、MR and R respectively for High Susceptible、Susceptible、Middle Resistance、Resistance

2.2 田间人工接种条件下10个棉花品种的抗性

2.2.1不同品种对红腐病的田间抗性

选出对红腐病和立枯病的单一抗性或兼抗特性较好(中抗以上)的9个品种,并以高度感病的新陆早21号为对照品种,进行了10个品种的田间抗性比较试验。

10个棉花品种接种拟轮枝镰孢霉后,各品种三叶期和六叶期的病情指数分别在6~26和12~41,品种之间病情指数差异达到显著或极显著水平;三叶期发病最轻的为新陆早53号,中棉72号和中棉50号次之,平均病情指数为6.54、8.27和10.08,相对抗性水平达到抗病(R);病情指数在13~16的有新陆早57号、中棉88号和新陆早61号这3个品种,相对抗性水平达到中抗(MR);其余4个品种,病情指数在16~26,相对抗性水平为感病(S)或(HS)。到六叶期后各品种的病情均有加重,发病最轻的仍是新陆早53号,中棉72号次之,平均病情指数分别为12.60、13.64,相对抗性水平达到抗病(R);病情指数在16~25有中棉50号、新陆早57号、新陆早61号、中棉88号和新陆早51号这5个品种,相对抗性水平达到中抗(MR);其余3个品种,病情指数在27~43,相对抗性水平为感病(S)或(HS)。上述在六叶期仍表现为抗病或中抗的品种中,三叶期和六叶期抗性水平基本一致。新陆早53号、中棉72号、中棉50号、新陆早57号、新陆早61号、中棉88号和新陆早51号这7个品种(以相对抗病指数值大小为序)对红腐病具有较好和较稳定的抗病作用,其抗病水平达到抗病或中抗。9个供试品种中6个品种对红腐病的抗性得到了较好的田间验证。表7

表7 田间人工接种红腐病菌后不同品种的病情及抗性比较

Table 7 Compared with mixed diseases index and resistance type of different variety after the field inoculated with F. verticilliodes

品种Variety三叶期 3 leaf stage六叶期 6 leaf stage∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type新陆早53号 Xinluzao 536.54Aa±0.560.75R12.60Aa±0.860.69R中棉72号 Zhongmian 728.27Bb±1.230.68R13.64Bb±0.260.67R中棉50号 Zhongmian 5010.08Cc±0.320.61R17.23Cc±1.160.59MR新陆早57号 Xinluzao 5713.27Dd±0.680.49MR18.46Dd±0.190.55MR新陆早61号 Xinluzao 6115.45De±0.570.40MR20.06Ee±0.860.51MR中棉88号 Zhongmian 8814.67Ee±0.540.43MR22.72Ff±1.060.44MR新陆早51号 Xinluzao 5118.56Ef±0.130.28S24.67Gg±0.660.40MR新陆早48号 Xinluzao 4820.48Gg±0.780.21S27.45Hh±0.750.33S中棉66号 Zhongmian 6623.34Hh±0.650.09S32.56Ii±1.130.20S新陆早21号 Xinluzao 2125.78Ii±0.710.00HS40.82Jj±0.720.00HS

注:*表格中的病情指数数据为3重复之平均值,小写字母表示0.05 水平显著,大写字母表示0.01水平显著;**表格中的HS、S、MR和R分别表示高感、感病、中抗和抗病

Note:*The disease index data in the table is the average of 3 repetitions, lowercase letters in the table mean significant at 0.05 level; capital letters mean very significant at 0.01 level;**in the table HS、S、MR and R respectively for High Susceptible、Susceptible、Middle Resistance、Resistance

2.2.2 不同品种对立枯病的田间抗性比较

10个品种的田间抗性比较试验中,各品种接种立枯丝核菌后,三叶期和六叶期的病情指数在12~33和16~41,品种之间病情指数差异达到显著或极显著水平;三叶期发病最轻的为新陆早53号,病情指数为12.57,相对抗性水平达到抗病(R);中棉72号、中棉50号、新陆早57号、中棉88号和新陆早61号这5个品种病情指数在13~19,相对抗性水平达到中抗(MR);其余4个品种,病情指数在22~33,相对抗性水平为感病(S)或高感(HS)。到六叶期后各品种的病情均有加重,发病最轻的仍为新陆早53号,发病较轻有中棉72号、中棉50号、新陆早57号、中棉88号和新陆早61号,6个品种的病情指数在16~25,相对抗性水平达到中抗(MR);其余4个品种,病情指数在25~41,相对抗性水平为感病(S)或高感(HS)。上述在六叶期仍表现为抗病或中抗的品种中,三叶期和六叶期抗性水平基本一致。新陆早53号、中棉72号、中棉50号、新陆早57号、中棉88号和新陆早61号这6个品种(以相对抗病指数值大小为序)对立枯病具有较好和较稳定的抗病作用,其抗病水平达到中抗。供试品种中6个品种对立枯病的抗性得到了田间验证。表8

