苜蓿对匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的抗性评价研究

引用本文

王瑜, 刘怡, 周彬彬, 袁庆华, 张丽, 潘龙其. 苜蓿对匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的抗性评价研究.草业学报, 2015,24(7): 155-162
WANG Yu, LIU Yi, ZHOU Bin-Bin, YUAN Qing-Hua, ZHANG Li, PAN Long-Qi. An evaluation of the resistance of alfalfa cultivars to Stemphylium and Phoma leaf spot diseases .Acta Prataculturae Sinica, 2015,24(7): 155-162 复制到剪切板

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苜蓿对匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的抗性评价研究

王瑜¹, 刘怡¹, 周彬彬¹, 袁庆华^1*,^*, 张丽^1,², 潘龙其^1,²

1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193

2.甘肃农业大学草业学院,甘肃兰州 730070

作者简介:王瑜(1981-),女,山东威海人,助理研究员。 E-mail:yuwang-99@hotmail.com
*通讯作者Corresponding author. E-mail:yuanqinghua@hotmail.com

收稿日期: 2014-08-20

基金: “十二五”国家科技支撑计划课题(2011BAD17B01)和公益性行业(农业)科研专项经费项目(201303057)资助

摘要

为探明不同紫花苜蓿品种对匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的抗性,本研究采用温室内孢子悬浮液喷雾接种法,对来自国内外的40个苜蓿品种进行了苗期抗病性鉴定和评价,同时,对接种浓度进行研究。研究结果表明,随着孢子悬浮液浓度的升高,10个品种匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的病情指数均呈现逐渐升高的趋势,匍柄霉叶斑病的适宜接种浓度为1×10⁵~1×10⁶个孢子/mL,茎点霉叶斑病的适宜接种浓度为1×10⁶个孢子/mL。在1×10⁶个孢子/mL 的接种浓度下,40个苜蓿品种匍柄霉叶斑病的病情指数为3.33~35.83,茎点霉叶斑病的病情指数为13.07~52.27,品种间均存在显著差异( P<0.05)。从中筛选出抗匍柄霉叶斑病品种14份,其中,高抗品种1份(公农2号),中抗品种13份;从中筛选出抗茎点霉叶斑病品种1份,为来自美国的中抗品种润布勒。

关键词: 紫花苜蓿; 匍柄霉叶斑病; 茎点霉叶斑病; 抗病性

doi: 10.11686/cyxb2014337

An evaluation of the resistance of alfalfa cultivars to Stemphylium and Phoma leaf spot diseases

WANG Yu¹, LIU Yi¹, ZHOU Bin-Bin¹, YUAN Qing-Hua^1,^*, ZHANG Li^1,², PAN Long-Qi^1,²

1.Institute of Animal Science of CAAS, Beijing 100193, China

2.College of Grassland Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China

Abstract

Forty alfalfa ( Medicago sativa) cultivars were collected from China and abroad and inoculated with suspensions of different concentrations of spores from Stemphylium leaf spot and Phoma leaf spot diseases to evaluate the resistance of alfalfa to these two leaf spot diseases and identify the optimal inoculation concentration. The disease indices of 10 cultivars inoculated with these two fungi gradually increased with concentration increase of the spore suspensions. The appropriate inoculation concentrations for comparing cultivar resistance to Stemphylium and Phoma were 1×10⁵ to 1×10⁶ spores per milliliter and 1×10⁶ spores per milliliter, respectively. With a concentration of 1×10⁶ spores per milliliter in the inoculate, the disease indices of Stemphylium leaf spot in forty cultivars ranged from 3.33 to 35.83, while the disease indices of Phoma leaf spot ranged from 13.07 to 52.27. There were significant differences between the 40 cultivars ( P<0.05). Fourteen cultivars were found to be resistant to Stemphylium leaf spot, including one highly-resistant cultivar-Gongnong No.2 and thirteen moderately-resistant cultivars. Only one cultivar, Rambler, from America was found to have moderate resistance to Phoma leaf spot.

Keyword: alfalfa ( Medicago sativa); Stemphylium leaf spot; Phoma leaf spot; disease resistance

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紫花苜蓿(Medicago sativa)是全世界最重要的豆科牧草, 因其具有品质优良、适口性好、饲用形式多样、饲用价值高和良好的生态效应, 被冠以“ 牧草之王” 的美称^{[1, 2, 3]}。近年来, 随着我国苜蓿种植面积的进一步扩大, 苜蓿病害问题也日趋严重, 已成为制约苜蓿产业发展的重要因素之一^[4]。其中, 苜蓿叶部病害是引起草场退化、草产量减少、草产品质量下降的重要原因^[5]。苜蓿匍柄霉叶斑病(Stemphylium leaf spot)又称苜蓿轮斑病, 是由匍柄霉(Stemphylium botryosum)引起的叶部病害。该病广泛发生于美国、澳大利亚、新西兰等国家, 在我国的华北、东北与西北等苜蓿主产区也有该病发生的记录, 已同锈病、霜霉病、褐斑病并列为中国普遍发生、危害较重的叶部病害^{[6, 7, 8, 9]}。匍柄霉叶斑病发生严重时会导致叶片大量脱落, 荚果生长期缩短, 种子产量降低50%, 叶片中香豆醇含量显著增高^[10]。

苜蓿茎点霉叶斑病又称春季黑茎与叶斑病(spring black stem and leaf spot), 是由苜蓿茎点霉(Phoma medicaginis var. medicaginis)引起的叶部病害。该病是一种广泛发生的世界性病害, 在我国的吉林、甘肃、内蒙古、河北、陕西等地均有发现^{[11, 12]}。苜蓿茎点霉叶斑病发生严重时使苜蓿干草产量减产40%~50%, 种子产量减产30%, 在生长季中期和后期, 此病常发生非常严重, 对许多大叶型品种(如新疆的和阗苜蓿、沙湾苜蓿、布尔津苜蓿, 以及从美国和苏联引进的许多品种)危害很大, 株发病率可高达80%~100%^[11]。

