李晶 李淑平 *張煥春 王新語(yǔ) 張福興 孫慶田
(1 煙臺(tái)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,煙臺(tái)264005;2 山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院, 煙臺(tái)265500)
根癌病是一種世界性植物細(xì)菌病害, 由土壤中的根癌土壤桿菌通過(guò)植物根或莖的傷口入侵后形成,這種菌在土壤中的含量極為豐富,世界各地均有發(fā)生,而且寄主相當(dāng)廣泛,在我國(guó),桃樹(shù)、櫻桃、葡萄等多種果樹(shù)受到根癌病危害,尤其以櫻桃最為嚴(yán)重。
要從根本上解決櫻桃根癌病的發(fā)生, 培育抗性砧木是關(guān)鍵。 國(guó)內(nèi)開(kāi)展了櫻桃抗性砧木的篩選工作,如張曉明[1]利用水培法對(duì)櫻桃砧木進(jìn)行了篩選,方宏筠[2]等利用組培苗接種櫻桃根癌菌,來(lái)篩選抗性砧木。 這兩種方法都需要先分離純化根癌病病原菌,再進(jìn)行人工接種。水培苗管理比較麻煩,需要配制營(yíng)養(yǎng)液,且需定時(shí)更換。組培苗的管理比水培苗容易,但對(duì)櫻桃砧木進(jìn)行抗根癌病篩選前, 需要先得到該砧木的組培苗,前期工作量大。并且兩種方法均采用人工接種,與砧木的田間發(fā)病規(guī)律有些差異,不能準(zhǔn)確表現(xiàn)砧木在田間對(duì)櫻桃根癌病的抗性情況。
本方法利用櫻桃根癌病的田間傳播規(guī)律,制造出帶菌土壤環(huán)境, 對(duì)櫻桃砧木田間自然接種, 能更準(zhǔn)確地表現(xiàn)砧木田間對(duì)根癌病的抗性情況,篩選的砧木更具有生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。
抗性砧木篩選的前1 年春天, 購(gòu)買帶根瘤櫻桃苗木,按照株行距0.3 m×0.5 m,栽植到一片地塊。根據(jù)砧木篩選試驗(yàn)需要的規(guī)模,確定栽植面積。 翌年春天,將栽植的帶瘤櫻桃苗挖出,土地不要深翻。
挑選生長(zhǎng)比較一致的13 種砧木的1 年生苗木,每個(gè)品種栽植30 株。砧木品種:馬哈利、考特、吉塞拉5 號(hào)、吉塞拉6 號(hào)、毛櫻桃、尖嘴紅櫻、優(yōu)小葉、戴米爾、大葉大、優(yōu)系大青葉、櫻砧王、中國(guó)櫻桃、東北山櫻。
馬哈利、考特、吉塞拉5 號(hào)、吉塞拉6 號(hào)取自煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院砧木資源保存圃,且比較常見(jiàn)。
尖嘴紅櫻:為沂蒙地區(qū)選用的櫻桃砧木,采用壓條繁殖; 大葉大: 從中國(guó)櫻桃中選出的砧木,葉片面積是普通大青葉的4 倍,壓條繁殖;優(yōu)系大青葉: 煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院從中國(guó)櫻桃中選出的一個(gè)品種,葉片較普通大青葉厚,色綠,壓條繁殖;優(yōu)小葉:從中國(guó)櫻桃中選出的一個(gè)葉片比較小的優(yōu)系;櫻砧王:2000 年春,山東省萊陽(yáng)市呂格莊鎮(zhèn)北方果業(yè)園藝場(chǎng)高樹(shù)才通過(guò)日本友人引入,易扦插繁殖,試驗(yàn)苗木為扦插繁殖;中國(guó)櫻桃:種子繁殖得到;東北山櫻:遼寧省常用櫻桃砧木之一,具有抗寒性強(qiáng)、種子易繁殖等特點(diǎn), 試驗(yàn)苗木引自大連市農(nóng)科院, 種子繁殖;毛櫻桃:種子繁殖得到;戴米爾:從比利時(shí)引進(jìn)砧木,采用種子繁殖。
將需要進(jìn)行試驗(yàn)的砧木品種各30 株,進(jìn)行斷根處理(造成傷口,易于病菌侵染),栽植到試驗(yàn)地塊,栽植行為原定植行,其它管理措施同常規(guī)管理。 秋季落葉后起苗,洗凈根系,調(diào)查砧木感染根癌病情況,從而篩選抗根癌病櫻桃砧木。
試驗(yàn)砧木栽植1 年后, 起苗, 用水洗凈根系,調(diào)查各砧木的根癌病發(fā)病情況。選擇各砧木具代表性的3 株, 小心洗凈根系, 用專業(yè)版WinRHIZO(2007 年版)根系分析系統(tǒng)對(duì)樣品圖像進(jìn)行分析處理,調(diào)查各砧木的根系構(gòu)型。將根系平鋪于透明硬塑料板上,在水中將根系展開(kāi),記錄幼苗根系總長(zhǎng)度、平均直徑、總體積、總表面積和根尖數(shù)等根系構(gòu)型參數(shù)。