2.2.3 不同品种对红腐病和立枯病的兼抗性验证

10个品种的田间抗性比较试验中,各品种混合接种立枯丝核菌和拟轮枝镰孢霉后,三叶期和六叶期时大多数品种的混合病情比2种菌单一接种重;各品种在三叶期和六叶期的病情指数在19~49和25~59,大多数品种之间病情指数差异达到显著或极显著水平。三叶期和六叶期发病最轻的均为新陆早53号,发病较轻的有中棉72号、中棉50号、新陆早57号、新陆早61号和中棉88号,6个品种在三叶期和六叶期的病情指数分别在19~29和25~36,相对抗性水平达到中抗(MR);其余4个品种在三叶期和六叶期的病情指数在30~49和37~59,相对抗性水平达到(S)或高感(HS)。新陆早53号、中棉72号、中棉50号、新陆早57号、新陆早61号和中棉88号这6个品种(以相对抗病指数值大小为序)对红腐病和立枯病具有较好和较稳定的兼抗作用,其兼抗水平达到中抗(MR)。供试品种中6个品种对2种病的兼抗性得到了田间验证。表9

表8 田间人工接种立枯病菌后不同品种的病情及抗性比较

Table 8 Compared with mixed diseases index and resistance type of different variety after the field inoculated with R. solani

品种Variety三叶期 3 leaf stage六叶期 6 leaf stage∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type新陆早53号 Xinluzao 5312.57Aa±0.260.62R16.73Aa±1.260.59MR中棉72号 Zhongmian 7213.98Aa±0.360.57MR17.98Ab±0.460.56MR中棉50号 Zhongmian 5014.78ABa±1.160.55MR19.45Bc±1.500.52MR新陆早57号 Xinluzao 5716.46BCb±0.96 0.50MR21.35Bc±0.56 0.48MR中棉88号 Zhongmian 8817.36Cbc±0.770.47MR22.05Cd±0.73 0.46MR新陆早61号 Xinluzao 6118.16Cd±0.33 0.44MR24.74Cd±0.86 0.40MR新陆早51号 Xinluzao 5122.55Dd±0.52 0.31S25.45De±1.060.38S新陆早48号 Xinluzao 4823.34Dd±0.670.29S29.44Ef±0.360.28S中棉66号 Zhongmian 6625.45Ee±1.460.22S31.28Ef±1.260.24S新陆早21号 Xinluzao 2132.69Ef±0.86 0.00HS40.90Fg±0.76 0.00HS

注:*表格中的病情指数数据为3重复之平均值,小写字母表示0.05 水平显著,大写字母表示0.01水平显著;**表格中的HS、S、MR和R分别表示高感、感病、中抗和抗病

Note:*The disease index data in the table is the average of 3 repetitions, lowercase letters in the table mean significant at 0.05 level; capital letters mean very significant at 0.01 level;**in the table HS、S、MR and R respectively for High Susceptible、Susceptible、Middle Resistance、Resistance

表9 田间人工接种红腐病菌和立枯病菌后不同品种的混合病情及兼抗性比较

Table 9 Compared with mixed diseases index and both resistance type of different variety after the field inoculated with F. verticilliodes and R. solani