选用抗病品种是苜蓿病害防治最为经济有效的方法, 对苜蓿霜霉病^[13]与褐斑病^[14]等叶部病害, 国内已有研究者进行了抗病种质材料筛选研究。对匍柄霉叶斑病^{[6, 15, 16]}与茎点霉叶斑病^[17]国外已有研究者针对国外苜蓿品种进行了抗病性鉴定与评价, 国内则仅有研究者进行了匍柄霉叶斑病^{[18, 19]}的抗病性评价, 针对茎点霉叶斑病的抗性评价鉴定尚无报道。本研究通过温室内孢子悬浮液喷雾接种法, 对来自国内外的40个苜蓿品种分别进行匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的抗病性鉴定与评价, 以筛选抗病品种, 为我国苜蓿种植中抗病品种的选择与抗病育种提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

苜蓿品种:本试验所用40个苜蓿品种(表1)由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牧草种质资源研究室提供, 其中, 来自国外的品种24个, 来自国内的品种16个。

供试菌株:匍柄霉与苜蓿茎点霉菌种分别采自内蒙古阿鲁科尔沁旗田园牧歌草业公司生产基地与吉林农业科学院试验基地, 经室内分离纯化扩繁及致病性鉴定后, 接种于 PDA培养基上, 4℃保存备用。

1.2 研究方法

1.2.1 育苗

试验于2014年3-8月在中国农业科学院北京畜牧兽医研究所廊坊基地进行。将苜蓿种子用0.1% 升汞消毒3~5 min, 无菌水冲洗4次, 之后放在消毒培养皿的滤纸上, 加适量灭菌水以保持种子吸水膨胀。将培养皿放入20℃培养箱内, 待种子发芽至幼根长到1 cm长时移植到装有灭菌草炭与壤土(1∶ 1)的塑料盘中, 塑料盘规格为60 cm× 45 cm× 15 cm(长× 宽× 高)。移植时, 每个塑料盘划分为10行, 每行种植1个品种(10株/行), 每品种3个重复, 25℃温室内培养6周后进行接种。

1.2.2 接种方法

采用孢子悬浮液喷雾接种法。分别配制浓度为1× 10⁷, 1× 10⁶和1× 10⁵个孢子/mL的分生孢子悬浮液, 在2 h内用喉头喷雾器将其均匀喷洒在苜蓿叶片上, 每盘用量为40 mL, 覆盖黑色塑料薄膜以确保100%相对空气湿度, 23℃黑暗保湿24 h, 之后移去塑料薄膜, 25℃温室内正常管理。12 d后进行病情调查。

随机选择4(阿伯罗Ⅱ )、8(定襄)、12(呼图壁)、16(雷西斯)、20(南特)、24(切罗克)、28(泰安)、32(焉耆)、36(印第安)、40(费纳尔)等10个品种进行3个浓度孢子悬浮液喷雾接种, 根据病情指数筛选适宜的接种浓度。之后, 利用筛选出的适宜接种浓度对40份材料进行接种。

1.2.3 病情调查

对每株苜蓿每个叶片的病情级别进行调查, 根据小叶病斑占叶面积的百分比对叶片进行病害分级。

匍柄霉叶斑病的分级标准为, 0级:无病斑; 1级:小叶病斑面积占叶面积的1%~5%; 2级:小叶病斑面积占叶面积的5%~15%; 3级:小叶病斑面积占叶面积的15%~25%; 4级:小叶病斑面积占叶面积的25%以上。

茎点霉叶斑病的分级标准为, 0级:无病斑; 1级:小叶病斑占叶面积的1%~5%; 2 级:小叶病斑占叶面积的5%~15%; 3 级:小叶病斑占叶面积的15%~25%; 4 级:小叶病斑占叶面积的25%~35%; 5 级:小叶病斑占叶面积的35%以上。

计算各品种的发病率和病情指数, 每品种3次重复, 每重复统计10株。

发病率(%)=(病株数/总株数)× 100

病情指数= $\begin{matrix} \frac{\sum (各级病叶数 \times 该级代表值)}{调查总叶片数 \times 最重级别代表值} \end{matrix}$ × 100

1.2.4 抗病级别划分

根据各品种苜蓿的病情指数分别对匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的抗病级别进行划分, 分级标准为:病情指数< 5为高抗; 5≤ 病情指数≤ 15为中抗; 15< 病情指数≤ 25为中感; 病情指数> 25为高感。

1.3 数据处理

利用SPSS 19.0软件进行数据统计分析, 用Duncan法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 孢子悬浮液浓度的筛选

3个孢子悬浮液浓度下, 10个品种间匍柄霉叶斑病的病情指数均存在显著差异(P< 0.05), 随着孢子悬浮液浓度的升高, 各品种的病情指数均呈现升高的趋势(图1)。当孢子悬浮液浓度为1× 10⁵个孢子/mL时, 10个品种匍柄霉叶斑病的病情指数为4.67~28.33; 当孢子悬浮液浓度为1× 10⁶个孢子/mL 时, 病情指数为7.50~35.83; 当孢子悬浮液浓度为1× 10⁷个孢子/mL 时, 病情指数为36.67~66.67, 该浓度下10个品种的病情指数普遍较高, 均表现为高度感病, 不利于区分抗感材料。因此, 1× 10⁵~1× 10⁶个孢子/mL 为匍柄霉叶斑病适宜的接种浓度, 本试验后期采用1× 10⁶个孢子/mL。

