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樱桃抗根癌病砧木筛选方法及应用

2019-11-06李晶李淑平张焕春王新语张福兴孙庆田

烟台果树 2019年4期
关键词:塞拉砧木抗性

李晶 李淑平 *张焕春 王新语 张福兴 孙庆田

(1 烟台大学生命科学学院,烟台264005;2 山东省烟台市农业科学研究院, 烟台265500)

根癌病是一种世界性植物细菌病害, 由土壤中的根癌土壤杆菌通过植物根或茎的伤口入侵后形成,这种菌在土壤中的含量极为丰富,世界各地均有发生,而且寄主相当广泛,在我国,桃树、樱桃、葡萄等多种果树受到根癌病危害,尤其以樱桃最为严重。

要从根本上解决樱桃根癌病的发生, 培育抗性砧木是关键。 国内开展了樱桃抗性砧木的筛选工作,如张晓明[1]利用水培法对樱桃砧木进行了筛选,方宏筠[2]等利用组培苗接种樱桃根癌菌,来筛选抗性砧木。 这两种方法都需要先分离纯化根癌病病原菌,再进行人工接种。水培苗管理比较麻烦,需要配制营养液,且需定时更换。组培苗的管理比水培苗容易,但对樱桃砧木进行抗根癌病筛选前, 需要先得到该砧木的组培苗,前期工作量大。并且两种方法均采用人工接种,与砧木的田间发病规律有些差异,不能准确表现砧木在田间对樱桃根癌病的抗性情况。

本方法利用樱桃根癌病的田间传播规律,制造出带菌土壤环境, 对樱桃砧木田间自然接种, 能更准确地表现砧木田间对根癌病的抗性情况,筛选的砧木更具有生产应用价值。

1 材料与方法

1.1 试验地准备

抗性砧木筛选的前1 年春天, 购买带根瘤樱桃苗木,按照株行距0.3 m×0.5 m,栽植到一片地块。根据砧木筛选试验需要的规模,确定栽植面积。 翌年春天,将栽植的带瘤樱桃苗挖出,土地不要深翻。

1.2试验材料

挑选生长比较一致的13 种砧木的1 年生苗木,每个品种栽植30 株。砧木品种:马哈利、考特、吉塞拉5 号、吉塞拉6 号、毛樱桃、尖嘴红樱、优小叶、戴米尔、大叶大、优系大青叶、樱砧王、中国樱桃、东北山樱。

马哈利、考特、吉塞拉5 号、吉塞拉6 号取自烟台市农业科学研究院砧木资源保存圃,且比较常见。

尖嘴红樱:为沂蒙地区选用的樱桃砧木,采用压条繁殖; 大叶大: 从中国樱桃中选出的砧木,叶片面积是普通大青叶的4 倍,压条繁殖;优系大青叶: 烟台市农业科学研究院从中国樱桃中选出的一个品种,叶片较普通大青叶厚,色绿,压条繁殖;优小叶:从中国樱桃中选出的一个叶片比较小的优系;樱砧王:2000 年春,山东省莱阳市吕格庄镇北方果业园艺场高树才通过日本友人引入,易扦插繁殖,试验苗木为扦插繁殖;中国樱桃:种子繁殖得到;东北山樱:辽宁省常用樱桃砧木之一,具有抗寒性强、种子易繁殖等特点, 试验苗木引自大连市农科院, 种子繁殖;毛樱桃:种子繁殖得到;戴米尔:从比利时引进砧木,采用种子繁殖。

将需要进行试验的砧木品种各30 株,进行断根处理(造成伤口,易于病菌侵染),栽植到试验地块,栽植行为原定植行,其它管理措施同常规管理。 秋季落叶后起苗,洗净根系,调查砧木感染根癌病情况,从而筛选抗根癌病樱桃砧木。

1.3 调查方法

试验砧木栽植1 年后, 起苗, 用水洗净根系,调查各砧木的根癌病发病情况。选择各砧木具代表性的3 株, 小心洗净根系, 用专业版WinRHIZO(2007 年版)根系分析系统对样品图像进行分析处理,调查各砧木的根系构型。将根系平铺于透明硬塑料板上,在水中将根系展开,记录幼苗根系总长度、平均直径、总体积、总表面积和根尖数等根系构型参数。

