44份大豆微核心种质抗菌核病鉴定与评价

引用本文

韩粉霞, 韩广振, 孙君明, 张金巍, 于绍轩, 闫淑荣, 杨华. 44份大豆微核心种质抗菌核病鉴定与评价. 作物学报, 2013, 39(10): 1783-1790
[HAN Fen-Xia, HAN Guang-Zhen, SUN Jun-Ming, ZHANG Jin-Wei, YU Shao-Xuan, YAN Shu-Rong, YANG Hua. Resistance to Sclerotinia Stem Rot in 44 Accessions from Soybean Mini Core Collection. Acta Agronomica Sinica, 2013, 39(10): 1783-1790] 复制到剪切板

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44份大豆微核心种质抗菌核病鉴定与评价

韩粉霞, 韩广振, 孙君明, 张金巍, 于绍轩, 闫淑荣, 杨华

中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程 / 农业部北京大豆生物学重点实验室, 北京 100081

收稿日期:2013-06-09

基金:本研究由国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2013ZX08004-004, 2011ZX08004-004)和国家科技支撑计划项目(2011BAD35B06)资助。

摘要

大豆菌核病主要由真菌Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary侵染, 是世界范围的大豆病害, 也是我国大豆主产区的主要病害。利用不同地区和寄主来源的4个菌核病分离物对44份大豆微核心种质进行连续2年的田间接种鉴定, 筛选抗/耐菌核病的大豆种质资源, 为大豆抗菌核病育种提供优异抗性种质。结果表明: (1)不同大豆种质对菌核病的抗性不同, 在44份微核心种质中, 中抗种质6份(13.64%), 中感种质27份(61.36%), 感病种质9份(20.45%), 高感I种质2份(4.55%), 其中合丰24、大天鹅蛋、倪丁花眉豆、牛毛黄、大黄豆和五月黄6个中抗种质可作为抗性亲本用于大豆抗菌核病育种。(2)不同地区和寄主来源的4个菌核病分离物致病性不同, 分离物黑西5 (黑龙江省, 大豆), 病情指数49.32, 病斑长度达到5.93 mm, 致病性最强; 黑饶24 (黑龙江省, 大豆)与Qin 24 (青海省, 油菜)致病性次之; Hef 50 (安徽省, 油菜)的病情指数为39.02, 病斑长度为3.65 mm, 致病性最弱。用黑西5鉴定和筛选抗菌核病大豆种质最为有效。

关键词: 大豆[Glycine max (L.) Merr.]; 菌核病; 抗性鉴定

Resistance to Sclerotinia Stem Rot in 44 Accessions from Soybean Mini Core Collection

HAN Fen-Xia, HAN Guang-Zhen, SUN Jun-Ming, ZHANG Jin-Wei, YU Shao-Xuan, YAN Shu-Rong, YANG Hua

Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences / National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement / Key Laboratory of Soybean Biology (Beijing), Ministry of Agriculture, Beijing 100081, China

Abstract

Soybean Sclerotinia stem rot is a fungal disease worldwide caused bySclerotinia sclerotiorum(Lib.) de Bary. To identify resistant germplasm againstS. sclerotiorumfor soybean breeding, we evaluated 44 accessions of soybean from the Chinese mini core collection in a two-year field experiment by inoculating fourS. sclerotiorumisolates collected from different geographical regions and hosts. The 44 accessions showed different resistance levels to various isolates. Six accessions (13.64%) were moderately resistant, 27 accessions (61.36%) were moderately susceptible, 9 accessions (20.45%) were susceptible, and the remaining 2 accessions (4.55%) were highly susceptible. No highly resistant germplasm was found indicating that resistant sources toS. sclerotiorumare rare in Chinese soybean mini core collection. Hefeng 24, Datian’edan, Nidinghuameidou, Niumaohuang, Dahuangdou, and Wuyuehuang, which were moderately resistant, were valuable in soybean breeding forS. sclerotiorumresistance. The fourS. sclerotiorumisolates had different pathogenicities over accessions and years. Heixi 5 isolated from soybean in Heilongjiang was the most pathogenic with average disease severity index of 49.32 and average lesion length of 5.93 mm. Heirao 24 isolate from soybean in Heilongjiang and Qin 24 isolated from oilseed rape in Qinghai had moderate pathogenicity. Hef 50 isolated from oilseed rape in Anhui showed the weakest pathogenicity with average disease severity index of 39.02 and average lesion length of 3.65 mm. Therefore, isolate Heixi 5 is most effective in identification of resistance toS. sclerotiorumin soybean.