随着孢子悬浮液浓度的升高, 各品种茎点霉叶斑病的病情指数也呈现升高的趋势(图2)。当孢子悬浮液浓度为1× 10⁵个孢子/mL时, 10个品种茎点霉叶斑病的病情指数为14.93~21.33, 各材料间无显著差异; 当孢子悬浮液浓度为1× 10⁶个孢子/mL时, 病情指数为20.00~39.20, 材料间存在显著差异(P< 0.05); 当孢子悬浮液浓度为1× 10⁷个孢子/mL时, 病情指数为30.67~66.13, 材料间也存在显著差异(P< 0.05), 但该浓度下10个品种的病情指数也普遍较高, 均表现为高度感病, 不利于区分抗感材料。因此, 茎点霉叶斑病的适宜接种浓度为1× 10⁶个孢子/mL。

表1 苜蓿品种及来源 Table 1 Alfalfa cultivars and their resources

编号 Code	品种 Cultivar	来源地 Resources
1	102号 M. sativa cv. No.102	苏联 Soviet Union
2	龙牧803 M. sativa cv. Longmu No.803	黑龙江 Heilongjiang
3	C/W5 M. sativa cv. C/W5	美国 America
4	阿伯罗Ⅱ M. sativa cv. Apollo Ⅱ	联合国粮食及农业组织 FAO
5	阿罗特 M. sativa cv. Alouette	联合国粮食及农业组织 FAO
6	博维 M. sativa cv. Boviss	加拿大 Canada
7	氮素 M. sativa cv. Nitro	美国 America
8	定襄 M. sativa cv. Dingxiang	山西 Shanxi
9	法金内 M. sativa cv. Faginin	澳大利亚 Australia
10	阜康 M. sativa cv. Fukang	新疆 Xinjiang
11	公农2号 M. sativa cv. Gongnong No.2	陕西 Shanxi
12	呼图壁 M. sativa cv. Hutubi	新疆 Xinjiang
13	霍呐伊 M. sativa cv. Honeoye	美国 America
14	兰格勒 M. sativa cv. Langreo	美国 America
15	劳拉 M. sativa cv. Laura	联合国粮食及农业组织 FAO
16	雷西斯 M. sativa cv. Resis	丹麦 Denmark
17	罗佑玛 M. sativa cv. Rhizoma	加拿大 Canada
18	米蒂奥 M. sativa cv. Meteor	联合国粮食及农业组织 FAO
19	莫欧佩69 M. sativa cv. Moapa 69	美国 America
20	南特 M. sativa cv. Nante	澳大利亚 Australia
21	帕拉维沃 M. sativa cv. Para Weaver	澳大利亚 Australia
22	皮克斯塔 M. sativa cv. Pick Star	加拿大 Canada
23	乾果 M. sativa cv. Qianguo	陕西 Shanxi
24	切罗克 M. sativa cv. Cherokee	美国 America
25	润布勒 M. sativa cv. Rambler	加拿大 Canada
26	渃瓦 M. sativa cv. Ruowa	澳大利亚 Australia
27	萨帕斯 M. sativa cv. Surpass	联合国粮食及农业组织 FAO
28	泰安 M. sativa cv. Taian	兰州 Lanzhou
29	维勒 M. sativa cv. Veiller	加拿大 Canada
30	咸阳 M. sativa cv. Xianyang	陕西 Shanxi
31	兴平 M. sativa cv. Xingping	兴平 Xingping
32	焉耆 M. sativa cv. Yanshi	新疆 Xinjiang
33	阳高 M. sativa cv. Yanggao	山西 Shanxi
34	伊犁 M. sativa cv. Yili	新疆 Xinjiang
35	沂阳 M. sativa cv. Yiyang	陕西 Shanxi
36	印第安 M. sativa cv. Indian	印度 India
37	秘鲁 M. sativa cv. Peru	美国 America
38	芋县 M. sativa cv. Yuxian	河北 Hebei
39	长武 M. sativa cv. Changwu	陕西 Shanxi
40	费纳尔 M. sativa cv. Vernal	美国 America

Note: FAO is the abbreviation of Food and Agriculture Organization.

注:FAO为联合国粮食及农业组织的简称。

表1 苜蓿品种及来源 Table 1 Alfalfa cultivars and their resources

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图1 匍柄霉孢子悬浮液不同接种浓度对10个苜蓿品种病情指数的影响
同一孢子悬浮液浓度下的不同小写字母表示差异显著(P< 0.05)。下同Fig.1 Effect of different inoculation concentration of S. botryosum spores suspension on disease index of ten alfalfa cultivars.
Different small letters under the same spores concentration show significant differences (P< 0.05). The same below.

	Figure Option View Download New Window
	图2 茎点霉孢子悬浮液不同接种浓度对10个苜蓿品种病情指数的影响Fig.2 Effect of different inoculation concentration of P. medicaginis var. medicaginis spores suspension on disease index of ten alfalfa cultivars

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	图3 40个苜蓿品种匍柄霉与茎点霉叶斑病病情指数的频率分布Fig.3 Distribution of disease index of Stemphylium and Phoma leaf spot in forty alfalfa cultivars

2.2 对匍柄霉叶斑病的抗病性

40份材料间匍柄霉叶斑病的病情指数存在显著差异(P< 0.05), 发病率亦存在显著差异(P< 0.05)(表2)。病情指数的变化范围为3.33~35.83, 发病率的变化范围为13.33%~96.67%, 表明不同品种苜蓿材料对匍柄霉叶斑病的抗性存在较大差异。根据频率分布图(图3)可知, 病情指数小于5的高抗材料有1份; 病情指数为5~15的中抗材料有13份; 病情指数为15~25的中感材料有14份; 病情指数大于25的高感材料有12份。由此可见, 40份材料中, 只有2.5%(1份)的材料为高抗材料, 有32.5%(13份)的材料为中抗材料, 其余65.0%(26份)均为感病材料。高抗匍柄霉叶斑病材料为来自陕西的公农2号。