如還需進(jìn)行櫻桃抗根癌病砧木篩選, 以后的試驗(yàn), 可繼續(xù)在這塊地進(jìn)行, 試驗(yàn)周期為1年。 如試驗(yàn)結(jié)束,不再利用此地塊,要全園用殺細(xì)菌藥劑進(jìn)行滅菌處理。
表1 不同砧木根癌病發(fā)病率情況
秋季起苗后, 調(diào)查不同砧木的根癌病發(fā)生情況。從表1 可以看出,馬哈利根癌病發(fā)病率為0,說(shuō)明馬哈利砧木對(duì)櫻桃根癌病是免疫的。 此結(jié)果和蔡宇良[3]的研究結(jié)果相符,蔡宇良連續(xù)觀察3 年發(fā)現(xiàn)中國(guó)櫻桃的根癌病發(fā)病率為15%、30%和80%,考特連續(xù)3 年的根癌發(fā)病率為10%、17%和60%。而馬哈利連續(xù)3 年的根癌病發(fā)病率均為0。 本試驗(yàn)結(jié)果顯示,櫻砧王的根癌病發(fā)病率高達(dá)92.6%,為高感根癌病砧木。同時(shí),可驗(yàn)證此試驗(yàn)地塊,已經(jīng)遍布根癌菌,證實(shí)了這種自然接種方法的可靠性。
優(yōu)小葉根癌病的發(fā)病率在5%以下, 屬于高抗櫻桃根癌病砧木; 吉塞拉6 號(hào)、 優(yōu)系大青葉、 考特和戴米爾這4 種砧木的根癌病發(fā)病率在10%左右,為中抗櫻桃根癌病的砧木;吉塞拉5 號(hào)根癌病發(fā)病率20%左右,劃為低抗根癌病砧木;大葉大、尖嘴紅纓,中國(guó)櫻桃、毛櫻桃和東北山櫻的根癌病發(fā)病率為30%~40%,劃為易感根癌病砧木。
秋季起苗后,調(diào)查各砧木根癌病發(fā)病情況,并用根系分析系統(tǒng),對(duì)各砧木的根系總長(zhǎng)度、總表面積、平均直徑、根系總體積、根尖數(shù)進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果如表2 所示。
表2 不同砧木根系生長(zhǎng)情況
從根系的生長(zhǎng)狀況來(lái)看, 櫻砧王的根系最發(fā)達(dá),除根系總體積稍微小于東北山櫻外,根系總長(zhǎng)度、根總表面積、平均直徑和根尖數(shù),都遠(yuǎn)高于其它砧木;馬哈利的根系最不發(fā)達(dá),根系總長(zhǎng)度、 根總表面積、 平均直徑和根系總體積在13 種試驗(yàn)砧木中均為最?。话l(fā)病率排第二的東北山櫻,除根系總長(zhǎng)度沒(méi)有毛櫻桃長(zhǎng),根系總體積是所有砧木中最大的, 根總表面積和根尖數(shù)在13 種砧木中排第二。
本試驗(yàn)研究了13 種櫻桃砧木對(duì)根癌病的抗性,將生產(chǎn)中的砧木分成了5 個(gè)類型。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),根系較發(fā)達(dá)的砧木,患櫻桃根癌病的幾率較高。 馬哈利的根系生長(zhǎng)狀況最差,試驗(yàn)的30 株馬哈利,都沒(méi)有患病。 櫻砧王的根系最發(fā)達(dá),但根癌病患病率也最高。 這一結(jié)果在李淑平等[4]的櫻桃根癌病防治試驗(yàn)也有體現(xiàn),定植前用“禾信”生物有機(jī)肥處理后,促進(jìn)了櫻桃砧木根系的生長(zhǎng),同時(shí),也增加了根癌病的患病率。 分析原因可能是植物生長(zhǎng)過(guò)程中分泌一些酚類物質(zhì),生長(zhǎng)越旺盛的植物,分泌的越多,其中,有一種名為乙酰丁香酮的物質(zhì), 已經(jīng)證實(shí)可誘導(dǎo)vir基因表達(dá)和T-DNA 的轉(zhuǎn)移。 在農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因工程中,用來(lái)增強(qiáng)農(nóng)桿菌的侵染能力,提高外源基因的轉(zhuǎn)化效率。所以,選擇櫻桃抗根癌病的砧木和選擇櫻桃砧木旺盛的根系是矛盾的,在生產(chǎn)中要均衡考慮。
本試驗(yàn)根據(jù)櫻桃根癌病的傳播規(guī)律, 即短距離通過(guò)灌溉、施肥、重茬栽培等途徑傳播,而且病菌是通過(guò)傷口進(jìn)入, 充分利用櫻桃根癌病發(fā)生和傳播規(guī)律使土壤帶菌, 制造出利于櫻桃根癌病發(fā)生的田間環(huán)境, 對(duì)抗根癌病櫻桃砧木進(jìn)行篩選。 與櫻桃水培法和組培苗接種方法相比,田間自然接種操作簡(jiǎn)單,管理簡(jiǎn)單,且更能準(zhