谢奎忠，陆立银，胡新元，罗爱花

（甘肃省农业科学院马铃薯研究所，甘肃兰州730070）

栽培生理

不同级别脱毒种薯对旱地马铃薯病毒和产量的影响

谢奎忠，陆立银，胡新元*，罗爱花

（甘肃省农业科学院马铃薯研究所，甘肃兰州730070）

为了研究旱地马铃薯脱毒种薯退化原因，对不同脱毒级别的种薯进行病毒检测，播种后统计田间发病情况。结果表明，随着脱毒种薯脱毒级别的升高，种薯侵染的病毒种类明显增加，‘陇薯3号’原原种仅被2种病毒（PLRV和PVX）侵染，原种、一级种和二级种都被4种病毒（PLRV、PVX、PVS和PVM）侵染；‘陇薯6号’原原种未被病毒侵染，原种和一级种各被1种病毒（PLRV或PVX）侵染，二级种被2种病毒（PLRV和PVS）侵染，‘陇薯3号’抗病毒弱，较‘陇薯6号’易被病毒侵染。种薯播种出苗后，卷叶病和花叶病的发病率和病情指数随着种薯脱毒级别的升高而显著升高。随着马铃薯种薯脱毒级别的升高，收获后马铃薯腐烂率显著增大，商品薯率有降低趋势。除原原种外，马铃薯的产量随种薯脱毒级别的升高而显著降低，‘陇薯3号’和‘陇薯6号’的产量由高到低的顺序依次为原种＞一级种＞二级种＞原原种。

马铃薯；病毒；病毒性病害；脱毒；退化

马铃薯病毒性病害是多年来影响马铃薯生产的关键性问题，通常把由病毒病害引起的马铃薯植株和块茎的变态导致的减产现象称之为“马铃薯病毒性退化”[1]。种薯退化一直限制着马铃薯栽培面积的扩大和产量的提高，因此解决退化问题是马铃薯产业发展的关键[2]。许多学者提出病毒侵染学说，认为马铃薯退化是由病毒引起的传染性病害，这些病害在田间靠蚜虫和叶片接触传播，并且通过块茎传给后代。中国从20世纪50年代开始就认识到了马铃薯退化问题，并且于20世纪70～80年代提出病毒和高温是引起马铃薯退化的假说[3]，因当时的技术条件和各地马铃薯脱毒和病害统计标准不同，病毒检测技术的各异很难提出量化的统一标准[4]。马铃薯退化的研究一直停留在生产经验、病毒推断和产量水平上[5,6]，很难将马铃薯脱毒级别、病毒侵染状况、侵染病毒引起的病害以及病害引起的减产量化指标统一起来[7-10]。随着马铃薯病毒检测技术的发展，国家马铃薯脱毒种薯标准（GB 18133-2012）的颁布，以及有成熟病毒性病害调查统计标准，发挥专业马铃薯研究所脱毒种薯研究的优势，将目前市场上不同级别的脱毒种薯进行病毒检测，明确侵染病毒的种类，按照常规标准统计侵染病毒引起的病毒性病害以及马铃薯减产的具体量化指标，为模拟马铃薯退化提供可靠的量化数据支持，旨在为解决马铃薯退化提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在甘肃省定西市安定区宁远镇红土村中川社，位于N 35°26.714'，E 104°50.886'，海拔1 991 m，试验地为平坦川地，该区属中温带偏旱区，平均海拔2 000 m，日照时数2 476.6 h，年均气温6.4℃，≥10℃积温2 239.1℃，无霜期140 d。多年平均降水量390.9 mm，年蒸发量1 531 mm，干燥度2.53，为典型的黄土高原半干旱雨养农业区，属于一年一熟区。土壤为典型的黄绵土，0～20 cm耕层土壤有机质12.90 g/kg，全氮0.85 g/kg，全磷0.91 g/kg，全钾21.61 g/kg，速效氮63.00 mg/kg，速效磷30.01 mg/ kg，速效钾376.00 mg/kg，土壤pH 8.47。试验地前茬为玉米。

1.2 试验材料

‘陇薯3号’和‘陇薯6号’由甘肃省农业科学院马铃薯研究所选育而成。

1.3 试验设计

试验采用裂区设计，种薯脱毒级别为主处理（A1：原原种；A2：原种；A3：一级种；A4：二级种）；品种为副处理（B1：‘陇薯3号’；B2：‘陇薯6号’）。

每个小区3次重复，共24个小区，小区宽5 m，长6 m，小区面积30 m2。

3月28日，1次性施入基肥N 150 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2，农家肥37 500 kg/hm2后，用旋耕机翻耕，然后覆盖黑色地膜，覆盖方式为双垄沟，大垄宽67.00 cm，小垄宽33.00 cm，大小垄宽共计1.00 m。4月26日用点播器在大垄垄侧点播马铃薯，株距38.00 cm。