表2 40个苜蓿品种匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的病情分级 Table 2 Evaluation of forty alfalfa cultivars resistance to Stemphylium and Phoma leaf spot

编号 Code	品种 Cultivar	匍柄霉叶斑病 Stemphylium leaf spot				茎点霉叶斑病 Phoma leaf spot
编号 Code	品种 Cultivar	发病率 Incidence of disease (%)		病情指数 Disease index	抗病级别 Grade of disease resistance	病情指数 Disease index	抗病级别 Grade of disease resistance
1	102号 M. sativa cv. No.102	53.33± 5.55	16.67± 2.58	中感 MS		32.40± 2.72	高感 HS
2	龙牧803 M. sativa cv. Longmu No.803	53.33± 5.28	17.50± 1.66	中感 MS		23.33± 2.31	中感 MS
3	C/W5 M. sativa cv. C/W5	30.00± 1.32	10.00± 0.61	中抗 MR		32.80± 2.31	高感 HS
4	阿伯罗Ⅱ M. sativa cv. Apollo Ⅱ	70.00± 6.00	27.50± 2.61	高感 HS		41.07± 4.17	高感 HS
5	阿罗特 M. sativa cv. Alouette	50.00± 3.32	15.00± 0.38	中抗 MR		17.87± 1.01	中感 MS
6	博维 M. sativa cv. Boviss	73.33± 5.77	34.17± 2.20	高感 HS		17.07± 1.08	中感 MS
7	氮素 M. sativa cv. Nitro	60.00± 7.23	22.50± 1.33	中感 MS		51.20± 5.39	高感 HS
8	定襄 M. sativa cv. Dingxiang	40.00± 3.70	14.17± 1.44	中抗 MR		32.00± 2.01	高感 HS
9	法金内 M. sativa cv. Faginin	86.67± 5.78	32.50± 4.33	高感 HS		25.00± 0.93	中感 MS
10	阜康 M. sativa cv. Fukang	36.67± 2.28	15.00± 1.00	中抗 MR		50.67± 5.01	高感 HS
11	公农2号 M. sativa cv. Gongnong No.2	13.33± 1.53	3.33± 0.03	高抗 HR		30.80± 3.03	高感 HS
12	呼图壁 M. sativa cv. Hutubi	76.67± 8.55	30.83± 2.41	高感 HS		31.60± 4.82	高感 HS
13	霍呐伊 M. sativa cv. Honeoye	63.33± 5.35	22.50± 1.01	中感 MS		22.67± 2.01	中感 MS
14	兰格勒 M. sativa cv. Langreo	46.67± 3.28	13.33± 0.87	中抗 MR		41.53± 4.23	高感 HS
15	劳拉 M. sativa cv. Laura	60.00± 7.32	20.83± 3.02	中感 MS		50.67± 7.02	高感 HS
16	雷西斯 M. sativa cv. Resis	63.33± 6.35	20.83± 4.20	中感 MS		39.20± 2.77	高感 HS
17	罗佑玛 M. sativa cv. Rhizoma	23.33± 2.47	7.50± 0.33	中抗 MR		40.13± 6.22	高感 HS
18	米蒂奥 M. sativa cv. Meteor	80.00± 9.27	34.17± 1.81	高感 HS		39.20± 6.93	高感 HS
19	莫欧佩69 M. sativa cv. Moapa 69	80.00± 6.19	29.17± 0.84	高感 HS		48.53± 3.32	高感 HS
20	南特 M. sativa cv. Nante	56.67± 3.06	19.17± 1.41	中感 MS		25.00± 4.23	中感 MS
21	帕拉维沃 M. sativa cv. Para Weaver	33.33± 5.77	8.33± 1.44	中抗 MR		50.13± 8.33	高感 HS
22	皮克斯塔 M. sativa cv. Pick Star	56.67± 8.28	18.33± 3.82	中感 MS		30.40± 1.45	高感 HS
23	乾果 M. sativa cv. Qianguo	63.33± 5.86	25.83± 1.88	高感 HS		17.87± 2.72	中感 MS
24	切罗克 M. sativa cv. Cherokee	96.67± 8.57	35.83± 3.78	高感 HS		30.80± 0.92	高感 HS
25	润布勒 M. sativa cv. Rambler	30.00± 6.06	7.50± 0.54	中抗 MR		13.07± 1.07	中抗 MR
26	渃瓦 M. sativa cv. Ruowa	36.67± 2.35	14.17± 1.07	中抗 MR		15.47± 0.86	中感 MS
27	萨帕斯 M. sativa cv. Surpass	63.33± 3.58	20.00± 2.50	中感 MS		30.80± 2.02	高感 HS
28	泰安 M. sativa cv. Taian	70.00± 10.00	25.83± 3.82	高感 HS		40.13± 1.22	高感 HS
29	维勒 M. sativa cv. Veiller	26.67± 1.82	6.67± 0.51	中抗 MR		24.00± 3.21	中感 MS
30	咸阳 M. sativa cv. Xianyang	80.00± 2.56	27.50± 1.56	高感 HS		51.20± 5.23	高感 HS
31	兴平 M. sativa cv. Xingping	30.00± 4.32	10.00± 0.61	中抗 MR		23.33± 1.15	中感 MS
32	焉耆 M. sativa cv. Yanshi	30.00± 1.57	7.50± 0.90	中抗 MR		52.27± 4.21	高感 HS
33	阳高 M. sativa cv. Yanggao	53.33± 6.55	15.83± 1.20	中感 MS		16.53± 0.72	中感 MS
34	伊犁 M. sativa cv. Yili	66.67± 5.17	24.17± 2.22	中感 MS		17.33± 2.43	中感 MS
35	沂阳 M. sativa cv. Yiyang	40.00± 8.03	11.67± 1.29	中抗 MR		24.00± 4.58	中感 MS
36	印第安 M. sativa cv. Indian	63.33± 5.78	18.33± 2.89	中感 MS		32.40± 1.39	高感 HS
37	秘鲁 M. sativa cv. Peru	60.00± 7.32	24.17± 3.10	中感 MS		30.40± 6.04	高感 HS
38	芋县 M. sativa cv. Yuxian	80.00± 10.51	30.00± 4.56	高感 HS		16.27± 3.06	中感 MS
39	长武 M. sativa cv. Changwu	70.00± 9.55	25.83± 1.44	高感 HS		48.53± 5.08	高感 HS
40	费纳尔 M. sativa cv. Vernal	50.00± 3.06	15.83± 2.27	中感 MS		30.40± 5.33	高感 HS
F值 F value		4.083	3.998			1.706
差异显著性 Significance of difference		0.000	0.000			0.022