Keyword: Glycine max (L.) Merr.; Sclerotinia sclerotiorum; Identification for resistance

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引言

大豆菌核病是20世纪80年代中期开始出现的世界范围大豆病害, 主要分布在美国、加拿大、阿根廷、匈牙利、日本和印度等国^[1,2], 也是我国大豆主产区的主要病害, 在黑龙江、内蒙古等大豆主产地区发生尤为严重。它主要由核盘菌 Sclerotinia sclerotiorum(Lib.) de Bary侵染寄主植株所引起。1986年, 加拿大的豆类作物菌核病发病率达25%^[3]。1994年, 在美国的伊利诺伊州、印第安纳州和爱荷华州, 由于突发的环境条件有利于菌核病的发生, 给当地大豆生产造成严重的损失^[4]。1986年和1987年黑龙江省大豆菌核病连续大发生, 发病面积分别达14.67万公顷和37.33万公顷。2001年, 黑河和嫩江地区的部分县市田间病株达5%以上, 严重的地块病株可达20%^[5]。吉林省近年来菌核病的发生有逐年加重的趋势, 已由零星发生发展到局部地区连年发生^[6]。2002年和2004年, 吉林省东部山区大面积发生菌核病病害, 发病面积达70%以上, 给当地大豆生产带来严重损失。近年来, 大豆菌核病有继续扩大蔓延、加重危害的趋势, 严重威胁大豆的生产^[7]。因此, 亟待开展大豆抗菌核病育种, 而筛选抗菌核病的大豆种质, 是开展大豆抗菌核病遗传育种的基础。大豆抗菌核病种质资源筛选困难、抗性资源缺乏^[8,9], 国内外学者研究发现, 大豆种质资源对菌核病的抗性存在着遗传差异, 为大豆菌核病的抗性育种工作提供了理论依据^{[10,11,12,13,14]}。本研究采用课题组已建立的大豆菌核病田间快速接种鉴定方法^[15], 利用不同地区和寄主来源的4个菌核病分离物对44份大豆微核心种质进行连续2年的田间接种鉴定, 筛选抗/耐菌核病的大豆种质资源, 为大豆菌核病抗性育种提供优异抗性种质。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 大豆种质材料 44份大豆( Glycine max L.)微核心种质是按照不同地区的品种数比例从192份大豆微核心种质和50个大豆品种中选择的, 均由中国农业科学院作物科学研究所大豆基因资源发掘与利用课题组提供。其中, 国内种质41份, 包括东北大豆主产区种质14份, 黄淮海大豆主产区种质22份, 南方大豆主产区种质5份; 美国材料3份(表1)。

1.1.2 接种菌核病分离物及来源从收集的大量菌核病分离物中筛选出4个不同地区和寄主来源的菌核病分离物, 其中2个分离物黑饶24、黑西5来自于黑龙江省的春大豆种植田, 另外2个分离物Hef 50、Qin 24分别来自于安徽省和青海省的油菜种植田。

1.2 试验设计

2008年和2009年在中国农业科学院作物科学研究所北京农场种植供试材料。采用随机区组设计, 3次重复, 5行区, 行长2.0 m, 行距0.5 m, 株距0.1 m。采用大豆田间常规管理方法。成熟后, 从每个处理(行)中间连续取10株于室内考种, 考察株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重等主要农艺性状。

1.3 试验方法

1.3.1 大豆菌核病的田间接种鉴定参照韩广振等^[15]建立的大豆菌核病的田间接种方法, 在大豆开花初期, 选每小区4行分别接种Hef 50、Qin 24、黑饶24和黑西5菌株, 每行接种15株, 第5行作对照, 40 d后调查10株接种植株的病情指数(DSI)和病斑长度。

表1 44份大豆种质材料来源 Table 1 Origins of 44 soybean cultivars

1.3.2 大豆菌核病病级评级标准大豆菌核病病情指数的抗病性分级和评价标准见表2^[15], 按照病情指数(DSI)的大小, 结合菌丝体侵染大豆植株直径的比例, 将大豆植株对菌核病的抗性分为0~6 级, 即高抗、抗病、中抗、中感、感病、高感I和高感II。

按大豆菌核病病斑长度将抗性分为0~6个等级, 对应的抗性水平分别为高抗(病斑长度0 mm)、抗病(<1.5 mm)、中抗(1.5~3.5 mm)、中感(3.5~7.0 mm)、感病(7.0~10.0 mm)、高感I (>10.0 mm)和高感II (植株死亡)。

1.4 统计分析方法

利用Statistical Analysis System (SAS 9e)分析数据, 包括病情指数和病斑长度的方差分析、显著性测验和相关性分析等。

2 结果与分析

2.1 供试大豆种质材料农艺性状的多样性评价

44个大豆种质材料的株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、有效荚数、单株粒数、单株粒重

和百粒重等主要农艺性状的变异幅度分别为40.26~ 121.56 cm、9.65~28.36 cm、12.42~21.90个、0.40~4.10个、11.86~62.84个、23.49~115.46个、4.12~13.77 g、8.26~23.61 g; 变异系数分别为21.53%、21.34%、13.86%、33.82%、31.99%、28.78%、26.37%和21.74%。可见, 44个大豆品种的主要农艺性状均有较大差异。

