8種香蕉種質(zhì)對枯萎病的抗性比較與分析

1、 8種香蕉種質(zhì)對枯萎病的抗性比較與分析 黃素梅 韋紹龍 韋莉萍 李朝生 覃柳燕 韋弟 田丹丹 龍盛風 何章飛 周維摘 要 采用室內(nèi)接菌、病區(qū)種植的方法，研究8種香蕉種質(zhì)對香蕉枯萎病4號生理小種 （Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4， Foc 4）的抗性水平，評價其抗性級別。苗期抗性評價結(jié)果表明：GCTCV-119、GCTCV-217為高抗;桂蕉9號、GCTCV-218為抗;GCTCV-105、GCTCV-215為中抗;桂蕉1號為感;巴西蕉為高感。田間抗性評價結(jié)果為：GCTCV-119、GCTCV-217為高抗;GCTCV-215為抗;GCTCV-1

2、05、桂蕉9號、GCTCV-218為中抗;桂蕉1號、巴西蕉為高感。連續(xù)種植3年，桂蕉9號、GCTCV-218的發(fā)病率呈下降趨勢，GCTCV-105發(fā)病率較穩(wěn)定，發(fā)病率保持在9.7%12.0%，所有抗病品種（系）宿根3年后，根據(jù)相對發(fā)病率評價均表現(xiàn)為抗;而感病品種桂蕉1號及巴西蕉發(fā)病率則逐年上升，宿根蕉發(fā)病率均在98.2%100%。Key 香蕉;枯萎病;抗性評價S436.68 AAbstract The resistant level of eight banana accessions to Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4 （Foc 4） wa

3、s evaluated using indoor inoculating and planting in disease area. Resistance test at seedling stage revealed GCTCV-119 and GCTCV-217 presented high resistance， Guijiao 9 and GCTCV-218 exhibited resistance， GCTCV-105 and GCTCV-215 showed moderate resistance， but Guijiao 1 and Baxi presented suscepti

4、bility and high susceptibility， respectively. Field evaluation indicated that GCTCV-119 and GCTCV-217 also presented high resistance， GCTCV-215 was resistance， and GCTCV-105， Guijiao 9 and GCTCV-218 were of moderate resistance， and both Guijiao1 and Baxi presented high susceptibility. After successi

5、ve planting in the field for three years， it was found that the morbidity of Guijiao 9 and GCTCV-218 showed a declining trend， but GCTCV-105 kept a stable incidence rate of Fusarium wilt with 9.7%12.0%. Furthermore， all resistant banana accessions presented resistance grade to Fusarium wilt accordin

6、g to relative incidence rate （RIR） evaluation after ratoon planting for three years， while the incidence rates of Guijiao 1 and Baxi increased year by year， ranged from 98.2% to 100%.Keywords banana; Fusarium wilt; resistance evaluationDOI 10.3969/j.issn.1000-2561.2019.11.013香蕉枯萎病是一種危害極嚴重而且傳播迅速的毀滅性土

7、傳病害，自20世紀初發(fā)生以來，給全球香蕉產(chǎn)業(yè)造成了巨大損失1。全球?qū)ο憬犊菸〉姆乐窝芯恳呀?jīng)有100多年歷史，仍未找到能徹底解決香蕉枯萎病的防治方法;培育和種植抗（耐）病香蕉品種被認為是目前香蕉枯萎病防控最有效的途徑之一2-3。廣西是我國最大的香蕉主產(chǎn)區(qū)之一，其選育的品種、種苗以及種植技術(shù)在全國享有盛名，然而最近幾年受到了香蕉枯萎病的嚴重威脅，種蕉面積逐年遞減、產(chǎn)業(yè)急劇萎縮，急需加快抗病品種的選育與推廣應(yīng)用，應(yīng)對香蕉枯萎病帶來的危機。但目前，我國大陸地區(qū)育成的抗病品種不多，能適應(yīng)廣西種植的更是鮮見4-6。我國臺灣在香蕉抗病育種上起步早，育成的品種已在臺規(guī)?；N植多年，育成的“GCTCV”系列抗