HR: 高抗High resistance; MR: 中抗Medium resistance; HS: 高感High susceptibility; MS: 中感Medium susceptibility.

表2 40个苜蓿品种匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病的病情分级 Table 2 Evaluation of forty alfalfa cultivars resistance to Stemphylium and Phoma leaf spot

2.3 对茎点霉叶斑病的抗病性

40份材料间茎点霉叶斑病的病情指数存在显著差异(P< 0.05)(表2), 发病率均为100%, 无差异。病情指数的变化范围为13.07~52.27, 表明不同品种苜蓿材料对茎点霉叶斑病的抗性也存在较大差异。根据频率分布图(图3)可知, 病情指数小于5的高抗材料有0份; 病情指数为5~15的中抗材料有1份; 病情指数为15~25的中感材料有14份; 病情指数大于25的高感材料有25份。由此可见, 40份材料中无高抗材料, 只有2.5%(1份)的材料为中抗材料, 其余97.5%(39份)均为感病材料。中抗茎点霉叶斑病材料为来自美国的润布勒。

3 讨论与结论

3.1 接种浓度

北美苜蓿协会(NAAIC)于1991年曾提出苜蓿品种对匍柄霉叶斑病与茎点霉叶斑病抗病性的测定标准, 包括苜蓿幼苗培养、菌株培养、接种方法与条件、病害分级等方面(http://www.naaic.org/stdtests)。其中, 菌液浓度的高低是接种成败的关键, 各种病害接种评价中使用的菌液浓度不尽相同。在NAAIC的标准中, 匍柄霉叶斑病的建议浓度为1× 10⁴~5× 10⁴个孢子/mL, 茎点霉叶斑病的建议浓度为1× 10⁶~4× 10⁶个孢子/mL。

在本研究的匍柄霉叶斑病接种鉴定中, 当孢子悬浮液浓度为1× 10⁵~1× 10⁶个孢子/mL时, 10个品种的病情指数为4.67~45.83, 材料间存在显著差异, 可以区分抗感材料, 为适宜的接种浓度。当孢子悬浮液浓度为1× 10⁷个孢子/mL时, 10份材料的病情指数普遍偏高, 均表现为高度感病, 不利于区分抗感材料, 且浪费菌源。张静妮^[18]在对苜蓿进行匍柄霉叶斑病接种鉴定的过程中发现, 5× 10⁵~1× 10⁶个孢子/mL为适宜的接种浓度, 本研究的结果与此基本一致。

在茎点霉叶斑病的接种鉴定中, 当孢子悬浮液浓度为1× 10⁵个孢子/mL时, 10个品种的病情指数间无显著差异; 当孢子悬浮液浓度为1× 10⁶与1× 10⁷个孢子/mL时, 10个品种间均存在显著差异(P< 0.05), 但在1× 10⁷个孢子/mL浓度时, 10个品种的病情指数普遍较高, 均表现为高度感病, 不利于区分抗感材料。因此, 茎点霉叶斑病的适宜接种浓度为1× 10⁶个孢子/mL, 与NAAIC建议的浓度一致, 另外, Castell-Miller等^[17]研究茎点霉在抗感紫花苜蓿种质材料植株内的侵染与扩展时所采用的接种浓度为1.2× 10⁶~1.6× 10⁶个孢子/mL, 本研究的结果与此也基本一致。

3.2 抗病品种筛选

本研究从40份苜蓿种质材料中筛选出高抗匍柄霉叶斑病材料1份, 为来自陕西的公农2号, 中抗材料13份(5份国内材料, 8份国外材料), 中感材料14份(4份国内材料, 10份国外材料), 高感材料12份(6份国内材料, 6份国外材料)。其中, 来自国内的16份材料中, 高抗材料占 6.25%, 中抗材料占31.25%, 中感材料占25.0%, 高感材料占37.5%; 来自国外的24份材料中, 高抗材料占0%, 中抗材料占33.33%, 中感材料占41.67%, 高感材料占25.00%。表现为抗病的14份材料分别为:公农2号, C/W5, 阿罗特, 定襄, 阜康, 兰格勒, 罗佑玛, 帕拉维沃, 润布勒, 渃瓦, 维勒, 兴平, 焉耆, 沂阳。Borges等^[15]通过对不同苜蓿属匍柄霉叶斑病抗性的研究发现Medicago cancellata, 野苜蓿(M. falcata), M. coerulea和M. hemicycla等4个苜蓿属均高抗匍柄霉叶斑病, 而紫花苜蓿则均表现为感病。Lucas等^[16]曾于1973年通过田间与室内的接种鉴定, 从4个紫花苜蓿品种中筛选出Apalachee具有较好的匍柄霉叶斑病抗性。国内的研究者中, 张静妮^[18]通过对50个紫花苜蓿品种的室内接种鉴定筛选出抗匍柄霉叶斑病品种3个, 分别为公农1号, 庆阳, BL-201(品系)。黄宁^[19]则通过对44个品种的离体叶接种鉴定筛选出公农2号、BL-201(品系)等15个高抗品种。本研究中公农2号也表现为高抗, 与黄宁^[19]的研究结果一致, 表明试验结果可靠, 可将其作为匍柄霉叶斑病抗病种质资源加以发掘利用。

