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INIBAP引进香蕉种质资源对枯萎病的抗性评价

2014-09-23冯慧敏张俊王志双徐小雄陈友王沛政武耀廷

热带农业科学 2014年8期
关键词:抗性香蕉

冯慧敏+张俊+王志双+徐小雄+陈友+王沛政+武耀廷

摘 要 香蕉枯萎病己成为香蕉的毁灭性病害。该病属于土传性病害,扩散蔓延速度快,难于进行生物控制、药物防治及轮作、浸田等常用防治方法的防治。因此,防治香蕉枯萎病的最佳方法是进行香蕉遗传改良,培育抗病品种。选用从INIBAP[(International Network for the Improvement of Bnana and Plantain,国际香(大)蕉改良网络)]引进的42份香蕉种质资源,采用伤根侵染法,用含2×106个孢子/L的香蕉枯萎病1号和4号小种菌液分别对42份香蕉幼苗进行处理,筛选抗香蕉枯萎病种质。结果表明:在侵染1号小种时,7份材料表现高感,13份感病,22份中抗,无高抗;在侵染4号小种时,25份材料表现高感,12份感病,5份中抗,无高抗。综合分析显示,M11和M25对枯萎病1号和4号小种均表现中抗。

关键词 香蕉 ;香蕉枯萎病 ;抗性 ;INIBAP

分类号 S668.1

Fusarium Wilt Resistance of Banana Germplasm Introduced from INIBAP

FENG Huimin ZHANG Jun WANG Zhishuang

XU Xiaoxiong CHEN You WANG Peizheng WU Yaoting

(Key Laboratory of Tropical Crop Molecular Breeding of Sanya, Qiongzhou University,

Sanya, Hainan 572022)

Abstract Banana fusarium wilt has become a devastating disease of bananas. The disease is a soil borne disease, spread fast, particularly difficult to control,which include biological control, drug control, rotation and leaching field. Therefore, the fundamental way to control banana fusarium wilt is genetic improvement, breeding disease resistant varieties. This paper selected 42 copies of banana germplasm resources which introduced from INIBAP (International Network for the Improvement of Bnana and Plantain), using method of root wound infection, treated the banana seedlings with fusarium wilt disease of No.1 and No. 4 physiological races which containing 2×106 spores /L respectively, to assessed the resistance to fusarium wilt disease. The results showed that: 7 accessions exhibited highly susceptible to physiological races No.1 of fusarium wilt disease, 13 accessions exhibited susceptible, 22 accessions exhibited intermediate resistance, no highly resistance. On the 0ther hand, 25 accessions exhibited highly susceptible to physiological races No.4 of fusarium wilt disease, 12 accessions exhibited susceptible, 5 accessions exhibited intermediate resistance, no highly resistance. Comprehensive analysis, M11 and M25 exhibited intermediate resistance both on fusarium wilt disease of No. 1 and No. 4 physiological races.

Keywords banana ; Banana Fusarium Wilt ; resistance ; INIBAP

香蕉枯萎病是一种香蕉毁灭性病害,其病原菌为古巴尖孢镰刀菌[Fusarium oxysporum f. sp.cubense(E.F. Simth Snyder et Hansen)]。目前依据病菌在不同类型香蕉品系中的感染情况及致病程度,可将香蕉枯萎病菌划分为4个小种,在中国仅分布有1号和4号小种。香蕉枯萎病1号小种主要分布于中国的广东、福建和广西省,4号小种最初在台湾发现为害Cavendish(AAA),目前在中国广东、海南、福建等地相继发现。为了探索香蕉枯萎病的防控技术,已经全面开展了生物防治、化学防治、抗病育种等工作,其中抗病育种是最佳的防治方法。为了做好抗病育种工作,有必要对香蕉种质进行抗性筛选。目前已有很多研究者对不同香蕉品种枯萎病的抗病性进行了评价。黄秉智等[1]对部分香蕉种质材料进行了枯萎病抗性的田间评价,结果表明,在32份引进的香蕉种质中只有Ney pooven、Gros Michel、Bita-2、Pome等4份高感1号小种,其余均表现抗病;在60份香蕉品种中,对4号小种表现高抗的有FHIA-18、FHIA-01、FHIA-02、FHIA-25、番禺大蕉、AAcv Rose、中山大蕉、东莞大蕉、美大蕉、海南酸大蕉、Ney pooven、P.J. Buaya、Morong Princesa、GCTCV-119、FHIA-03、金指蕉等16份材料,CRBP39表现为高抗;Prata、FHIA-21和新北蕉表现为中抗。刘以道等[2]采用伤根灌菌液的接种方法,对36份香蕉种质的枯萎病菌4号小种的抗性进行了鉴定。结果表明,在供试的36份种质中,13份种质为中抗,22份种质为感病,1份种质为高感,无高抗种质。虽然目前已对香蕉种质资源的抗性筛选做了大量的工作,但他们选用的材料中涉及到栽培蕉原始的亲本较少,对不同基因型栽培蕉品种的评价也较少见。由于栽培香蕉由Musa acuminata Colla和Musa balbisiana Colla种内或种间杂交而来,因此对栽培蕉原始亲本和不同基因型香蕉的抗性评价就十分必要。本研究选用了从INIBAP引进的42份香蕉种质资源作为材料,这些材料中包含了栽培香蕉的原始亲本Musa acuminata Colla的亚种、变种和不同地理来源的Musa balsinana Colla,并且栽培蕉材料包含AA、AB、AAA、AAB、ABB、BBB、AAAA和AAAB共8种基因型,丰富的材料将进一步加深对香蕉种质资源抗枯萎病抗性的认识,从而为香蕉的抗性育种提供理论依据。endprint