8、枯萎病香蕉品系捐贈給國際生物多樣性中心（Biodiversity International，簡稱BI），在全球香蕉育種界具有重要的影響力7-8。本研究通過對我國主栽香蕉品種桂蕉1號及巴西蕉，廣西自主選育的抗枯萎病新品種桂蕉9號以及5個臺灣選育的“GCTCV”系列抗枯萎病香蕉品系等進行苗期及田間抗病性比較與評價，以期為廣西香蕉產(chǎn)業(yè)在抗病品種的選擇應(yīng)用及香蕉抗病育種提供更多參考。1 材料與方法1.1 材料供試香蕉材料包括：廣西育成的抗枯萎病品種桂蕉9號，臺灣香蕉研究所育成的GCTCV-105、GCTCV-119、GCTCV-215、GCTCV-217、GCTCV- 218等抗枯萎病香蕉品系以及感

9、病品種桂蕉1號及巴西蕉（對照品種）等8個香蕉品種（系）（AAA Cavendish）。所有品種（系）均由廣西農(nóng)科院生物所提供。供試菌株為尖孢鐮刀菌古巴?；?號生理小種（Fusarium oxysporum f. sp. cubense， Foc 4），編號J-2，該菌株經(jīng)測定為強致病力菌株9，由華南農(nóng)業(yè)大學環(huán)境與資源學院姜子德教授惠贈。1.2 方法1.2.1 苗期抗性比較與評價 將Foc 4菌株在PDA平板培養(yǎng)基上培養(yǎng)7 d后，取直徑0.6 cm的菌餅接種于經(jīng)高溫滅菌（121 ，20 min）2次后的Foc 4專用培養(yǎng)基質(zhì)中，28 、暗培養(yǎng)3周后，將培養(yǎng)有Foc 4的基質(zhì)與香蕉育苗基質(zhì)配制成

10、2.68106 CFU/g含孢子的Foc 4病土基質(zhì)，備用。以未接種Foc 4的香蕉育苗基質(zhì)作為對照基質(zhì)。分別取各供試香蕉品種（系）的56葉無病組培杯苗，傷根后種植到病土基質(zhì)及對照基質(zhì)中，每品種（系）設(shè)接菌、不接菌（對照/CK）2個處理，每處理10株，重復(fù)3次。接種40 d后調(diào)查每株香蕉苗的枯萎病病害外部及內(nèi)部癥狀，計算枯萎病發(fā)病率及病情指數(shù)。蕉苗病害分級標準參照謝子四等10、宋曉兵等11的方法，略作改動，具體參見圖1及表1。分級時主要以球莖的褐變程度并輔以外部葉片變黃情況進行判斷，各重復(fù)級別不一致時，以抗性差者的級別作為該品種（系）的抗性級別。苗期抗性強弱的評價，按照黃秉智等12-13的評價

11、方法（下稱抗性評價方法）香蕉苗期對枯萎病的抗病性，根據(jù)病情指數(shù)可分為5級。在多年的試驗中，我們發(fā)現(xiàn)不同的Foc 4菌株致病力差異很大9，為了減少接種病原菌菌株致病力、基質(zhì)營養(yǎng)等因素造成的影響，最大限度排除條件差異對評價結(jié)果的影響，本研究除了采用抗性評價方法外，還參照黃秉智等12-13及其他作物抗性鑒定的方法14，以相對病情指數(shù)（relative disease index， RDI）作為香蕉苗期抗性評價指標（下稱抗性評價方法），方法的具體計算公式及標準如下：相對病情指數(shù)（RDI）=k待測品種（系）病情指數(shù)，校正系數(shù)k=50/感病對照品種病情指數(shù)。根據(jù)相對病情指數(shù)（即方法）苗期抗性評價標準分級：