品种Variety三叶期 3 leaf stage六叶期 6 leaf stage∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type∗病情指数Disease indexRI∗∗抗性类型Resistance type新陆早53号 Xinluzao 5319.56Aa±1.130.59 MR25.44Aa±0.610.57 MR中棉72号 Zhongmian 7220.46Ab±0.530.58 MR27.95Bb±0.94 0.53 MR中棉50号 Zhongmian 5021.56Bc±0.73 0.55 MR29.56Bbc±0.33 0.50 MR新陆早57号 Xinluzao 5723.52Bc±0.43 0.51 MR30.39Bc±1.230.48 MR新陆早61号 Xinluzao 6125.96Cd±1.23 0.46 MR32.98Cd±0.54 0.44 MR中棉88号 Zhongmian 8828.51Cd±0.63 0.41 MR35.60De±0.46 0.40 MR新陆早51号 Xinluzao 5130.55De±0.380.37 S37.26De±0.730.37 S新陆早48号 Xinluzao 4833.65Ef±0.33 0.30 S40.45Ef±1.380.31 S中棉66号 Zhongmian 6635.68Eg±1.63 0.26 S43.86Fg±0.830.24 S新陆早21号 Xinluzao 2148.22Fh±0.780.00 HS58.97Gh±0.27 0.00 HS

注:*表格中的病情指数数据为3重复之平均值,小写字母表示0.05 水平显著,大写字母表示0.01水平显著;**表格中的HS、S、MR和R分别表示高感、感病、中抗和抗病

Note:*The disease index data in the table is the average of 3 repetitions, lowercase letters in the table mean significant at 0.05 level; capital letters mean very significant at 0.01 level;**in the table HS、S、MR and R respectively for High Susceptible、Susceptible、Middle Resistance、Resistance

3 讨 论

在供试20个棉花主栽品种的室内及田间接种试验中没有发现对红腐病或立枯病表现为免疫或高抗的品种,但对红腐病表现为抗病的品种有2个(新陆早53号和中棉72号);表现为中抗的品种有5个(中棉50号、新陆早57号、新陆早61号、中棉88号和新陆早51号);对立枯病表现为中抗的品种有6个(新陆早53号、中棉72号、中棉50号、新陆早57号、中棉88号和新陆早61号);对2病的兼抗性表现为中抗的品种有6个(新陆早53号、中棉72号、中棉50号、新陆早57号、新陆早61号和中棉88号)。

研究以棉花苗期2种常发性严重病害对象,以兼抗性分析为特色,通过多菌株接种试验从现有主栽品种中筛选出多个对红腐病和立枯病具有兼抗作用的品种,为生产上因地制宜地选播抗病品种提供了较好依据,为多病兼防技术研究奠定了基础。

供试品种中抗红腐病的品种相对较多,在同一品种上立枯病的病情指数均高于红腐病,这一现象可能与病原菌的致病性有关,这一结果在一定程度上证实了周扬等[4]2017年关于立枯丝核菌的致病力极显著的高于拟轮枝镰孢霉的结论。此外,研究中关于大多数棉花品种对2种苗期病害的抗性存在显著差异或极显著差异的结果,与赵敬霞、姜腾飞[11-12]等报道的不同棉花品种对多种苗期病害的抗性存在显著差异或极显著差异的结论一致。

大多数抗立枯病的品种兼具对红腐病的抗性,两者之间存在一定的关联性。这种关联性是否与品种遗传特性或品种对环境的适应性有关值得进一步研究。

4 结 论

研究分室内盆栽初选及田间小区试验两部分。两部分试验均采用了多菌株混合培养混合接种的方法,由于接种量的一致性较高,参与致病的菌株多,减少了单一菌株因品种选择性和地域适性产生的影响,因而发病比较均匀,比较充分(对照品种在六叶期的发病率接近或超过50%),也因此使品种间的抗性差异能较为客观地反映出来。室内盆栽试验中,因室内温度相对恒定(22~26℃),土壤含水量相对较高,因而发病较田间更重。此外,人工接种后,无论是单一接种还是2菌混合接种,六叶期病情均显著的大于三叶期病情,说明2种苗期病害在三叶期到六叶期,仍能造成新的感染或使原有病斑不断扩大。

对盆栽接菌与田间接菌试验的10个品种在六叶期的RI进行相关性分析得出,立枯丝核菌单一接种和2菌混合接种处理后,盆栽接菌RI值和田间接菌试验的RI值的相关系数(r值)分别为0.941、0.889,在0.01水平下极显著相关,拟轮枝镰孢霉单一接种后,盆栽接菌RI值和田间接菌试验的RI值的相关系数(r值)为0.783,在0.05水平下显著相关,说明盆栽接菌和田间接菌处理有较好的符合性,通过相对抗病指数方法评价棉花不同品种对红腐病和立枯病抗病水平是可行的。同时也说明立枯丝核菌的致病性较强,环境变化对其致病性的影响较小,而红腐病菌的致病性相对较弱,且易受到环境变化的影响。

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