1 材料与方法

1.1 材料

本研究选用了42份香蕉种质作为试验材料,其中野生种质13份,栽培种质29份,详见表1。M43巴西蕉作为阴性对照,来源于海南万钟实业有限公司,其余样品来源于位于比利时鲁汶大学的INIBAP的ITC(International Transit Centre,国际交换中心)。选用的材料中野生种为栽培香蕉的原始亲本Musa acuminata Colla的亚种、变种和Musa balsinana Colla,栽培种包含有不同的基因型,其中AA基因型9份,AB基因型1份,AAA基因型4份,AAB基因型6份,ABB基因型2份,BBB基因型1份,AAAA基因型1份,AAAB基因型5份。

1.2 方法

1.2.1 培养基的配置

固体马铃薯培养基(PDA):将马铃薯去皮切块,按照每100 mL蒸馏水加20 g马铃薯的比例,置于沸水中煮30 min,再用3层纱布过滤,然后加入2%的琼脂和2%(w/V)的葡萄糖,最后装入三角瓶中高温灭菌即可。

液体马铃薯培养基(PDB):将马铃薯去皮切块,按照每100 mL蒸馏水加20 g马铃薯的比例,置于沸水中煮30 min,再用3层纱布过滤,然后加入2%的葡萄糖,最后装入三角瓶高温灭菌即可。

1.2.2 供试菌株及其活化

香蕉枯萎病菌1号(Foc1)、4号小种(Foc4)为强致病力菌株,由中国热带农业科学院热带生物技术研究所提供。先将菌株置于PDA中培养7 d,使其活化,然后再转入PDB中,培养温度为(26±1)℃,培养7 d后用无菌水冲洗菌落分生孢子,并调制成浓度为2×106个孢子/mL的分生孢子悬浮液,备用。

1.2.3 枯萎病抗性的鉴定方法

参照Mohamed等[3]的方法,采用组培苗盆栽伤根接种法对香蕉种质进行抗性评价。选取株高10~15 cm、生长健壮、无病虫害、根系发达、无腐烂现象的香蕉组培苗进行抗性筛选。将病菌培养物过滤,用滤液浸泡供试植株受伤根系2 h,然后将处理后的苗重新移栽至经过无菌处理的土壤中,并用枯萎病菌分生孢子悬浮液浇灌。接种30 d后调查发病情况。每份香蕉种质种植9株,其中3株接种1号小种,3株接种4号小种,3株做对照。

调查记录和分级标准参照谢子四等[4]的方法。外部症状调查部位主要为叶片,内部症状调查部位为球茎(方法为纵切球茎,调查球茎变色程度)。病害分级标准见表2。

病害严重程度计算方法如下:

DI=∑(各级级别数×该级别株数)/调查株数(病害严重度数据取1位小数)

由外部症状和内部症状分别确定该品系的抗性级别,当2种抗性级别不同时,以“大”等级(抗性差者)作为该品种的最终抗性级别。最终根据不同材料的病情指数鉴定香蕉种质资源对枯萎病1号和4号小种的抗性。综合抗性评价标准参照谢子四等[4]和刘以道等[2]的方法,抗性评价标准见表3。

2 结果与分析

2.1 42份香蕉种质对香蕉枯萎病菌1号小种的抗性评价

在接种后半个月左右,叶片开始表现出发病症状,部分出现黄化,病害由下而上扩展;随着时间的推移,供试香蕉苗病情越来越严重,在接种后40 d左右,部分品种香蕉苗出现全株枯萎现象。供试香蕉对枯萎病1号小种抗性评价的结果见表4,由表4可见,在供试的42份香蕉种质中,22份种质为中抗,13份为感病,7份为高感。