12、1級，高抗（0RDI10）;2級，抗（10RDI20）;3級，中抗（20RDI30）;4級，感（30RDI40）;5級，高感（40RDI）。1.2.2 田間抗性比較與評價 分別在20152017年在廣西南寧市武鳴區(qū)寧武鎮(zhèn)伏塘村、南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)壇洛鎮(zhèn)群南村桂潔公司蕉園設(shè)種植點3個，試驗采取完全隨機區(qū)組設(shè)計，每塊試驗點按隨機分組設(shè)3個小區(qū)，每小區(qū)共8個處理，每品種（系）為一個處理，25株/處理。3個試驗點，前作均為桂蕉6號，由4號生理小種引起的枯萎病發(fā)病率為60%80%，未經(jīng)輪作直接種植。種植試驗品種（系）前，經(jīng)檢測土壤中Foc 4孢子濃度約為103 CFU/g。株行距1.8 m2.2 m，中等水

13、平栽培管理。3個種植試驗點情況如表2所示。定植后每月調(diào)查記錄農(nóng)藝性狀、發(fā)病情況。其中群南村試驗點A連續(xù)種植3年，上一年發(fā)病植株，次年繼續(xù)留吸芽觀察其發(fā)病情況，收集3年數(shù)據(jù)。發(fā)病率能很好的反映群體中枯萎病發(fā)病的頻率，參照黃秉智等12-13的方法（下稱：抗性評價方法）;田間抗性鑒定需選擇前作枯萎病80%的蕉園，田間病害分級標準為高抗、中抗、抗、感、高感等5個級別。因種植地塊、種植年限、前作發(fā)病程度、氣候、管理水平等因素對香蕉的田間發(fā)病率會產(chǎn)生較大影響，即使同一品種在不同的地塊或者同一地塊不同年份種植，其發(fā)病率也會有很大差異，因此僅用發(fā)病率作為抗病評價的指標不夠科學合理。通常，田間抗性評價試驗中，若

14、前作發(fā)病80%的重病區(qū)，在未經(jīng)輪作而且不施用抗菌劑等，再種植高感品種的發(fā)病率一般在80%左右。為了最大限度排除上述條件差異對評價結(jié)果的影響，本實驗除了采用抗性評價方法外，還對該方法稍作改進，以相對發(fā)病率（relative incidence rate， RIR）作為香蕉田間抗性評價指標（下稱抗性評價方法），方法的具體計算公式及標準如下：相對發(fā)病率（RIR）=k待測品種（系）發(fā)病率;校正系數(shù)k=80%/感病最嚴重的對照品種發(fā)病率。田間病害分級標準根據(jù)相對發(fā)病率（即方法）分為以下級別：高抗，相對發(fā)病率GCTCV 105GCTCV 218 桂蕉9號 GCTCV 217GCTCV 119，從發(fā)病率判斷

15、，所有品種（系）中苗期抗病性最強的是GCTCV 119，其次為GCTCV 217，桂蕉1號及巴西蕉的抗病性最差;由病情指數(shù)數(shù)據(jù)可得，各品種（系）的抗病性由弱到強的順序如下：巴西蕉桂蕉1號 GCTCV 215桂蕉9號2.2 不同品種（系）苗期抗性評價從表4數(shù)據(jù)可見，按照黃秉智13的方法即根據(jù)病情指數(shù)（抗性評價方法）進行抗性評價的結(jié)果顯示GCTCV 119為高抗，GCTCV 217及GCTCV 218為抗，桂蕉9號為中抗，GCTCV 215及GCTCV 105為感，巴西蕉及桂蕉1號為高感。而我們采用改進后的評價方法，即用相對抗性指數(shù)（抗性評價方法）進行抗性評價結(jié)果則是GCTCV 217及GCTCV

16、 119為高抗，GCTCV 218及桂蕉9號的級別為抗，GCTCV 105及GCTCV 215為中抗，桂蕉1號屬于感病品種，巴西蕉的抗性最差，屬于高感品種。綜上所述，綜合發(fā)病率、病情指數(shù)及相對抗性指數(shù)進行分析結(jié)果，所有供試品種（系）苗期對Foc 4抗性由強到弱的順序為：GCTCV 119 GCTCV 217GCTCV 218桂蕉9號GCTCV 105GCTCV 215桂蕉1號巴西蕉。苗期抗性評價結(jié)果以方法的評價結(jié)果更為準確，即：GCTCV 217及GCTCV 119的級別為高抗，GCTCV 218及桂蕉9號為抗，GCTCV 105及GCTCV 215為中抗，桂蕉1號為感，巴西蕉為高感。2.3