经茎点霉接种鉴定发现40份紫花苜蓿种质材料的发病率均为100%, 所有植株均呈现不同程度的染病状态, 病情指数为13.07~52.27。从40份材料中筛选出中抗材料1份, 为来自美国的润布勒, 中感材料14份(7份国内材料, 7份国外材料), 高感材料25份(9份国内材料, 16份国外材料)。其中, 来自国内的16份材料均表现为感病, 中感材料占43.75%, 高感材料占56.25%; 来自国外的24份材料中, 中抗材料占4.16%, 中感材料占29.17%, 高感材料占66.67%。综合而言, 只有来自美国的润布勒具茎点霉中等抗性, 其余材料均表现为感病。NAAIC公布的茎点霉叶斑病抗病对照品种为“ PL-PhR” 和“ Ramsey” , 感病对照品种为“ Ranger” 和“ Lahontan” 。

品种的抗病性除取决于自身外, 还受各种因素的影响, 因此, 在通过温室试验筛选得到抗病品种后, 还需要在后期进行大田自然环境下的跟踪试验^[20]。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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2014

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Zhang Z

, Nan Z

Research progress on alfalfa bacterial diseases.

Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(4): 330-342.

Research progress on alfalfa bacterial diseases,both in China and overseas,are reviewed. Nine bacterial diseases of alfalfa were recorded in worldwide and they were caused by 8 bacterial pathogens belonging to 6 genera. They were alfalfa bacterial wilt caused by the gram-positive bacterium ( Clavibacter michiganensisi subsp. insidiosus ),and 8 bacterial diseases of alfalfa caused by gram-negative bacteria:bacterial sprout wilt ( Erwinia persicinus ),bacterial sprout rot ( Erwinia chrysanthemi pv. chrysanthemi ),crown gall ( Agrobacterium tumefaciens ),crown and root rot complex ( Pseudomonas viridiflava ),bacterial leaf spot and damping off ( Xanthomonas campestris pv. alfalfae ),bacterial stem blight ( Pseudomonas syringae pv. syringae ) and dwarf ( Xylella fastidiosa ). Alfalfa bacterial leaf spot and bacterial stem blight were recorded,and bacterial sprout wilt,a new disease,was first reported in 2012,in China. In this paper,the types of alfalfa bacterial diseases and their characteristics,distribution and host range are summarized and listed. The symptoms distinguishing methods and pathogen phenotypic characteristics of alfalfa bacterial diseases are detailed. The frequently used phenotypic characteristic identification methods for alfalfa bacterial pathogen were used together with 16S rRNA sequence analysis and the Biolog identification system.

State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems,College of Pastoral Agriculture Science and Technology,Lanzhou University,Lanzhou 730020,China

综述了国内外在苜蓿细菌性病害方面的研究概况。全世界现已报道9种苜蓿细菌性病害,它们是由8种细菌病原引起的,这些细菌分属于6个属。其中由革兰氏阳性细菌引起的病害1种,即苜蓿细菌性萎蔫病( Clavibacter michiganensisi subsp. insidiosus );革兰氏阴性菌引起的病害有8种,即细菌性芽萎蔫病( Erwinia persicina ),细菌性芽腐烂病( Erwinia chrysanthemi ),根癌土壤杆菌( Agrobacterium tumefaciens ),冠腐和根腐综合病( Pseudomonas viridiflava ),细菌性叶斑病和细菌性猝倒病为同一病原( Xanthomonas campestris pv. alfalfae ),细菌性茎疫病( Pseudomonas syringae pv. syringae )和矮化病( Xylella fastidiosa )。我国已报道危害较轻的细菌性叶斑病( X. campestris pv. alfalfae )和细菌性茎疫病( P. syringae pv. syringae )以及2012年新报道的细菌性芽萎蔫病( E. persicina )。本文归纳了苜蓿细菌性病害的种类及其特征;列举了病害的分布及其寄主范围;详述了它们的症状识别与病原表型特征;介绍了当前常见的苜蓿细菌病原鉴定方法,即形态、生理和生化表型特征鉴定,系统发育如16S rRNA序列分析以及自动化数值分析如Biolog自动鉴定系统。

... 的美称^[1,2,3] ...

2014

0.0

Yue Y

, Qi

, Wang Y

, et al.

Persistence of 35 Medicago sativa varieties at the 10th year after establishment.

Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(1): 58-64.

Persistence and forage yield are two important indexes in the introduction of new varieties. To select suitable varieties,35 Medicago sativa varieties which were planted in Zhangye Experimental Station of Lanzhou University in 2001 were investigated in 2011. The characteristics studied included persistence,hay yield,growth rate,and plant height. Gaps and branches were also measured. 1) The varieties with highest persistence were Prime,Weinan,Gongnong No.1,and Gannong No.2; 2) The varieties with best yields were Xinjiang daye,Gongnong No.1,Bear No.1,Rambler,YL-3 and Gongnong No.2; 3) The varieties with both high yield and persistence were Gongnong No.1,Xinjiang daye,Rambler,Gongnong No.2,Prime and Weinan. These varieties have good adaptability in the Hexi Corridor of Gansu province and are suitable for cultivation in this region.

