北京地区瓜类蔬菜白粉病菌

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1、研究论文中 国 蔬 菜 CH I NA VEGETABLES2006 (8) : 79王 娟,女,硕士研究生,中国农业大学农学与生物技术学院,100094,电话: 010 - 62815218, E2mail:wangdaisy_9163. com宫国义,郭绍贵,许勇(通讯作者,电话: 010 - 51503035, E2mail:xuyongnercv . com) ,国家蔬菜工程技术研究中心,北京100097王倩,通讯地址同第1作者收稿日期: 2006 - 02 - 10;修回日期: 2006 - 04 - 07基金项目:国家“863” 项目(2004AA241170)北京地区瓜类蔬菜白粉

2、病菌 生理小种分化的初步鉴定王 娟 宫国义 郭绍贵 王 倩 许 勇摘 要 采用国际通用的甜瓜白粉病菌生理小种鉴别寄主与标准鉴定体系,在春秋两季,对北京地区不同地点、 不同设施内的西瓜、 甜瓜、 南瓜、 黄瓜和西葫芦上采集的共12个白粉病菌进行生理小种鉴定。根据一系列甜瓜白粉病菌鉴别寄主的抗感反应,初步确定北京地区瓜类蔬菜白粉病由Sphaerotheca fuliginea所致,且存在两个生理小种,即小种1和2France,优势生理小种是小种2France。关键词 瓜类蔬菜 白粉病 生理小种 小种鉴定白粉病是一种广泛发生的世界性病害,在西 葫芦、 黄瓜、 甜瓜、 西瓜和南瓜等瓜类蔬菜作物上 都严

3、重发生。单囊壳白粉菌(Sphaerotheca fuligi2nea)和二孢白粉菌(Erysiphe cichoracearum)是瓜类 蔬菜白粉病的主要病原1,Sphaerotheca fuliginea 分化为11个生理小种2:小种0、1、2US、2France、3、4、53, N1、N2、N3和N44;Erysiphe cichora2cearum分化为2个生理小种2:小种0和13。由于为害瓜类蔬菜的白粉病菌生理小种多,分化快, 所以明确当地白粉病菌的生理小种对引进抗源材 料,开展抗病育种及防治等方面均具有重要意义。 有关北京地区瓜类蔬菜白粉病菌生理小种的分化 还未见明确的报道。本试验在

4、引进国际通用的白 粉病菌鉴别寄主与鉴定方法的基础上,在春秋两季,对北京市不同地区、 不同设施内的西瓜、 甜瓜、 南瓜、 黄瓜和西葫芦上采集的共12个白粉病菌进 行生理小种初步鉴定,以明确北京地区瓜类蔬菜 白粉病菌生理小种的分化并确定其优势生理小 种,为进一步开展瓜类蔬菜抗白粉病育种打下良好基础。1 材料与方法1. 1 材料采用国际通用的甜瓜白粉病菌生理小种鉴定的 一整套甜瓜鉴别寄主(表1) ,其中PI 124112、PMR45、P MR 6、PI 124111、Topmark、Vedrantais和WMR29由McCreight博士(美国农业部农业研究中心USDA2ARS)赠 送; Nanta

5、is Oblong、Edisto 47、PI414723、PMR 5、Iran H和MR 1由Michel Pitrat(法 国农业科学研究院I NRA)赠送。所有寄主材料在 新疆严格套袋自交扩繁。甜瓜白粉病菌生理小种鉴 别寄主的抗感反应见表1。1. 2 方法1. 2. 1 试验设计 在2005年的春季和秋季,从北京不同地区、 不同设施内的瓜类蔬菜充分发病的病 叶上随机收集白粉病菌(表2)。12次鉴定的病菌 均在同一地点、 同一设施和同一作物上采集,不与其 他病菌样本混合。同一来源的白粉病菌混合后,人 工接种于13个鉴别寄主上。每次鉴定均设2次重复,为了避免空间环境差异,采用对角线位置种植,