17、新植蕉田間抗性比較與評價20152017年在武鳴區(qū)寧武鎮(zhèn)伏塘村（試驗點1）、西鄉(xiāng)塘區(qū)壇洛鎮(zhèn)群南村（試驗點2及試驗點3）的重病蕉園的新植蕉發(fā)病情況如表5所示。從表5可知，感病品種桂蕉1號、巴西蕉在3個試驗點的發(fā)病率分別為72.9%90.6%、89.3% 93.3%，說明種植地塊的病原菌濃度已達到可以作為枯萎病田間評價的標準。總體上看，抗病品種桂蕉9號及GCTCV的5個品系發(fā)病率為6.5%42.7%，而桂蕉1號及巴西蕉的發(fā)病率分別為72.9%90.6%、89.3%93.3%，與感病品種相比，桂蕉9號及GCTCV品系均表現(xiàn)了較強的抗（耐）性。從3個試驗點的發(fā)病率可知，所有供試品種（系）中GCTCV

18、119的發(fā)病率最低的，田間抗（耐）性最強，其次是GCTCV217;抗（耐）性最差的是巴西蕉，桂蕉1號的田間抗（耐）明顯差于其他抗（耐）品種（系），但稍好于巴西蕉，這與苗期抗性評價的結(jié)果相一致。因GCTCV 105、GCTCV 215、GCTCV 218及桂蕉9號等品種（系）在不同地塊所表現(xiàn)抗（耐）性強弱并不一致，難以判斷并排列其抗性強弱的順序。采用相對發(fā)病率（方法）對田間抗性評價結(jié)果，GCTCV 119及GCTCV 217為高抗;桂蕉9號及GCTCV 218為中抗;桂蕉1號及巴西蕉為高感;GCTCV 105在試驗點2的抗性級別為高抗，而在試驗點1及試驗點3均表現(xiàn)中抗;GCTCV 215在試驗點

19、2及試驗點3抗性級別均為抗，而在試驗點1則為中抗。可見，同一品種在不同的地塊種植，其抗性表現(xiàn)也會存在一定差異。采用田間發(fā)病率（方法）進行抗性級別評價試驗點1的GCTCV 215、GCTCV 217、GCTCV 218 3個品系，結(jié)果顯示GCTCV 217抗性級別為抗，GCTCV 215、GCTCV 218抗性級別為感。而用相對發(fā)病率（方法）進行評價，結(jié)果顯示GCTCV-217抗性級別為高抗，GCTCV-215、GCTCV-218抗性級別為中抗。經(jīng)過比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在同一地塊上種植的同一品種，按照不同的評價方法所得的結(jié)果之間會存在一定差異，查閱文獻可知，用方法評價所得的結(jié)果與育成單位所公布的結(jié)果更

20、一致15-16。因每個地塊病原菌濃度及各種栽培管理措施之間存在差異，如果不參考對照品種的發(fā)病程度，僅采用發(fā)病率進行抗性分級，則所得抗性級別有可能會出現(xiàn)較大偏差。比如GCTCV 215、GCTCV 218本是具有一定抗（耐）性的品系15-16，但按方法評價結(jié)果被劃分為感病級別;而GCTCV 217品系，本為高抗品系15-16，但按方法評價后抗性級別為抗。因方法是以對照品種作為參考進行抗性級別評價的，可以最大限度的規(guī)避不同蕉園在土壤條件、栽培技術(shù)等外界因素造成的影響，故用其所獲得的評價結(jié)果相對而言更科學準確。綜上所述，根據(jù)方法所得結(jié)果，按照各試驗點級別不一致時，以抗性差者的級別作為該品種（系）的抗

