聶啟軍,邱正明,朱鳳娟,董斌峰,李青山
(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所,武漢,430064;2.湖北蔬谷農(nóng)業(yè)科技有限公司;3.谷城縣農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣中心)
十字花科蔬菜根腫病是一種能產(chǎn)生嚴(yán)重為害的土傳性病害,主要為害大白菜、甘藍(lán)、油菜、花椰菜、莖瘤芥、蘿卜、蕪菁、紫菜薹等十字花科作物[1]。湖北是十字花科作物根腫病發(fā)生嚴(yán)重的區(qū)域之一,在湖北省宜昌、恩施、咸寧、鄂州、武漢等地均有發(fā)生,受土壤酸化、連作等因素的影響,根腫病的為害逐年加重。2007年在武漢蔡甸紅菜薹種植基地就發(fā)現(xiàn)有根腫病的為害,到2016年,在湖北武漢東西湖、江夏、蔡甸及鄂州、漢川、公安、當(dāng)陽等地面積較大的紅菜薹種植基地,都發(fā)現(xiàn)了連片的根腫病為害。目前根腫病已成為為害紅菜薹生產(chǎn)的一種新的主要病害,為害面積正不斷擴(kuò)大,嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)丶t菜薹的可持續(xù)生產(chǎn),防治紅菜薹根腫病已刻不容緩。
種植抗病品種是防治根腫病安全而又經(jīng)濟(jì)的方法。從2008年開始,以選育抗根腫病紅菜薹組合為目的,利用引進(jìn)的抗根腫病大白菜品種德高,在長陽火燒坪根腫病為害嚴(yán)重的地塊通過多代回交和自交,到2013年獲得13份抗根腫病的自交系(回交3代、自交3代)。結(jié)合早熟性、商品性等性狀篩選出6份高抗根腫病的自交系(GH1、GJ1、GJ2、GJ3、GD1、GD2)與選育的ZY1402、ZY1413、ZY1422 等 Ogura CMS配制9個雜交組合,2014年在長陽火燒坪根腫病發(fā)生嚴(yán)重的地塊通過田間抗病性鑒定和比較,篩選出2個抗根腫病的紅菜薹組合 HCR1和 HCR2,2015-2016年在長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州等紅菜薹種植基地根腫病發(fā)生嚴(yán)重的地塊進(jìn)行生產(chǎn)試種。
表1 2013年火燒坪紅菜薹各試驗(yàn)材料田間根腫病發(fā)病率比較
①根腫病抗源德高大白菜,抗根腫病4號生理小種。
②抗源導(dǎo)入目標(biāo)材料紅菜薹地方品種或自交系,DGZ(大股子,地方品種),0904(自交系),JHK(自交系)。
長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州紅菜薹根腫病發(fā)生嚴(yán)重的地塊。
①抗性株篩選與留種在長陽火燒坪于5月中下旬播種育苗,6月中旬定植,7月選擇未發(fā)病單株進(jìn)行人工授粉,8月選擇根部正常的植株收獲種子。
②根腫病抗性田間鑒定在長陽火燒坪于5~8月進(jìn)行,各參試材料每個小區(qū)定植30株左右,3次重復(fù),分別在苗期、抽薹期2個時期統(tǒng)計(jì)發(fā)病株數(shù)和未發(fā)病株數(shù),計(jì)算發(fā)病率(發(fā)病株數(shù)/總株數(shù))。
③抗根腫材料創(chuàng)制與組合選育過程a.2008年10月至2009年5月,DGZ、0904、JHK與德高正反交。
b.2009年5~8月,正反交 F1代抗病株×DGZ 0904、JHK。
表2 2014年火燒坪試配組合的田間根腫病發(fā)病率比較
c.2010年 5~8月,回交 1代抗病株×DGZ、0904 JHK。
d.2011年 5~8月,回交 2代抗病株×DGZ、0904、JHK。
e.2011年10月至2012年5月,回交3代抗病株自交。
f.2012年5~8月,在回交3代自交1代的全抗株系中選株自交。
g.2013年5~8月,在回交3代自交2代中篩選全抗株系并自交。
h.2013年10月至2014年5月,組合配制與篩選,Ogura CMS×抗病株系。
i.2014年5~8月,試配組合抗性鑒定與篩選。
j.2015-2016年,目標(biāo)組合生產(chǎn)試種。
將回交3代自交2代種子播種后通過田間鑒定發(fā)現(xiàn)存在全抗株系,說明在抗根腫病性狀上已獲得純化株系,繼續(xù)在全抗株系中選擇早熟性、薹葉、薹色、口感符合育種目標(biāo)的單株自交留種,所獲得的種子即為回交3代自交3代抗病株系,通過上述途徑共獲得13份抗病株系,其中在德高與JHK雜交后的回交3代自交3代中獲得8個抗病株系,即GJ1、GJ2、GJ3、GJ9、GJ10、GJ11、GJ12、GJ13;在德 高與DGZ雜交后的回交3代自交3代中獲得3個抗病株系,即 GD1、GD2、GD6;在 0904 與德高雜交后的回交3代自交3代中獲得2個抗病株系,即GH1、GH4。
將獲得的13份抗病株系于2013年在長陽火燒坪進(jìn)行田間根腫病抗性鑒定,以大股子、胭脂紅、JHK、0904為對照。播種日期5月30日,定植日期6月27日,分別在苗期(苗齡27 d)、抽薹期(定植后35 d)進(jìn)行根腫病發(fā)病率的統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表1。