6、1 次重复20株苗,播种在50孔的穴盘内。1. 2. 2 接种准备 在国家蔬菜工程技术研究中心(简称中心,下同)试验农场的大棚和温室内,用竹条搭建长2. 5 m,宽1. 5 m,高1. 5 m的小拱棚,用塑料薄膜封闭四周和顶部。每个病原菌收集物的鉴定 在一个小拱棚中进行。于子叶展平期采用孢子悬浮 液喷雾法接种。取严重感病的叶片收集其新鲜孢子7表1 甜瓜白粉病菌生理小种的鉴别寄主及其抗感反应鉴别寄主Sphaerotheca fuligineaRace 0Race 1Race 2Race 2USRace 2FranceRace 3Race 4Race 5N1N2N3N4Erisyphe cicho

7、racearumRace 0Race 1Iran HSSSSNDNDNDSSTopmarkSSSSSSSSSVedrantaisRSSSSSSRSPMR 45RRSSSSSRSSSRSPMR 5RRRRSRRRRRRRRWMR 29RRHRNDSSRRRRRSEdisto 47RRSRRRSRRSSRSPI414723NDRSRNDRRSSSRNDNDMR 1NDRRRRNDRRRPI124111NDRRRRNDNDNDNDPI124112RRRRRRRRRPMR 6RRRRSNDNDNDNDNantaisOblongRSNDSNDSSRR注: S表示感病; R表示抗病; H表示杂合;ND表示

8、目前无数据到蒸馏水中,充分振荡打散孢子团,加12滴吐温20,在1010倍的显微镜下,观测孢子浓度达到每视野20个孢子左右(加盖玻片) ,用喷雾器把孢子悬浮液喷到叶片表面。接种后保持温度28/20(昼/夜) ,相对湿度约70 %。1. 2. 3 甜瓜白粉病菌生理小种鉴别寄主的病情调查 人工接种后57 d开始发病, 1215 d充分发病后开始调查鉴别寄主的抗感反应。根据本实验室的经验值将病情分为5级: 0级 整个植株没有病斑; 1级 仅子叶有很少量病斑; 2级 仅子叶有较多病斑或子叶有病斑,茎上有很少量病斑; 3级 子叶有很多病斑,茎上有少量病斑; 4级 子叶和茎上布满病斑,或子叶和茎上布满病斑,

9、真叶有病斑; 5级 植株因感病而死。计算病情指数(D I)。D I=(sini) /5N100式中s为发病级别, n为相应发病级别的株数, i为病情分级的各个级别, N为调查总株数观测量。抗病: 0 D I40;中间型: 40 D I 60;感病:60D I。1. 2. 4 S. fuliginea和E. cichoracearum两种白粉病菌的鉴定方法 取病叶上的分生孢子于载玻片上,滴3 %的KOH溶液后,在1040倍的显微镜下观察分生孢子上是否有纤维状体,有纤维状体的是S.fuliginea5。2 结果与分析对所有不同来源的白粉病病原菌镜检,均观察到分生孢子有纤维状体,确定本试验所有接种的

10、白粉病菌是S. fuliginea。在春季试验中,分别在甜瓜鉴别寄主上接种了4个不同来源的白粉病菌(表2) ,鉴别寄主Iran H、Topmark、Vedrantais和Nantais Oblong都表现为感 病,而PI 124112、PI 124111、WMR 29、Edisto 47、PI414723、PMR 5、PMR 6和MR 1这8个鉴别寄主都 表现为抗病, PMR 45对来源不同的病原菌表现有差 异, P MR 45仅在1次小种鉴定中表现出抗病,其余3次都表现出感病。PMR 45是否发病是区别S. fu2liginea的小种1和2的关键因素, PMR 45表现为抗病表明是小种1,感

11、病表明是小种2; Edisto 47和PI414723是否发病是区别小种2的两个变种即小种2US和2France的关键因素,二者表现为抗病表明 是小种2France,感病表明是小种2US。根据13个 鉴别寄主的抗感反应(表1) , 4个来源的小种鉴定结果(表2)中有1个菌源是小种1,其他3个菌源是 小种2France,小种2France在鉴定结果中出现的比 例是75 % ,所以初步确定小种2France是引起北京 春季瓜类蔬菜白粉病发生的优势生理小种。表2 春、 秋季瓜类蔬菜白粉病菌生理小种鉴定结果时间地 点寄主设施鉴定结果 春季房山韩村河示范园甜瓜温室小种1 房山韩村河示范园南瓜大棚小种2F