2.2 供试香蕉种质对香蕉枯萎病菌4号小种的抗性评价

接种14 d后,部分种质出现黄化甚至枯萎现象;接种18 d后,M02、M04、M07和M12出现了大面积枯萎;而在22 d后,M04已经整株死亡,其他材料也在缓慢变化中;接种40 d后,病情趋于稳定。供试香蕉对枯萎病4号小种抗性评价结果的结果见表5。由表5可知,在经筛选的42份香蕉种质中,5份种质为中抗,12份为感病,25份为高感。

3 讨论与结论

本研究结果表明,在供试的42份香蕉种质资源中,22份材料对香蕉枯萎病1号小种表现中抗,5份材料对香蕉枯萎病菌4号小种表现中抗。其中M11和M25对枯萎病1号和4号小种均表现中等抗性。M11本地名为FHIA-01,俗称金手指,基因型为AAAB,是由洪都拉斯农业研究所杂交培育而成。该种是目前公认的抗叶斑病、抗花叶心腐病毒、抗线虫、耐寒、果型大的商业推广品种,该种对香蕉枯萎病也具有较好的抗性,这一结果与黄秉智等[1]的结果一致。M25为M. acuminata ssp zebrina,是野生种质资源,其对1号和4号小种的共同抗性使得其可被考虑用作抗性育种的材料。虽然M16、M26和M34都对枯萎病菌4号小种具有中等抗性,但它们对1号小种却表现为感病,由于1号小种在中国的发生和分布比4号小种更为广泛,因此抗4号小种而感1号小种的香蕉种质应用的潜力不大。

前人已在香蕉种质对枯萎病抗性的评价方面做了大量的工作。黄秉智等[1]对32份引进种质进行了抗枯1号的鉴定,对60份引进种质进行了抗枯4号的鉴定。刘以道等[2]对36份香蕉种质进行了抗枯4号的鉴定。谢子四等[4]对10份香蕉种质进行了抗枯4号的鉴定并进行了初步的田间抗性评价。虽然前人已经对大量的香蕉种质进行了抗性评价,但这些材料均为引进的栽培品种,未见对野生种质,特别是栽培蕉原始亲本M. acuminta和M. balbisiana的抗性评价。要完成香蕉杂交育种亲本的选择,对野生种质的鉴定必不可少。本研究选用13份野生种质和29份栽培种质进行抗1号和4号的鉴定,野生种质为M. acuminta的不同亚种和变种,以及不同地理来源的M. balbisiana,栽培种质包含不同的基因类型,此结果将丰富香蕉种质对枯萎病抗性的认识,为香蕉的遗传育种提供理论依据。endprint

目前,关于鉴定香蕉种质抗性的方法有2种,即苗期鉴定和田间鉴定。田间鉴定法鉴定的香蕉苗从感染到发病需要半年左右的时间,而苗期鉴定法鉴定的香蕉苗从感染到发病只需要2个月左右的时间。同时,二者在抗性评价等级上也有不同,苗期抗性评价法抗性等级主要分为4个等级,即高抗、中抗、感病和高感;田间抗性评价法抗性等级主要分为5个等级,即高抗、抗病、中抗、感病和高感。虽然苗期鉴定的环境(如育苗袋、花盆)能够很好的模拟田间环境,同时鉴定时间较短,但有些品系在苗期鉴定时发病,可是种到地里时仍然能够抽蕾有收成。蒲金基等[5]认为,香蕉对枯萎病的抗性除了与寄主本身的遗传特性相关外,还受很多因素如寄主生育期、病原菌种类及基数、外界环境因素(土壤性质、管理水平、土壤中微生物)的影响。但陈厚彬[6]认为,寄主对病原的抗性为主要因素,其他因素影响不大。谢子四等[1]对10份香蕉种质的枯萎病抗性做了田间评价,田间鉴定结果显示,有些品系在田间虽然存在假茎开裂、叶片黄化等枯萎病典型症状,但在生长后期能抽蕾,只是产量低。经本实验得到的抗1号和4号枯萎病的香蕉种质M11和M25可为今后抗病基因的克隆、抗病性状的分子关联分析提供宝贵的材料。同时,在开展枯萎病种质抗病性评价工作时,需要进一步开展田间抗性评价试验,以保证鉴定结果的准确性。

参考文献

[1] 黄秉智,许林兵,杨 护,等. 香蕉种质资源枯萎病抗性田间评价初报[J]. 广东农业科学,2005,32(6):9-10.