2.2 不同大豆品种抗菌核病病情指数和病斑长度的方差分析

从表3可见, 品种间、分离物间及年份间病情指数和病斑长度均存在极显著差异; 而重复间病情指数和病斑长度差异不显著。说明该大豆菌核病田间接种鉴定方法既能有效鉴定和筛选大豆植株的菌核病抗性, 又能鉴定不同菌核病分离物的致病性, 且重演性较好, 可应用于大豆抗菌核病育种。

2008和2009两年间的病情指数和病斑长度差异均达极显著水平, 主要原因是年份间田间环境差异导致大豆菌核病的发病情况不同, 因此, 大豆抗菌核病抗性需多年多点重复鉴定。

表2 大豆菌核病病情指数的抗病性分级和评价标准 Table 2 Disease classification and evaluation criteria on the disease severity index (DSI) of Sclerotinia sclerotiorum in soybean

表3 不同大豆品种抗菌核病病情指数和病斑长度的方差分析 Table 3 Analysis of variance for DSI and the lesion length of Sclerotinia sclerotiorum in soybean cultivars

2.3 不同大豆品种抗菌核病评价

供试大豆种质间的病情指数和病斑长度均存在广泛的遗传变异, 44份大豆种质病情指数变异幅度为22.38~70.89, 病斑长度变异幅度为1.61~9.47 mm, 其中, 大粒黑豆的病情指数及病斑长度最大, 为70.89 mm和9.47 mm, 金山茶秣食豆的次之, 为67.03 mm和9.35 mm, 合丰24的最小, 为22.38 mm和1.61 mm。根据大豆菌核病病情指数和病斑长度评级标准以及不同品种之间病情指数和病斑长度差异显著性分析结果(表4), 综合评价结果如下:(1) 中抗菌核病大豆种质6份, 包括合丰24、大天鹅蛋、倪丁花眉豆、牛毛黄、大黄豆、五月黄。

(2) 中感菌核病大豆种质27份, 包括大黄豆-1、黑豆、中黄37、信阳羊眼豆、中黄13、黄脐、邳县红毛油、沛县小油豆、东山白马豆、科新3号、南关小皮青、早熟黄豆、青6号、博爱红皮皂角、黄秆豆、四角齐黄豆、青豆、小黄豆、鲁豆4号、赤382、PI594455、Amsoy、中黄31、中豆32、天鹅蛋、PI594399、郑8516。

(3) 感病菌核病大豆种质9份, 包括冀豆12、小黄豆、吉林47、茶色豆、怀德白花大粒、绥农1号、早18、丰城早乌豆、方正秣食豆。

(4) 高感I菌核病大豆种质2份, 包括金山茶秣食豆、大粒黑豆。

依据病情指数、病斑长度进行综合抗性评价(表5), 中抗种质6份, 占13.64%; 中感种质27份, 占61.36%; 感病种质9份, 占20.45%; 高感I种质2份, 占4.55%, 无高抗、抗病及高感II种质; 从抗/感比例分析, 中抗、抗病和高抗品种占13.64%, 中感、感病、高感品种占86.36%。可见, 抗菌核病的大豆种质资源是极少的。

从不同抗病性品种的来源地分析(表5)发现, 中抗种质中, 东北区、黄淮海区及南方区种质分别占33.33%、50.00%和16.67%; 中感种质中, 东北区、黄淮海区及南方区种质分别占14.81%、62.96%和11.11%, 美国种质占11.11%; 感病种质中, 东北区、黄淮海区及南方区种质分别占66.67%、22.22%和11.11%; 高感I种质均来自东北区; 从不同来源地品种的抗病性分析可以看出, 东北区种质中, 中抗、中感、感病及高感I种质分别占14.29%、28.57%、42.86%和14.29%; 黄淮海区种质中, 中抗、中感、感病种质分别占13.64%、77.27%和9.09%; 南方区种质中, 中抗、中感、感病种质分别占20.00%、60.00%和20.00%; 国外种质中, 中感种质占100.00%。可见, 东北区、黄淮海区及南方区中抗种质比例相近, 东北区中感种质少, 感病及高感种质多, 而黄淮海区中感种质多, 感病种质少。

2.4 不同菌核病分离物的致病性评价

从表6看出, 分离物黑西5的病情指数最大, 为49.32, Hef 50的病情指数最小, 为39.02; 分离物黑西5与分离物Qin 24、黑饶24和Hef 50的病情指数差异极显著, 分离物Qin 24与黑饶24的病情指数差异不显著, 但二者与分离物Hef 50、黑西5的病情指数差异极显著, 4个分离物对大豆的侵染力为, 黑西5>Qin 24、黑饶24>Hef 50。4个分离物间的病斑长度的差异极显著, 分离物黑西5的病斑长度最大, 为5.93 mm, Hef 50的病斑长度最小, 为3.65 mm, 4个分离物对大豆的侵染力为, 黑西5>Qin 24>黑饶24>Hef 50。