1.State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems,College of Pastoral Agriculture Science and Technology,Lanzhou University,Lanzhou 730020,China; 2.National Animal Husbandry Service,Office of the Chinese Herbage Cultivar Registration Board,Beijing 100125,China

苜蓿的持久性和草产量是体现生物量的指标,也是引种的重要指标。为筛选出适宜在河西走廊广泛种植的持久性好、草产量高的紫花苜蓿品种,在大田条件下通过对35个紫花苜蓿品种第10年的草产量、株高、生长速率、间隙及分枝数等因素进行观测和分析,结果表明:1)持久性较强的品种有:润布勒、渭南、公农1号和甘农2号等;2)草产量较高的品种有:新疆大叶、公农1号、Bear No.1、润布勒、YL-3和公农2号等;3)综合持久性和草产量等因素筛选出比较适宜在河西走廊种植的优良苜蓿品种为:公农1号、新疆大叶、公农2号、润布勒和渭南等。

... 的美称^[1,2,3] ...

2014

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Tian C

, Zhang Y

, Wang

, et al.

The anatomical structure responses in alfalfa to salinity-alkalinity stress of NaHCO₃.

Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(5): 133-142.

Seedlings of alfalfa were treated with NaHCO 3 solution at three different concentrations levels (0, 100 and 150 mmol/L) and anatomical structure characteristics of three organs (roots, stems and leaflets) were observed using paraffin section techniques and photomicrograpy. There was an obvious difference in the vascular system of alfalfa at different NaHCO 3 levels. Vascular tissue throughout the roots, stems and leaflets was reduced compared to controls, conductive capability of phloem and xylem was also much reduced and in particular, transportation of water and dissolved ions absorbed by roots was greatly restrained. Changes in other tissues of vegetative organs were also observed. The NaHCO 3 treatments made leaflets thin, with more influence on spongy tissue than on palisade tissues. Stem cross section became irregular in shape, epidermis cells became smaller and thinner, and cell wall cutinization appeared. Parenchyma cells of pith located in the center of stems were decreased in diameter, increased in number and the concentration of their inclusion was rasied. Saline and alkaline stress of NaHCO 3 promoted growth of roots, root diameter of treated plants was significantly greaterthan controls, and the diameter of xylem vessels became smaller but number of xylem vessels was increased.

1.Pratacultural College, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China; 2.Key Laboratory of Grassland Ecosystem, Ministry of Education, Lanzhou 730070, China; 3.Sino-U.S. Centers for Grazingland Ecosystem Sustainability, Lanzhou 730070, China; 4.Instrumental Research &Analysis Center, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China

为研究苜蓿组织结构对NaHCO 3 胁迫的响应,本实验采用石蜡切片技术和光学显微技术,以甘农3号紫花苜蓿为研究试材,比较研究了0,100和150 mmol/L的NaHCO 3 胁迫处理对甘农3号紫花苜蓿根、茎和叶内部结构的影响。最显著的结果在于NaHCO 3 盐碱胁迫对紫花苜蓿植株维管系统影响较大,使贯通于根、茎、叶3个器官的维管组织变小,导致木质部和韧皮部输导能力锐减,极大地限制了由根系吸收的溶解有盐离子的水分向地上部分的运输。此外,在NaHCO 3 盐碱胁迫下,各营养器官的其他组织也发生了相应的改变。盐碱胁迫使苜蓿叶片整体变薄,对海绵组织的影响强于栅栏组织,造成栅栏组织在叶片中所占比例相对增加;使茎的横切面变为不规则形,表皮细胞变小变薄,胞壁角质层加强,且使位于茎中央的髓薄壁组织细胞直径减小,数量增加,而髓细胞的内含物浓度增加;在盐碱胁迫下促进了根部的发育,根部直径显著变粗,木质导管直径显著变小但数量增多。

... 的美称^[1,2,3] ...

2009

0.0

... 近年来,随着我国苜蓿种植面积的进一步扩大,苜蓿病害问题也日趋严重,已成为制约苜蓿产业发展的重要因素之一^[4] ...

1997

0.0

... 其中,苜蓿叶部病害是引起草场退化、草产量减少、草产品质量下降的重要原因^[5] ...

1976

1.478

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... 该病广泛发生于美国、澳大利亚、新西兰等国家,在我国的华北、东北与西北等苜蓿主产区也有该病发生的记录,已同锈病、霜霉病、褐斑病并列为中国普遍发生、危害较重的叶部病害^[6,7,8,9] ...

... 对匍柄霉叶斑病^[6,15,16]与茎点霉叶斑病^[17]国外已有研究者针对国外苜蓿品种进行了抗病性鉴定与评价,国内则仅有研究者进行了匍柄霉叶斑病^[18,19]的抗病性评价,针对茎点霉叶斑病的抗性评价鉴定尚无报道 ...

1976

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2001

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1984

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... 匍柄霉叶斑病发生严重时会导致叶片大量脱落,荚果生长期缩短,种子产量降低50%,叶片中香豆醇含量显著增高^[10] ...

1986

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... 该病是一种广泛发生的世界性病害,在我国的吉林、甘肃、内蒙古、河北、陕西等地均有发现^[11,12] ...

... 苜蓿茎点霉叶斑病发生严重时使苜蓿干草产量减产40%~50%,种子产量减产30%,在生长季中期和后期,此病常发生非常严重,对许多大叶型品种(如新疆的和阗苜蓿、沙湾苜蓿、布尔津苜蓿,以及从美国和苏联引进的许多品种)危害很大,株发病率可高达80%~100%^[11] ...