[2] 刘以道,张 欣,谢艺贤,等. 36份香蕉种质对枯萎病的抗病性鉴定[J]. 热带农业科学,2008,28(5):25-27.

[3] Mohamed A A, Mak C, Liew K W, et al. Early evaluation of banana plants at nursery stage for fusarium wilt tolerance[C]//Proceeding of the International Workshop on the Banana Fusarium Wilt Disease. Philippines: International Network for the Improvement of Banana and Plantain-Asian and the Pacific Network, 2001: 174-185.

[4] 谢子四,张 欣,陈业渊,等. 10份香蕉种质对枯萎病的抗性评价(简报)[J]. 热带作物学报,2009,30(3):362-364.

[5] 蒲金基,刘晓妹,曾会才. 香蕉抗枯萎病育种研究进展[J]. 中国南方果树,2003,32(1):32-34.

[6] 陈厚彬,冯奇瑞,徐春香,等. 抗枯萎病香蕉种质筛选[J]. 华南农业大学学报(自然科学版),2006,27(1):9-12.endprint

目前,关于鉴定香蕉种质抗性的方法有2种,即苗期鉴定和田间鉴定。田间鉴定法鉴定的香蕉苗从感染到发病需要半年左右的时间,而苗期鉴定法鉴定的香蕉苗从感染到发病只需要2个月左右的时间。同时,二者在抗性评价等级上也有不同,苗期抗性评价法抗性等级主要分为4个等级,即高抗、中抗、感病和高感;田间抗性评价法抗性等级主要分为5个等级,即高抗、抗病、中抗、感病和高感。虽然苗期鉴定的环境(如育苗袋、花盆)能够很好的模拟田间环境,同时鉴定时间较短,但有些品系在苗期鉴定时发病,可是种到地里时仍然能够抽蕾有收成。蒲金基等[5]认为,香蕉对枯萎病的抗性除了与寄主本身的遗传特性相关外,还受很多因素如寄主生育期、病原菌种类及基数、外界环境因素(土壤性质、管理水平、土壤中微生物)的影响。但陈厚彬[6]认为,寄主对病原的抗性为主要因素,其他因素影响不大。谢子四等[1]对10份香蕉种质的枯萎病抗性做了田间评价,田间鉴定结果显示,有些品系在田间虽然存在假茎开裂、叶片黄化等枯萎病典型症状,但在生长后期能抽蕾,只是产量低。经本实验得到的抗1号和4号枯萎病的香蕉种质M11和M25可为今后抗病基因的克隆、抗病性状的分子关联分析提供宝贵的材料。同时,在开展枯萎病种质抗病性评价工作时,需要进一步开展田间抗性评价试验,以保证鉴定结果的准确性。

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目前,关于鉴定香蕉种质抗性的方法有2种,即苗期鉴定和田间鉴定。田间鉴定法鉴定的香蕉苗从感染到发病需要半年左右的时间,而苗期鉴定法鉴定的香蕉苗从感染到发病只需要2个月左右的时间。同时,二者在抗性评价等级上也有不同,苗期抗性评价法抗性等级主要分为4个等级,即高抗、中抗、感病和高感;田间抗性评价法抗性等级主要分为5个等级,即高抗、抗病、中抗、感病和高感。虽然苗期鉴定的环境(如育苗袋、花盆)能够很好的模拟田间环境,同时鉴定时间较短,但有些品系在苗期鉴定时发病,可是种到地里时仍然能够抽蕾有收成。蒲金基等[5]认为,香蕉对枯萎病的抗性除了与寄主本身的遗传特性相关外,还受很多因素如寄主生育期、病原菌种类及基数、外界环境因素(土壤性质、管理水平、土壤中微生物)的影响。但陈厚彬[6]认为,寄主对病原的抗性为主要因素,其他因素影响不大。谢子四等[1]对10份香蕉种质的枯萎病抗性做了田间评价,田间鉴定结果显示,有些品系在田间虽然存在假茎开裂、叶片黄化等枯萎病典型症状,但在生长后期能抽蕾,只是产量低。经本实验得到的抗1号和4号枯萎病的香蕉种质M11和M25可为今后抗病基因的克隆、抗病性状的分子关联分析提供宝贵的材料。同时,在开展枯萎病种质抗病性评价工作时,需要进一步开展田间抗性评价试验,以保证鉴定结果的准确性。

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[6] 陈厚彬,冯奇瑞,徐春香,等. 抗枯萎病香蕉种质筛选[J]. 华南农业大学学报(自然科学版),2006,27(1):9-12.endprint

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