对病情指数和病斑长度综合分析表明, 分离物黑西5对大豆的侵染力最强, 分离物Qin 24、黑饶24次之, 分离物Hef 50对大豆的侵染力最弱, 该结果与分离物的来源一致。

2.5 年份间环境因素对大豆菌核病发病的影响

2008和2009两年间的病情指数和病斑长度均存在极显著差异( P<0.01), 2008年病情指数(41.86± 15.44)小于2009年的病情指数(46.59±11.84), 而2008年的病斑长度(5.42±3.64 cm)反而大于2009年的病斑长度(4.03±1.97 cm)。可见, 年份间的病斑长度和病情指数并不完全一致, 通常大豆品种对菌核病的抗病性评价和菌核病分离物的致病性评价以病情指数为标准, 所以, 病斑长度的标准只能作为一种快速简单的辅助方法。

2.6 不同菌核病分离物对大豆主要农艺性状的影响

对2008年和2009年的主要农艺性状的方差分析(表7)及差异显著性测验(表8)表明, 接种4种菌核病分离物Hef 50、Qin 24、黑饶24、黑西5的植株和未接种对照间的株高、主茎节数、有效分枝数、单株有效荚数、单株粒数和单株粒重差异极显著, 底荚高度和百粒重差异显著。

表4 不同大豆品种之间的病情指数和病斑长度差异分析 Table 4 Variance analysis on disease severity index (DSI) and lesion length among various soybean varietis

品种编号 Cultivar code	品种 Variety	病情指数 DSI	抗性 Resistance	病斑长度 Lesion length (mm)	抗性评价 Resistance evaluation
12	大粒黑豆 Daliheidou	70.89±11.74 a	HS-I	9.47±2.50 a	S
7	金山茶秣食豆 Jinshanchamoshidou	67.03±12.14 a	S	9.35±4.37 a	S
4	方正秣食豆 Fangzhengmoshidou	57.23±11.29 b	S	6.56±3.40 bc	MS
43	丰城早乌豆 Fengchengzaowudou	54.84±9.87 bc	S	5.91±2.18 bcdef	MS
32	早18 Zao 18	53.93±9.47 bcd	S	6.03±2.19 bcde	MS
2	绥农1号 Suinong 1	53.15±16.66 bcd	S	6.56±4.37 bc	MS
6	怀德白花大粒 Huaidebaihuadali	52.21±8.82 bcde	S	6.24±2.58 bcd	MS
5	茶色豆 Chasedou	52.16±8.99 bcde	S	5.82±2.04 bcdef	MS
8	吉林47 Jilin 47	51.28±14.00 bcdef	S	5.12±2.30 cdefg	MS
28	小黄豆 Xiaohuangdou	50.39±10.73 cdefg	S	7.09±4.10 b	S
20	冀豆12 Jidou 12	50.28±9.99 cdefg	S	6.10±3.43 bcde	MS
23	郑8516 Zheng 8516	49.26±11.95 cdefgh	MS	4.86±2.37 defghi	MS
34	PI594399	48.49±7.39 cdefghi	MS	5.01±1.70 cdefgh	MS
27	天鹅蛋 Tian’edan	47.59±11.29 defghij	MS	4.96±1.79 cdefgh	MS
44	中豆32 Zhongdou 32	46.24±9.11 efghijk	MS	4.18±1.62 ghijk	MS
37	中黄31 Zhonghuang 31	45.99±10.18 efghijk	MS	4.95±1.76 cdefgh	MS
30	Amsoy	45.77±13.48 efghijk	MS	3.87±1.58 ghijkl	MS
33	PI594455	45.23±10.84 fghijkl	MS	6.39±3.08 bcd	MS
38	赤382 Chi 382	44.66±6.01 fghijklm	MS	3.88±1.13 ghijkl	MS
16	鲁豆4号 Ludou 4	44.47±11.32 fghijklm	MS	5.96±4.15 bcde	MS
10	小黄豆 Xiaohuangdou	44.23±12.84 ghijklm	MS	4.46±2.35 efghijk	MS
3	青豆 Qingdou	43.88±17.17 ghijklm	MS	4.01±3.23 ghijk	MS
17	四角齐黄豆 Sijiaoqihuangdou	42.58±8.25 hijklmn	MS	4.79±2.94 defghi	MS
26	黄秆豆 Huanggandou	42.11±5.12 ijklmn	MS	4.00±1.66 ghijk	MS
21	博爱红皮皂角 Boaihongpizaojiao	42.04±6.35 ijklmn	MS	4.81±1.94 defghi	MS
15	青6号 Qing 6	41.60±7.88 ijklmno	MS	4.55±2.54 efghij	MS
41	早熟黄豆 Zaoshuhuangdou	41.25±16.48 jklmnop	MS	4.17±2.99 ghijk	MS
18	南关小皮青 Nanguanxiaopiqing	40.97±9.20 jklmnop	MS	3.93±1.97 ghijkl	MS
31	科新3号 Kexin 3	40.90±13.68 jklmnop	MS	3.78±2.35 ghijkl	MS
29	东山白马豆Dongshanbaimadou	39.77±9.59 klmnopq	MS	4.31±2.75 fghijk	MS
24	沛县小油豆Peixianxiaoyoudou	39.73±4.10 klmnopq	MS	3.68±1.81 ghijkl	MS
25	邳县红毛油 Pixianhongmaoyou	39.60±9.24 klmnopq	MS	3.75±1.91 ghijkl	MS
9	黄脐 Huangqi	39.43±10.94 klmnopq	MS	3.55±1.97 ghijkl	MS
36	中黄13 Zhonghuang 13	39.27±9.93 klmnopq	MS	3.38±1.06 hijkl	MR
22	信阳羊眼豆 Xinyangyangyandou	38.20±15.26 lmnopqr	MS	4.59±4.81 efghij	MS
35	中黄37 Zhonghuang 37	38.13±10.67 mnopqr	MS	3.23±1.28 ijkl	MR
19	黑豆 Heidou	37.57±8.77 mnopqr	MS	5.05±4.07 cdefgh	MS
40	大黄豆-1 Dadouhuang-1	35.71±8.98 nopqrs	MS	3.61±2.54 ghijkl	MS
42	五月黄 Wuyuehuang	34.71±12.33 opqrs	MR	3.03±1.59 jklm	MR
13	大黄豆 Dahuangdou	34.34±12.13 pqrs	MR	3.23±2.50 ijkl	MR
11	牛毛黄 Niumaohuang	33.80±11.16 qrs	MR	2.82±1.40 klm	MR
39	倪丁花眉豆 Nidinghuameidou	31.81±12.06 rs	MR	2.34±1.14 lm	MR
14	大天鹅蛋 Datian’edan	30.57±10.12 s	MR	2.83±2.19 klm	MR
1	合丰24 Hefeng 24	22.38±10.72 t	MR	1.61±1.09 m	MR