21、性級別的原則，各品種（系）田間抗性評價情況為：GCTCV 119、GCTCV 217為高抗;GCTCV 215為抗;GCTCV 105、桂蕉9號、GCTCV 218為中抗;桂蕉1號、巴西蕉為高感。2.4 連作香蕉田間抗性表現(xiàn)與評價在群南村試驗點A，連續(xù)3年種植桂蕉9號及GCTCV抗病品系，各品種（系）3年的發(fā)病情況如表6所示。表6數(shù)據(jù)顯示，桂蕉1號及巴西蕉2個感病品種，3年內(nèi)發(fā)病率在72.9%100%，而且發(fā)病程度及發(fā)病率逐年遞增。供試的抗病品種（系）中，桂蕉9號及GCTCV 218的發(fā)病率隨著種植年限的增加，發(fā)病率呈下降趨勢;GCTCV 119、GCTCV 217、GCTCV 105新植蕉發(fā)

22、病率較低，按照相對發(fā)病率（方法）評價均屬于高抗級別，但宿根蕉（23年）的發(fā)病率隨著種植年限增長而增加，抗性級別降至抗。種植3年后，GCTCV 105的發(fā)病率為12.0%，是所有抗病品種（系）中發(fā)病率最低的，其余5個抗病品種（系）發(fā)病率差別不大，發(fā)病率在20.3%21.6%之間。從表6可知，新植蕉抗性前三強的是GCTCV 119、GCTCV 217、GCTCV 105;宿根二代蕉GCTCV 217、GCTCV 105、GCTCV 215、GCTCV 119的發(fā)病率均低于20%，抗性級別為抗;而桂蕉9號及GCTCV 218發(fā)病率在23%左右，抗性級別為中抗。由此可見，雖然桂蕉9號及GCTCV 21

23、8的新植蕉抗（耐）性相對其他品系偏高，但宿根后，其發(fā)病率逐年下降;而GCTCV 119雖然1代蕉抗性很強，但宿根蕉的抗性下降幅度較大;GCTCV 105、GCTCV 217無論是新植蕉還是宿根蕉其田間抗性都表現(xiàn)很好;GCTCV 215雖然新植蕉抗性表現(xiàn)不及高抗品種（系），但連續(xù)種植發(fā)病率變化不大，抗性比較穩(wěn)定。3 討論由Foc 4引起的香蕉枯萎病在我國大陸發(fā)現(xiàn)至今已經(jīng)有20多年17，其危害性已是眾所周知，亟需尋求有效的防控途徑，選育和種植抗枯萎病品種是最有效的枯萎病防控途徑之一，而開展香蕉種質(zhì)對枯萎病的抗性比較與評價是選育和應(yīng)用抗病品種的基礎(chǔ)。最近十幾年，陸續(xù)有關(guān)于香蕉種質(zhì)對枯萎病抗性評價的研

24、究報道，這些研究所采用的評價方法多以行業(yè)標準進行評價13，即苗期評價以病情指數(shù)，田間抗性評價多以枯萎病發(fā)病率作為抗性級別的判定標準12-13， 18-20。我們在多次試驗中發(fā)現(xiàn)，因每批次試驗接菌量或者每個地塊病原菌濃度不可能完全一致，導(dǎo)致即使是同一品種，若不參考對照品種的相關(guān)數(shù)據(jù)，僅以病情指數(shù)及田間發(fā)病率為標準評價，則所得抗性級別有時會存在很大偏差。參考其他作物抗性評價的方法，發(fā)現(xiàn)其他作物抗性級別的評價大多以最感病一個種質(zhì)作為參照樣本14， 21-22，根據(jù)待評價種質(zhì)與參照樣本的病情指數(shù)或發(fā)病率之間的相對值進行評定，最大限度排除每次試驗條件差異對評價結(jié)果的影響。為此，本研究參照其他作物的一些做

25、法，同時根據(jù)香蕉植株感染枯萎病后的特性，對香蕉枯萎病抗性評價方法進行了一些改進，即苗期評價以相對抗病指數(shù)，田間以相對發(fā)病率來劃分抗性級別。同時將改進后的方法與原方法所得結(jié)果進行了比較。根據(jù)報道，本研究所用的5個GCTCV品系均為臺灣香蕉研究所經(jīng)過多年選育出的抗枯萎病品系，對Foc 4均具有一定的抗性15-16，但采用抗性評價方法評價結(jié)果GCTCV 215及GCTCV 105均為感，這與育出單位的結(jié)論相差太大;而用改進方法（方法）二者抗性級別均為中抗，此評價結(jié)果更接近品種育成單位公開發(fā)表的結(jié)論。與此類似，田間抗性評價用改進前的方法（方法），試驗點1的抗性品系GCTCV 215及GCTCV 218