12、rance 中心本部农场黄瓜大棚小种2France 中心四季青农场西葫芦大田小种2France 秋季顺义三高示范园南瓜温室小种2France 大兴半壁店西瓜温室小种1 大兴半壁店黄瓜温室小种1 朝阳格林万德公司示范园西葫芦温室小种2France 朝阳朝来农艺园西葫芦温室小种2France 中心四季青农场西瓜大棚小种2France 中心四季青农场甜瓜大棚小种2France 中心四季青农场黄瓜大棚小种2France8在秋季试验中,分别在甜瓜鉴别寄主上接种了8个不同来源的白粉病菌(表2) ,除PMR 45外,其 他鉴别寄主的表现与春季表现基本一致, PMR 45在2次小种鉴定中表现出抗病,其余6次都

13、表现出感 病。8个来源的小种鉴定结果(表2)中有2个菌源 是小种1,其他6个菌源是小种2France,小种2France在鉴定结果中出现的比例是75 % ,所以初 步确定秋季北京地区瓜类蔬菜白粉病菌的优势生理 小种是小种2France。3 讨论国际上有关甜瓜白粉病菌生理小种的研究已有 统一的研究体系,即统一的鉴别寄主、 鉴定方法。本 试验采用了国际通用的方法,鉴别寄主也是从国际 瓜类白粉病研究的权威实验室引进的,且鉴别寄主 的遗传背景基本清楚,大部分的寄主也明确了抗病基因以及与病原菌小种的对应关系6。但是,鉴别 寄主对病原菌的抗感标准却没有国际统一的标准,McCreight采用19级的分级标准

14、2,而Davis采用3个分级标准,即抗病、 中间型和感病1,这些标准用感病面积占总植株面积的比例来确定分级标准, 理论上这样分级比较可靠,但在实际中感病面积比例的确定并不容易。此次试验根据本实验室的经验 值确定分级标准,虽应用方便,可是人为误差较大。 目前需要统一瓜类蔬菜白粉病病害分级标准,包括 单株的病情级别和群体的抗感标准;此外,苗期和成 熟期鉴定时是否能采用统一分级标准,且如何确定这种分级标准,这些问题都亟待解决。 本试验采用孢子悬浮液喷雾法来接种鉴定瓜类 蔬菜白粉病菌,这是最经典可靠的方法。离体接种 的技术给小种鉴定标准化带来了便利,许多研究也 采用了这种方法3。本试验通过采用国际通用

15、的标准鉴定体系,对北京地区12个不同来源的瓜类蔬菜白粉病菌收集物较为准确地鉴定了其生理小种分化,初步确定北京地区瓜类蔬菜白粉病主要由S. fu2liginea所 致,存在两 个生理小种,即小 种1和2France,优势生理小种是小种2France。 准确预测瓜类蔬菜白粉病菌的种类,并及时监 测其小种分化,是开展瓜类蔬菜白粉病防治、 引进抗源材料和选育抗病品种的基础。美国、 日本等国长 期对瓜类蔬菜白粉病菌的种类及生理小种在较大范 围乃至全国进行监控1, 2, 4,而目前,我国除了部分 地区开展了白粉病菌的生理小种鉴定外,大部分地 区仍未开展这项工作。虽然现在初步认为北京地区瓜类蔬菜白粉病菌的优

16、势生理小种是S. fuliginea的 小种2France,但是仍需扩大范围乃至扩展到全国开 展小种鉴定工作。本实验室愿意向全国同行提供一 整套国际鉴别寄主与鉴定标准体系,在我国建立瓜 类蔬菜白粉病菌生理小种的监控体系,为瓜类蔬菜高效抗病育种提供依据。参考文献1 DavisA R, ThomasC E,LeviA, et al . Watermelon resistance to pow2derymildew race 1.Cucurbitaceae,AlexandriaVirginia:ASHS Press,2002. 1921982 McCreight J D. Reactions of 20 melon cultigens to powdery mildewrace 2U. S .Cucurb