2013

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... 该病是一种广泛发生的世界性病害,在我国的吉林、甘肃、内蒙古、河北、陕西等地均有发现^[11,12] ...

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... 选用抗病品种是苜蓿病害防治最为经济有效的方法,对苜蓿霜霉病^[13]与褐斑病^[14]等叶部病害,国内已有研究者进行了抗病种质材料筛选研究 ...

2000

0.0

... 选用抗病品种是苜蓿病害防治最为经济有效的方法,对苜蓿霜霉病^[13]与褐斑病^[14]等叶部病害,国内已有研究者进行了抗病种质材料筛选研究 ...

1976

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... Borges等^[15]通过对不同苜蓿属匍柄霉叶斑病抗性的研究发现Medicago cancellata,野苜蓿(M ...

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... Lucas等^[16]曾于1973年通过田间与室内的接种鉴定,从4个紫花苜蓿品种中筛选出Apalachee具有较好的匍柄霉叶斑病抗性 ...

2007

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... 10⁶个孢子/mL,与NAAIC建议的浓度一致,另外,Castell-Miller等^[17]研究茎点霉在抗感紫花苜蓿种质材料植株内的侵染与扩展时所采用的接种浓度为1 ...

2008

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Zhang J

Resistance Evaluation and Mechanism of Different Fall Dormancy Alfalfa (Medicago sativa L. ) on Stemphylium Leaf Spot Disease[D].

Beijing: Beijing Forestry University, 2008: 46-47.

该文在RS与GIS技术支持下,运用景观生态学的原理和方法,基于2003年QuickBird遥感影像资料,研究了马鞍山市建成区63.08 km2的城市森林景观格局特征.通过选取该市的3个行政区域,对其城市森林景观格局进行分析比较,并在此基础上选取城市森林覆盖率、斑块密度指数、分离度指数、景观多样性指数以及斑块形状指数,分别采用标准离差法、熵权法和CRITIC法3种客观赋权的方法,对3个区域的城市森林景观展开综合评价.为城市森林景观生态综合评价提供参考.3种评价方法结果均表明,雨山区的城市森林景观格局最优,其次为花山区和金家庄区.

... 张静妮^[18]在对苜蓿进行匍柄霉叶斑病接种鉴定的过程中发现,5#cod#x000D7 ...

... 国内的研究者中,张静妮^[18]通过对50个紫花苜蓿品种的室内接种鉴定筛选出抗匍柄霉叶斑病品种3个,分别为公农1号,庆阳,BL-201(品系) ...

2012

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... 黄宁^[19]则通过对44个品种的离体叶接种鉴定筛选出公农2号、BL-201(品系)等15个高抗品种 ...

... 本研究中公农2号也表现为高抗,与黄宁^[19]的研究结果一致,表明试验结果可靠,可将其作为匍柄霉叶斑病抗病种质资源加以发掘利用 ...

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... 品种的抗病性除取决于自身外,还受各种因素的影响,因此,在通过温室试验筛选得到抗病品种后,还需要在后期进行大田自然环境下的跟踪试验^[20] ...

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张振粉, 南志标. 苜蓿细菌性病害研究进展. 草业学报, 2014, 23(4): 330-342.

State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems,College of Pastoral Agriculture Science and Technology,Lanzhou University,Lanzhou 730020,China

... 的美称^[1,2,3] ...

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岳彦红, 齐晓, 王彦荣, 等. 35个10龄紫花苜蓿品种的持久性比较. 草业学报, 2014, 23(1): 58-64.

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... 匍柄霉叶斑病发生严重时会导致叶片大量脱落,荚果生长期缩短,种子产量降低50%,叶片中香豆醇含量显著增高^[10] ...

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... 该病是一种广泛发生的世界性病害,在我国的吉林、甘肃、内蒙古、河北、陕西等地均有发现^[11,12] ...

2013

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... 该病是一种广泛发生的世界性病害,在我国的吉林、甘肃、内蒙古、河北、陕西等地均有发现^[11,12] ...

1998

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... 选用抗病品种是苜蓿病害防治最为经济有效的方法,对苜蓿霜霉病^[13]与褐斑病^[14]等叶部病害,国内已有研究者进行了抗病种质材料筛选研究 ...

2000

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... 选用抗病品种是苜蓿病害防治最为经济有效的方法,对苜蓿霜霉病^[13]与褐斑病^[14]等叶部病害,国内已有研究者进行了抗病种质材料筛选研究 ...

2008

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张静妮. 不同秋眠等级苜蓿匍柄霉叶斑病抗性评价及抗病机理研究[D]. 北京: 北京林业大学, 2008: 46-47.

... 张静妮^[18]在对苜蓿进行匍柄霉叶斑病接种鉴定的过程中发现,5#cod#x000D7 ...

... 国内的研究者中,张静妮^[18]通过对50个紫花苜蓿品种的室内接种鉴定筛选出抗匍柄霉叶斑病品种3个,分别为公农1号,庆阳,BL-201(品系) ...

2012

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... 黄宁^[19]则通过对44个品种的离体叶接种鉴定筛选出公农2号、BL-201(品系)等15个高抗品种 ...

... 本研究中公农2号也表现为高抗,与黄宁^[19]的研究结果一致,表明试验结果可靠,可将其作为匍柄霉叶斑病抗病种质资源加以发掘利用 ...

2011

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... 品种的抗病性除取决于自身外,还受各种因素的影响,因此,在通过温室试验筛选得到抗病品种后,还需要在后期进行大田自然环境下的跟踪试验^[20] ...