26、抗性級別為感，而采用改進方法（方法），則二者均為中抗;參考相關(guān)文獻數(shù)據(jù)可知，采用改進后的方法，評價結(jié)果受外界因素影響更小、更接近品種育成單位公開發(fā)表的結(jié)論15-16。本文通過對桂蕉9號等8份香蕉種質(zhì)對Foc 4的抗性比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)由臺灣香蕉研究所（TRBI）育出的GCTCV 119、GCTCV 217無論在苗期還是在田間都表現(xiàn)出高抗水平，而GCTCV 215、GCTCV 218屬于中抗水平，與臺灣香蕉研究所評價的結(jié)果一致15;GCTCV 105在臺灣香蕉研究所抗性評價為高抗15-16，但是在本次研究中，GCTCV 105苗期表現(xiàn)為中抗水平，在田間表現(xiàn)為高抗或中抗，但隨著種植年限的增加，該品

27、系的發(fā)病率比其他品種（系）更穩(wěn)定，可能是因GCTCV 105的苗期對Foc 4的抗性相對弱，隨著種植年限的增加，宿根蕉對Foc 4的抗性逐漸增強。這可能也是臺灣種植GCTCV 105時，更傾向于采用吸芽苗而非組培苗的原因。綜上所述，本研究針對已有的香蕉枯萎病抗性評價方法易受到外界因素的影響而造成評價結(jié)果的偏差，對已有的評價方法進行改進，并利用改進前后的方法對8份香蕉種質(zhì)進行苗期及田間評價，通過比較2種方法所得結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用改進后的方法進行評價可最大限度的減少Foc 4菌株、接種孢子濃度、前作發(fā)病率、地塊間病原菌濃度差異等因素造成的影響，有利于提高可比性和準確度，可為香蕉苗期及田間抗性評鑒提供更

28、為科學合理的方法。此外，通過對8份香蕉種質(zhì)在苗期和大田抗性的評價，比較分析各品種（系）在苗期及大田的抗性的綜合表現(xiàn)，可為香蕉品種選擇及育種等提供更多參考和依據(jù)。Reference1 孫雪麗， 郝向陽， 王天池， 等. 香蕉枯萎病防控和抗病育種研究進展J. 果樹學報， 2018， 35（7）： 870-879.2 Ploetz R C. Fusarium wilt of bananaJ. Phytopathology， 2015， 105（12）： 1512-1521.3 Ploetz R C. Fusarium wilt of banana is caused by several patho

29、gens referred to as Fusarium oxysporum f. sp. cubenseJ. Phytopathology， 2006， 96（6）： 653-656.4 韋紹龍， 黃素梅， 韋莉萍， 等. 香蕉抗（耐）枯萎病新品種桂蕉9號的選育及其高產(chǎn)栽培技術(shù)J. 南方農(nóng)業(yè)學報， 2016， 47（4）： 530-536.5 王葫青， 潘廷由， 吳蘭芳， 等. 7個抗（耐）枯萎病香蕉品種（系）在百色地區(qū)引種試種結(jié)果初報J. 廣西農(nóng)學報， 2017， 32（6）： 24-27， 37.6 解華云， 周潔瓊， 鄧筱艷. 抗枯萎病香蕉新品種引種試驗J. 東南園藝， 2017， 5（1）： 1-3.7 周 維， 田丹丹， 覃柳燕， 等. 臺灣香蕉產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、栽培技術(shù)及抗枯萎病品種選育J. 中國南方果樹， 2017， 46（3）： 157-159， 161.8 李建華. 臺灣香蕉栽培品種介紹J. 臺灣農(nóng)業(yè)探索， 2002， 3： 43-44.9 覃柳燕， 孫嘉曼， 韋 弟， 等. 5株香蕉枯萎病菌（Foc4）菌株對桂蕉6號的致病力測定J. 南方農(nóng)業(yè)學