從表1看,試驗(yàn)對照材料大股子、胭脂紅、JHK、0904在育苗期間就開始感染根腫病,定植當(dāng)天(苗齡27 d)發(fā)病率達(dá)到5%以上,在抽薹期(定植后35 d)根腫病發(fā)病率都達(dá)到100%,而創(chuàng)制的13份紅菜薹材料中,在生長期間沒有發(fā)現(xiàn)有根腫病為害,表現(xiàn)為高抗根腫病,說明以抗根腫病的大白菜作為抗源,通過多代回交和自交成功地將抗根腫病特性導(dǎo)入到紅菜薹中。
在13份抗根腫病的自交系中,結(jié)合早熟性、商品性等性狀篩選出6份高抗根腫病的自交系(GH1、GJ1、GJ2、GJ3、GD1、GD2)與選育的 ZY1402、ZY1413、ZY1422等Ogura CMS通過人工授粉配制9個雜交組合,于2014年在長陽火燒坪開展田間抗性鑒定比較,以大股子、胭脂紅、十月紅、九月鮮等品種為對照。5月24日播種,6月22日定植,在定植當(dāng)天(苗齡29 d)進(jìn)行苗期根腫病發(fā)病率的統(tǒng)計(jì),在抽薹期(定植后36 d)進(jìn)行根腫病發(fā)病率的統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表2。
從表2看,參試的大股子、胭脂紅、十月紅、九月鮮4個對照品種從苗期就開始感染根腫病,到抽薹期 (定植后36 d)根腫病發(fā)病率幾乎都達(dá)到100%。參試的9個組合中,ZY1402×GH1發(fā)現(xiàn)有根腫病的為害,到抽薹期根腫病發(fā)病率平均達(dá)到26.87%,程度較重;ZY1422×GJ1和 ZY1413×GD2根腫病發(fā)病率平均分別為2.70%和6.66%,程度較輕;其他組合均未發(fā)現(xiàn)有根腫病的為害。
根據(jù)2014年長陽火燒坪的抗性比較結(jié)果,在根腫病抗性最好的組合中結(jié)合早熟性、薹葉、薹色等其他性狀選擇 ZY1413×GJ3、ZY1422×GJ3 2 個組合進(jìn)行生產(chǎn)試種,分別編號為HCR1、HCR2。HCR1、HCR2生產(chǎn)試驗(yàn)的種子在隔離條件下采用昆蟲授粉進(jìn)行制種,2015年、2016年在長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州等地開展生產(chǎn)試種,以大股子、紫婷1號、佳紅等品種為對照,每個組合試種面積667 m2左右。在菜薹采收盛期調(diào)查田間根腫病發(fā)病率,結(jié)果如表3。
表3 2015年、2016年參試品種組合田間根腫病發(fā)病率比較 %
表4 2015年、2016年主要農(nóng)藝性狀觀察
由表3可知,2015年、2016年在火燒坪的種植結(jié)果表明,大股子、紫婷1號、佳紅等對照商品品種在抽薹期 (定植后約45 d)根腫病發(fā)病率達(dá)到100%,HCR1和HCR2的根腫病發(fā)病率都在10%以下,根腫病發(fā)生程度較輕;在武漢江夏和鄂州試種的結(jié)果表明,對照商品品種在抽薹期(定植后約60 d)根腫病發(fā)病率都在30%以上,嚴(yán)重的達(dá)到80%以上,根腫病為害程度嚴(yán)重,而HCR1和HCR2根腫病發(fā)病率平均在5%以內(nèi),根腫病發(fā)生程度輕。綜合2015年、2016年在長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州等地的試種結(jié)果,表明HCR1和HCR2對根腫病有良好的抗性。對早熟性、商品性(菜薹蠟粉、薹葉形狀、大小)、品質(zhì)(口感)等主要農(nóng)藝性狀觀察結(jié)果表明(表4),HCR1表現(xiàn)為中早熟,菜薹無蠟粉,薹葉小、披針形,菜薹口感脆甜;HCR2表現(xiàn)為早熟,菜薹蠟粉少,薹葉小、披針形,菜薹口感脆甜。
目前還未發(fā)現(xiàn)有抗根腫病紅菜薹的資源材料和品種的相關(guān)文獻(xiàn)報道,生產(chǎn)中也未發(fā)現(xiàn)有抗根腫病紅菜薹的資源材料和品種,本研究中抗根腫病紅菜薹資源材料的創(chuàng)制和組合的選育說明其方法是有效的,而抗根腫病組合HCR1和HCR2的選育為防治紅菜薹根腫病提供了一種安全、經(jīng)濟(jì)、有效的途徑。
十字花科蔬菜根腫病由蕓薹根腫菌(Plasmodiophora brassicae)侵染引起,蕓薹根腫菌存在生理小種分化現(xiàn)象,各地根腫病生理小種種群結(jié)構(gòu)也各不相同,如湖北十字花科蔬菜根腫病生理小種以 1 號、4 號為主, 湖南有 1、5、8、9、11 號生理小種[2~5]。 HCR1、HCR2 在湖北的長陽火燒坪、武漢江夏、鄂州等地表現(xiàn)出了良好的抗性,但對其他地區(qū)的根腫病是否有良好的抗性還需要在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行試種。
[1]甘彩霞,余陽俊,袁偉玲,等.國內(nèi)主要十字花科抗根腫病品種在湖北病區(qū)的表現(xiàn)[J].中國蔬菜,2016(6):53-58.
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