1.4 测定指标

1.4.1 病毒检测

播种前将不同脱毒级别的马铃薯种薯送到甘肃省农业科学院马铃薯研究所病毒检测实验室，用酶联免疫吸附剂测定（Enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）各级别脱毒种薯侵染病毒。

1.4.2 病毒性病害调查

（1）花叶病毒病

0级：无任何症状；

1级：植株大小与健株相似，叶片平展但嫩叶或多或少有大小不等的黄绿斑驳；

2级：植株大小与健株相似或稍矮，上部叶片有明显的花叶或轻微皱缩，有时有坏死斑；

3级：植株矮化，全株分枝减少，多数叶片重花叶、皱缩或畸形，有时有坏死斑；

4级：植株明显矮化，分枝少，全株叶片严重花叶、皱缩或畸形，有的叶片坏死、下部叶片脱落，甚至植株早死。

（2）卷叶病毒病

0级：无任何症状；

1级：植株大小与健株相似，顶部叶片微束、退绿或仅下部复叶由顶小叶开始，沿边缘向上翻卷成匙状，质脆易折；

2级：病株较健株稍低，半数叶片成匙状，下部叶片严重卷成筒状，质脆易折；

3级：病株矮小，绝大多数叶片卷成筒状，中下部叶片严重卷成筒状，有时有少数叶片干枯；

4级：病株极矮小，全株叶片严重卷成筒状，部分或大部分叶片干枯脱落。

（3）发病率和病情指数的计算

发病率（%）=（发病株数/调查总数）×100。

病情指数=∑（病级株数×代表值）/（调查总株数×最高级代表值）×100。

1.4.3 考种项目

收获前分小区选择生长正常的植株20～30株，挖出薯块称重，求其平均值，并且记录腐烂薯块的数量和重量，记录≥75 g薯块的重量和数量，＜75 g薯块的重量和数量。

个数腐烂率（%）=（腐烂薯个数/总个数）×100重量腐烂率（%）=（腐烂薯重量/总重量）×100个数商品薯率（%）=（≥75 g薯块个数/总个数）×100

重量商品薯率（%）=（≥75 g薯块重量/总重量）×100

1.4.4 产量测定

按小区实收薯块的重量，折算成公顷产量，求出增产百分率。

1.5 数据分析

试验数据采用DPS 7.05进行统计分析，采用新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同级别脱毒种薯病毒检测分析

从表1可以看出，随着脱毒种薯脱毒级别的升高，种薯侵染的病毒种类明显增加。卷叶病毒侵染了不同脱毒级别的‘陇薯3号’和‘陇薯6号’原种和二级种。马铃薯普通花叶病及轻花叶病毒（PVX）都侵染了各脱毒级别的‘陇薯3号’，而‘陇薯6号’仅有一级种被该病毒侵染。PVX病毒侵染马铃薯后，一般发病症状轻微或潜隐，减产10%左右。潜隐花叶病毒（PVS）一般病症较轻微或潜隐，病株常产生小块茎，致使减产10%～20%。‘陇薯3号’除原原种以外，原种、一级和二级种都被该病毒侵染，‘陇薯6号’仅有二级种被该病毒侵染。马铃薯副皱缩花叶病、卷花叶和脉间花叶病毒（PVM）侵染马铃薯后，依据PVM株系和品种的不同，感病症状有一定的差异，一般减产9%～49%。‘陇薯3号’除原原种以外，原种、一级种和二级种都被该病毒侵染，‘陇薯6号’各级别脱毒种薯都未侵染该病毒。马铃薯轻花叶病毒（PVA）和重花叶病毒（PVY）均未侵染‘陇薯3号’和‘陇薯6号’各级别的脱毒种薯。

表1 不同级别脱毒种薯病毒检测Table1 Virus detection for different grades of virus-free seed potato

卷叶（PLRV）和X病毒（PVX）混合侵染‘陇薯3号’脱毒原原种，而原种、一级种和二级种都被卷叶病毒（PLRV）、X病毒（PVX）、S病毒（PVS）和M病毒（PVM）混合侵染；而‘陇薯6号’原原种未被病毒侵染，原种仅被卷叶病毒（PLRV）侵染，一级种仅被X病毒（PVX）侵染，只有二级种被卷叶病毒（PLRV）和S病毒（PVS）混合侵染。就2个品种之间比较，‘陇薯3号’较‘陇薯6号’易侵染病毒，因此‘陇薯3号’种薯携带病毒种类多，易侵染、易退化。