数据为平均数±标准差; 数据后字母不同示5%显著性差异, 相同字母示差异不显著。

Value is mean± SD deviation; Means within each column followed by the same letter are not significantly different at the 0.05 probability level using Duncan’s multiple range test.

表4 不同大豆品种之间的病情指数和病斑长度差异分析 Table 4 Variance analysis on disease severity index (DSI) and lesion length among various soybean varietis

表5 大豆种质对菌核病抗性统计(份数) Table 5 Statistics of resistance to Sclerotinia stem rot in soybean cultivars

表6 不同菌核病分离物间病情指数、病斑长度差异分析 Table 6 Variance analysis on disease severity index (DSI) and lesion length among different isolates of Sclerotinia sclerotiorum

表7 接种不同菌核病分离物大豆主要农艺性状的方差分析 Table 7 Analysis of variance for agronomic traits of soybean inoculated different isolates of Sclerotinia sclerotiorum

表8 不同菌核病分离物对大豆主要农艺性状的影响 Table 8 Effects of different isolates of Sclerotinia sclerotiorum on agronomic traits

Value is mean±SD deviation. Means within each column followed by the same letter are not significantly different at the 0.05 (lowercase) or 0.01 (capital) probability level using Duncan’s multiple range test.

与对照相比, 接种菌核病分离物黑饶24、Qin 24、黑西5及Hef 50的大豆植株主茎节数、有效分枝、单株有效荚数、单株粒数和单株粒重减少( P<0.01), 株高降低( P<0.05), 其中, 主茎节数减少幅度为2.3%~3.3%, 平均2.8%, 有效分枝减少幅度为17.4%~23.6%, 平均20.4%, 单株有效荚数减少幅度为19.5%~24.6%, 平均22.0%, 单株粒数减少幅度为20.0%~24.9%, 平均22.6%, 单株粒重减少幅度为20.7%~24.9%, 平均22.3%, 株高降低幅度为2.9%~ 6.2%, 平均4.5%; 百粒重减少幅度为2.9%~7.6%, 平均5.7%, 底荚高度增高幅度为3.0%~7.1%, 平均4.9%, 接种分离物黑绕24、Qin 24的大豆植株与对照相比, 百粒重差异不显著, 底荚高度差异显著, 而接种分离物Hef 50、黑西5的大豆植株与对照相比, 百粒重差异显著, 底荚高度差异不显著。可见, 大豆菌核病可降低株高, 减少主茎节数、有效分枝、单株有效荚数、单株粒数和单株粒重, 从而导致大豆减产。