1.4 试验地后续处理

如还需进行樱桃抗根癌病砧木筛选, 以后的试验, 可继续在这块地进行, 试验周期为1年。 如试验结束,不再利用此地块,要全园用杀细菌药剂进行灭菌处理。

2 结果与分析

2.1 各砧木的根癌病发生情况

表1 不同砧木根癌病发病率情况

秋季起苗后, 调查不同砧木的根癌病发生情况。从表1 可以看出,马哈利根癌病发病率为0,说明马哈利砧木对樱桃根癌病是免疫的。 此结果和蔡宇良[3]的研究结果相符,蔡宇良连续观察3 年发现中国樱桃的根癌病发病率为15%、30%和80%,考特连续3 年的根癌发病率为10%、17%和60%。而马哈利连续3 年的根癌病发病率均为0。 本试验结果显示,樱砧王的根癌病发病率高达92.6%,为高感根癌病砧木。同时,可验证此试验地块,已经遍布根癌菌,证实了这种自然接种方法的可靠性。

优小叶根癌病的发病率在5%以下, 属于高抗樱桃根癌病砧木; 吉塞拉6 号、 优系大青叶、 考特和戴米尔这4 种砧木的根癌病发病率在10%左右,为中抗樱桃根癌病的砧木;吉塞拉5 号根癌病发病率20%左右,划为低抗根癌病砧木;大叶大、尖嘴红缨,中国樱桃、毛樱桃和东北山樱的根癌病发病率为30%~40%,划为易感根癌病砧木。

2.2 各砧木的根系情况

秋季起苗后,调查各砧木根癌病发病情况,并用根系分析系统,对各砧木的根系总长度、总表面积、平均直径、根系总体积、根尖数进行了测定,结果如表2 所示。

表2 不同砧木根系生长情况

从根系的生长状况来看, 樱砧王的根系最发达,除根系总体积稍微小于东北山樱外,根系总长度、根总表面积、平均直径和根尖数,都远高于其它砧木;马哈利的根系最不发达,根系总长度、 根总表面积、 平均直径和根系总体积在13 种试验砧木中均为最小;发病率排第二的东北山樱,除根系总长度没有毛樱桃长,根系总体积是所有砧木中最大的, 根总表面积和根尖数在13 种砧木中排第二。

本试验研究了13 种樱桃砧木对根癌病的抗性,将生产中的砧木分成了5 个类型。试验发现,根系较发达的砧木,患樱桃根癌病的几率较高。 马哈利的根系生长状况最差,试验的30 株马哈利,都没有患病。 樱砧王的根系最发达,但根癌病患病率也最高。 这一结果在李淑平等[4]的樱桃根癌病防治试验也有体现,定植前用“禾信”生物有机肥处理后,促进了樱桃砧木根系的生长,同时,也增加了根癌病的患病率。 分析原因可能是植物生长过程中分泌一些酚类物质,生长越旺盛的植物,分泌的越多,其中,有一种名为乙酰丁香酮的物质, 已经证实可诱导vir基因表达和T-DNA 的转移。 在农杆菌介导的转基因工程中,用来增强农杆菌的侵染能力,提高外源基因的转化效率。所以,选择樱桃抗根癌病的砧木和选择樱桃砧木旺盛的根系是矛盾的,在生产中要均衡考虑。

3 结论与讨论

本试验根据樱桃根癌病的传播规律, 即短距离通过灌溉、施肥、重茬栽培等途径传播,而且病菌是通过伤口进入, 充分利用樱桃根癌病发生和传播规律使土壤带菌, 制造出利于樱桃根癌病发生的田间环境, 对抗根癌病樱桃砧木进行筛选。 与樱桃水培法和组培苗接种方法相比,田间自然接种操作简单,管理简单,且更能准确地反映砧木的田间抗病性。

通过试验可知,13 种樱桃砧木根癌病的感病率由低到高的顺序为:马哈利<优小叶<吉塞拉6 号<优系大青叶<考特<戴米尔<吉塞拉5号<大叶大<尖嘴红樱<中国樱桃<毛樱桃<东北山樱<樱砧王。 通过本次试验,发现了马哈利极抗病(0%),樱砧王极感病(92.6%)。在后续砧木筛选试验中,可采用此2 种砧木做对照。

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