2.2 不同级别脱毒种薯田间卷叶病发病情况分析

2.2.1 不同级别脱毒种薯田间卷叶病发病率的分析

由表2可以看出，马铃薯卷叶病发病率随着种薯脱毒级别的升高而增高，‘陇薯3号’与脱毒原原种相比，原种发病率增高4.16个百分点，一级种发病率显著增高16.66个百分点，二级种发病率极显著增高51.66个百分点；‘陇薯6号’与脱毒原原种相比，原种发病率增高3.33个百分点，一级种发病率增高10.83个百分点，二级种发病率极显著增高20.83个百分点。2个品种间相比较，随着脱毒种薯级别的升高，‘陇薯3号’发病率较‘陇薯6号’增高幅度大。

2.2.2 不同级别脱毒种薯田间卷叶病病情指数的分析

由表2可以看出，马铃薯卷叶病病情指数随着种薯脱毒级别的升高而增高，‘陇薯3号’与脱毒原原种相比，原种病情指数是原原种的1.33倍，一级种病情指数是原原种的2.72倍，二级种病情指数是原原种的6.28倍；‘陇薯6号’与脱毒原原种相比，原种病情指数是原原种的1.60倍，一级种病情指数是原原种的2.33倍，二级种病情指数是原原种的3.73倍。

表2 不同级别脱毒种薯田间病毒性病害统计Table2 Disease investigation for different grades of virus-free seed potato in field

2.3 不同级别脱毒种薯田间花叶病发病情况分析

2.3.1 不同级别脱毒种薯田间花叶病发病率的分析

由表2可以看出，马铃薯花叶病发病率随着种薯脱毒级别的升高而增高，‘陇薯3号’与脱毒原原种相比，原种发病率增高51.66个百分点，差异极显著，一级种发病率增高70.00个百分点，差异极显著，二级种发病率增高85.83个百分点，差异极显著；‘陇薯6号’与脱毒原原种相比，原种发病率增高36.67个百分点，差异极显著，一级种发病率增高47.50个百分点，差异极显著，二级种发病率增高47.50个百分点，差异极显著。2个品种间相比较，随着脱毒种薯级别的升高，‘陇薯3号’发病率较‘陇薯6号’增高幅度大。

2.3.2不同级别脱毒种薯田间花叶病病情指数的分析

由表2可以看出，马铃薯花叶病病情指数随着种薯脱毒级别的升高而增高，‘陇薯3号’与脱毒原原种相比，原种病情指数是原原种的7.33倍，一级种病情指数是原原种的9.78倍，二级种病情指数是原原种的13.28倍；‘陇薯6号’与脱毒原原种相比，原种病情指数是原原种的2.86倍，一级种病情指数是原原种的3.21倍，二级种病情指数是原原种的3.95倍。2个品种间相比较，随着脱毒种薯级别的升高，‘陇薯3号’病情指数较‘陇薯6号’增高幅度大。

2.4 不同级别脱毒种薯对产量构成因素及产量的影响

2.4.1 不同级别脱毒种薯对产量构成因素的影响

从表3可以看出，随着马铃薯种薯脱毒级别的升高，马铃薯腐烂率增大，‘陇薯3号’的个数腐烂率由低到高的顺序依次为：原原种（7.82%）＜原种（9.54%）＜一级种（12.59%）＜二级种（18.08%）；‘陇薯6号’的个数腐烂率由低到高的顺序依次为：原原种（1.94%）＜原种（3.43%）＜一级种（7.80%）＜二级种（12.30%）。‘陇薯3号’的重量腐烂率由低到高的顺序依次为：原原种（9.94%）＜原种（18.08%）＜一级种（24.58%）＜二级种（32.61%）；‘陇薯6号’的重量腐烂率由低到高的顺序依次为：原原种（2.32%）＜原种（3.57%）＜一级种（6.49%）＜二级种（11.26%）。

随着种薯脱毒级别的升高，商品薯率有降低的趋势，除‘陇薯3号’原原种外，差异不显著。‘陇薯3号’个数商品薯率由高到低的顺序依次为：原原种（76.07%）＞二级种（49.23%）＞一级种（46.39%）＞原种（45.83%）；‘陇薯6号’个数商品薯率由高到低的顺序依次为：一级种（51.07%）＞原种（49.78%）＞二级种（49.46%）＞原原种（48.22%）。‘陇薯3号’重量商品薯率由高到低的顺序依次为：原原种（88.88%）＞一级种（78.49%）＞二级种（78.14%）＞原种（74.79%）；‘陇薯6号’重量商品薯率由高到低的顺序依次为：二级种（79.74%）＞原种（75.01%）＞原原种（73.14%）＞一级种（67.91%）。

表3 不同级别脱毒种薯产量构成因素与产量Table3 Yield and yield components of different grades of virus-free seed potato