3 讨论

3.1 环境条件对大豆菌核病抗性鉴定的影响

大豆菌核病菌丝体的生长和侵染能力受周围环境温、湿度的影响较大^[5,16], 本试验在大田环境条件下接种鉴定, 采用锡箔纸包裹无菌水浸湿的脱脂棉, 将菌丝体紧密包裹在植株微创部位, 确保在侵染初期形成一个郁闭潮湿的小环境, 基本保证了每个接种体侵染环境的相对一致性, 且郁闭潮湿环境利于菌丝体的生长及侵染大豆植株。由于田间环境条件不易控制, 在接种体侵染植株的中后期(此时保湿棉已完全失水)不能保证年份间环境条件的一致性, 不同年份间的抗性鉴定结果可能会略有不同。本研究两年间病情指数差异极显著, 主要原因是7月下旬到8月初参试材料进入开花期, 也是接种时段, 2008年晴天较多, 雨量较少, 天气炎热, 空气湿度较小, 不利于菌丝侵染植株, 不适宜菌核病的发生, 而2009年阴雨天较多, 温度较低, 空气湿度较大, 有利于菌丝侵染植株, 适宜菌核病的发生。年份间的气候条件的差异导致菌核病病菌的侵染力及大豆植株对菌核病病菌的抗性不同, 因此, 需多年多点的重复接种鉴定才能确保鉴定结果的准确可靠。

3.2 抗菌核病大豆资源的筛选

近年来, 大豆菌核病发生越来越严重, 分析其原因, 与生产上主推大豆品种抗病性较差、气候条件适宜及防治不利等因素有关, 其中, 品种的抗病性差是主要因素之一。但免疫和抗菌核病大豆资源太少, 所以应加大大豆种质抗菌核病鉴定的力度, 筛选抗菌核病大豆资源, 更好地为大豆菌核病育种服务。王金生等^[8]对200份大豆品系菌核病鉴定, 高抗、中抗及低抗品系12份, 占6%。宋淑云等^[9]对112个大豆品种(系)菌核病鉴定, 高抗品种1个(0.89%), 抗病品种12个(10.71%), 中抗品种17个(15.18%), 高抗、抗病和中抗品种占26.78%。本研究对44份大豆微核心种质接种鉴定, 无高抗和抗病种质, 中抗种质占13.64%。进一步验证了抗菌核病的大豆资源较少的观点。

3.3 不同地区和寄主来源的菌核病分离物侵染力的比较

由于地理环境、气候条件、寄主类别等不同, 来自不同地区的菌核病分离物生理上产生了分化, 这种分化导致菌核病分离物对大豆的致病力有明显区别。本研究中4个菌核病分离物对大豆的侵染力为黑西5 >Qin 24、黑饶24> Hef 50, 这与分离物的来源紧密相关, 分离物黑西5、黑饶24来自黑龙江大豆种植田, 已经适应了对大豆的侵染, 所以对大豆的侵染力较强; 而分离物Qin 24、Hef 50分别来自青海省及安徽省的油菜种植田, 适应了对油菜的侵染, 而对大豆的侵染力相对较弱。

3.4 不同菌核病分离物对植株农艺性状的影响

大豆菌核病主要危害大豆的茎部。茎部受侵染影响全株的养分和水分的输送, 进而影响植株的农艺性状。苗期病情严重时产生苗枯、叶腐、茎腐等症状, 成株期发病主要表现为茎基部产生褐色不定形病斑, 病部茎秆内中髓变空, 菌丝长满变空的中髓, 并且菌核散生其中, 病轻时部分分枝和豆荚提早枯死, 导致减产, 严重时豆荚内外可形成较小的菌核, 可使种子腐烂、皱缩、无光泽, 甚至不结粒。本研究接种菌核病病菌对大豆植株主要农艺性状均产生极显著影响, 进一步佐证了大豆菌核病的危害。

4 结论

不同大豆种质对菌核病的抗性不同, 合丰24、大天鹅蛋、倪丁花眉豆、牛毛黄、大黄豆、五月黄6份中抗种质可作为亲本应用于大豆抗菌核病育种。接种菌核病病菌对大豆主要农艺性状产生极显著影响, 进而影响大豆产量; 不同地区和寄主来源的菌核病分离物致病性存在差异, 对大豆品种抗菌核病鉴定和筛选以分离物黑西5最为有效。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

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1998

2.449

0.0

... 引言大豆菌核病是20世纪80年代中期开始出现的世界范围大豆病害, 主要分布在美国、加拿大、阿根廷、匈牙利、日本和印度等国^[1,2], 也是我国大豆主产区的主要病害, 在黑龙江、内蒙古等大豆主产地区发生尤为严重 ...

1999

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1986

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... 1986年, 加拿大的豆类作物菌核病发病率达25%^[3] ...

1995

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... 1994年, 在美国的伊利诺伊州、印第安纳州和爱荷华州, 由于突发的环境条件有利于菌核病的发生, 给当地大豆生产造成严重的损失^[4] ...