2.4.2 不同级别脱毒种薯对产量的影响

从表3可以看出，在干旱地区，除马铃薯原原种产量最低外，随着马铃薯种薯脱毒级别的升高，经济产量显著降低。‘陇薯3号’产量由高到低的顺序依次为原种（42 388 kg/hm2）＞一级种（38 098 kg/hm2）＞二级种（32 566 kg/hm2）＞原原种（31 689 kg/hm2）；‘陇薯6号’产量由高到低的顺序依次为原种（38 968 kg/hm2）＞一级种（35 840 kg/hm2）＞二级种（32 011 kg/hm2）＞原原种（24 907 kg/hm2）。

3 讨论

本研究中，出现了马铃薯卷叶病毒（PLRV）和马铃薯X病毒（PVX）混合侵染‘陇薯3号’脱毒原原种的现象。马铃薯脱毒原原种生产首先要将脱毒苗进行病毒检测，利用酶联免疫吸附剂检测脱毒苗时，大于2倍阴性对照值则判断为阳性（即带病毒），若脱毒苗检测数值靠近临界值，在继代繁殖多次之后，病毒会积累，检测值会大于2倍阴性对照显示阳性（即带病毒）；其二，原原种繁育时由于操作不当，蚜虫也可能进入繁育网棚，传播病毒，从而使该网棚中原原种携带病毒。因此种薯企业应当加强生产管理，防止繁育网棚中进入蚜虫，使用检测值比较低脱毒苗进行扩繁，生产出合格的种薯，防止原原种携带病毒。

闫耀廷等[8]研究表明，在高寒阴湿区，马铃薯原原种的产量一般要低于原种，高于一级种。由于原原种（微型薯）营养体只有10 g左右，而原种和一级种种薯切块的营养体在30 g左右，由于原原种种子体积和质量较原种和一级种种薯切块小，自身的水分和养分含量低，是种薯切块三分之一，因此干旱土壤中，由于受土壤水分的限制，原原种种子较原种和一级种出苗迟，产量低，尽管原原种病害较原种和一级种低。

马铃薯退化是一个复杂问题，许多因素相互作用，相伴发生，但是马铃薯是无性繁殖作物，由病毒病引起的退化是阻碍生产发展的主要因素[9,10]。随着茎尖分生组织培养的脱毒技术的发展，利用脱毒种薯已成为生产上解决种薯退化的主要途径。本试验通过对不同脱毒级别种薯病毒检测结果表明，随着种薯脱毒级别的升高，种薯侵染病毒的种类明显增加。种薯播种出苗后，植株（病毒性病害）卷叶病和花叶病的发病率、病情指数随着种薯脱毒级别的升高翻倍增高。马铃薯收获后随着脱毒级别的升高烂薯率显著增加，商品薯率有降低的趋势，这与闫耀廷等[8]在高寒阴湿区研究结果相一致。除原原种外马铃薯产量随种薯脱毒级别的升高而显著降低。

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[3]田波.病毒和高温在马铃薯花叶型退化中的作用[J].中国农业科学,1978,11(4):70-76.

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Effects of Different Grades of Virus-free Seed Potato on Dry Land Potato Viruses and Yield

XIE Kuizhong,LU Liyin,HU Xinyuan*,LUO Aihua
(Potato Research Institute,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou,Gansu 730070,China)

For the purpose of investigating the reasons of virus-free seed potato degradation,the viruses of virus-free seed potatoes in different grades were detected,and the occurrence of virus diseases on plants grown from different grades of seeds was recorded.The results showed that the amount of the virus species that infected seed potatoes significantly increased with the virus-free seed grade increasing.'Longshu 3'pre-elite was only infected by two viruses(PLRV and PVX).'Longshu 3'elite,certified I and II seeds were infected by four viruses(PLRV,PVX,PVS and PVM).'Longshu 6'pre-elite was not infected by viruses.'Longshu 6'elite and certified I seeds were both infected by one virus（PLRV or PVX）.'Longshu 6'certified II seeds were infected by two viruses(PLRV and PVS).'Longshu 3'was easier to be infected by virus than'Longshu 6'.When potato seeds germinated,the disease incidence and index of leaf roll and mosaic had significantly raised with the virus-free seed grade increasing.In addition,potato rotting rate had significantly increased,and marketable potato percentage had showed decreasing trend with the virus-free seed grade increasing.Except for pre-elite seeds,other potato yields decreased as the virus-free seed grade increasing.The order of 'Longshu 3'and'Longshu 6'yields from high to low was elite seeds,certified I,certified II and pre-elite.

potato;virus;virus disease;virus-free;degradation

S532

B

1672－3635（2016）06-0330-06

2015-09-13

科技部农业科技成果转化资金项目（2014GB2G100146）；甘肃省农业科学院农业科技创新专项（2012GAAS08）；农业部公益性行业（农业）科研专项（201503001-7）。

谢奎忠（1979-），男，副研究员，硕士，主要从事马铃薯栽培生理生态研究。

胡新元，副研究员，硕士，主要从事植物营养及栽培研究，E-mail:gsmlshxy@126.com。