2003

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... 2001年, 黑河和嫩江地区的部分县市田间病株达5%以上, 严重的地块病株可达20%^[5] ...

... 1 环境条件对大豆菌核病抗性鉴定的影响大豆菌核病菌丝体的生长和侵染能力受周围环境温、湿度的影响较大^[5,16], 本试验在大田环境条件下接种鉴定, 采用锡箔纸包裹无菌水浸湿的脱脂棉, 将菌丝体紧密包裹在植株微创部位, 确保在侵染初期形成一个郁闭潮湿的小环境, 基本保证了每个接种体侵染环境的相对一致性, 且郁闭潮湿环境利于菌丝体的生长及侵染大豆植株 ...

2008

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0.4515

J Jilin Agric Sci. 2008, (4):26 - 28

A Review on Studies of Inoculation Technique to Sclerotinia sclerotiorum

大豆菌核病(Sclerotinia sclerotiorum)接种技术研究综述

SONGShu-yun;JINQi-ming;ZHANGWei;LIHong;SUQian-fu;WANGLi-xin;SUIJing

宋淑云;晋齐鸣;张伟;李红;苏前富;王立新;隋晶

开展大豆品种对大豆菌核病的抗性研究,对控制该病害的发生和流行具有重要的意义.综述了大豆品种对大豆菌核病的抗性评价中所采用的各种人工接种技术和田间自然诱发鉴定等方法.对人工接菌技术所涉及的病原菌的萌发及培养方法等相关性研究也加以阐述,并展望了今后的发展趋势.

... 吉林省近年来菌核病的发生有逐年加重的趋势, 已由零星发生发展到局部地区连年发生^[6] ...

2008

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Soybean Sci. 2008, (6):1053 - 1057

Progress on Resistance to Sclerotinia Sclerotiorum in Soybean

大豆抗菌核病研究进展

DONGZhi-min;WANGShu-ming;LIUYu-zhi;LIUJia;YIZhi-gang;ZHUXiao-hai

董志敏;王曙明;刘玉芝;刘佳;衣志刚;朱晓海

大豆菌核病是导致大豆严重减产的第二大病害,近十几年在我国尤其是东北的黑龙江和吉林大豆主产区发病日趋严重.综述大豆抗菌核病遗传育种领域的相关研究,即抗性鉴定方法、抗病种质资源、抗性遗传与QTL和抗性基因工程等4方面的研究进展,并提出了目前大豆抗菌核病遗传育种研究存在的关键性问题及可能的解决方法.

... 近年来, 大豆菌核病有继续扩大蔓延、加重危害的趋势, 严重威胁大豆的生产^[7] ...

2009

0.0

0.7571

Soybean Sci. 2009, (6):1054 - 1057

Identification of Resistance to Sclerotinia Sclerotiorum in Soybean Germplasm

栽培大豆种质资源对大豆菌核病的抗性评价

WANGJin-sheng^[1];YUAn-Liang^[1];XUPeng-fei^[1];WANGJun^[2];CHENChen^[1];LINing-hui^[1];LIWen-bin^[1];WANGJi-an^[1];ZHANGShu-zhen^[1]

王金生^[1];于安亮^[1];徐鹏飞^[1];王君^[2];陈晨^[1];李宁辉^[1];李文滨^[1];王继安^[1];张淑珍^[1]

采用离体叶柄接种法鉴定了200份栽培大豆高世代品系对大豆菌核病菌株Jia30和Jian29的抗感反应.结果表明:在所有的参鉴材料中没有发现免疫类型,但各品系间抗性有一定的差异.供试200个品系中既表现抗Jia30菌株义表现抗Jian29菌株的材料占供试材料的2%;抗Jia30菌株的材料占3%;抗Jian29菌株的材料占5%,根据抗性资源筛选结果,这些抗性材料可合理地用于大豆生产,并为大豆抗病育种亲本选择和利用品种布局进行大豆菌核病生态控制提供了依据.

Abstract：

Sclerotinia stem rot of soybean,commonly called white mould,is a fungal disease caused by Sclerotinia sclerotio-rum( Lib. )de Bery in the world. The disease distributed all throughout China, especially in Heilongjiang and Inner Mongolia. Heilongjiang is the main soybean production region in China,and white mould occurred seriously in recent years for the increase planting area of soybean,rape and sunflower. Utilization of resistant cultivars is the most economic,efficient, and safe method to control this disease. Screening on the resistance germplasm is the basis for resistance breeding. In this study, the reaction of 200 soybean lines to Sclerotinia sclerotiorum isolates Jia30 and Jian29 were evaluated by leafstalk inoculation in-vitro under controlled conditions. The results showed that there was no immunity accession among all the soybean lines tested,but there was difference in resistance among them. Four lines were resistant to the both isolates,representing 2% of all the accessions tested;Six lines were resistant to isolates Jia30, representing 3% of all the accessions tested;Ten lines were resistant to isolates Jian29,representing 5% of all the accessions tested. These lines could be used in soybean resistance breeding,and provide references for parent choosing in soybean resistant breeding and ecological control by arrangement of cultivars with different resistance.

... 大豆抗菌核病种质资源筛选困难、抗性资源缺乏^[8,9], 国内外学者研究发现, 大豆种质资源对菌核病的抗性存在着遗传差异, 为大豆菌核病的抗性育种工作提供了理论依据^{[10,11,12,13,14]} ...

... 王金生等^[8]对200份大豆品系菌核病鉴定, 高抗、中抗及低抗品系12份, 占6% ...

2009

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J Jilin Agric Sci. 2009, (3):30 - 32

Analysis on Resistance of Soybean Varieties to Sclerotinia scleritioum

大豆品种对大豆菌核病(Sclerotinia sclerotiorum)的抗性分析

宋淑云;张伟;刘影;苏前富;李红;晋齐鸣;隋晶;王立新;赵振伟

搜集吉林省和黑龙江省当前生产上主推和即将推出的112个大豆品种和品系,进行了对大豆菌核病的人工接菌抗性评价.鉴定出高抗品种1个,占鉴定总数的0.89%.抗病晶种12个,占鉴定总数的10.71%.中抗品种17个,占15.18%.感病品种57个,占50.89%.高感品种25个,占22.32%.表明,目前生产上推广的晶种大多为感病品种.

... 宋淑云等^[9]对112个大豆品种(系)菌核病鉴定, 高抗品种1个(0 ...

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Scientia Agricultura Sinica. 2010, 43(6):1282 - 1287

A Rapid Method for Evaluation of Resistance in Soybean to Sclerotinia sclerotiorum in the Field Condition

大豆菌核病田间快速接种鉴定方法研究

HAN Guang-zhen, HAN Fen-xia, SUN Jun-ming, YU Shao-xuan, GE Yi-nan, YAN Shu-rong, YANG Hua

韩广振,韩粉霞,孙君明,于绍轩,葛一楠,闫淑荣,杨华

（中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程）

【Objective】 The objective of the study was to establish a rapid and effective method for evaluation of resistance in soybean to Sclerotinia sclerotiorum in the field condition. 【Method】 The isolates of S. sclerotiorum from different geographical regions and host-plants were cultured in the PDA culture medium. Mycelium from the culture was used for preparation of wheat seed inocula. The method for evaluation of resistance to soybean white mould in the field condition was established using silver paper trussing inoculum with minimally invasive on the soybean plants. 【Result】 There were significant differences in the DSI and the lesion length to S. sclerotiorum among cultivars, among isolates, and there was no significant difference among replicates. The lesion length was significantly correlated with the DSI (r = 0.8301, P＜0.001). 【Conclusion】 The method for evaluation of resistance to S. sclerotiorum in the field condition can effectively identify the pathogenicity of S. sclerotiorum and screen the resistance to S. sclerotiorum for soybean breeding.

【目的】在大田环境下建立快速有效的大豆菌核病田间接种鉴定方法,为大豆抗菌核病育种服务。【方法】采用收集不同地区和寄主来源的菌核病分离物,经PDA培养基再生培养,再接种麦粒形成麦粒接种体,利用微创结合锡箔纸捆绑麦粒接种体的方法建立大豆菌核病田间接种鉴定方法。【结果】不同大豆种质间的病情指数和病斑长度存在显著差异,不同分离物间的病情指数和病斑长度也存在显著差异,而重复间的病情指数和病斑长度差异不显著,病斑长度与病情指数呈极显著正相关(r = 0.8301,P＜0.0001)。【结论】该大豆菌核病田间接种鉴定方法能够有效地对大豆菌核病分离物的致病性和大豆植株抗性进行鉴定和筛选,可用于大豆抗菌核病育种。

... 本研究采用课题组已建立的大豆菌核病田间快速接种鉴定方法^[15], 利用不同地区和寄主来源的4个菌核病分离物对44份大豆微核心种质进行连续2年的田间接种鉴定, 筛选抗/耐菌核病的大豆种质资源, 为大豆菌核病抗性育种提供优异抗性种质 ...

... 1 大豆菌核病的田间接种鉴定参照韩广振等^[15]建立的大豆菌核病的田间接种方法, 在大豆开花初期, 选每小区4行分别接种Hef 50、Qin 24、黑饶24和黑西5菌株, 每行接种15株, 第5行作对照, 40 d后调查10株接种植株的病情指数(DSI)和病斑长度 ...

... 2 大豆菌核病病级评级标准大豆菌核病病情指数的抗病性分级和评价标准见表2^[15], 按照病情指数(DSI)的大小, 结合菌丝体侵染大豆植株直径的比例, 将大豆植株对菌核病的抗性分为0~6 级, 即高抗、抗病、中抗、中感、感病、高感I和高感II ...

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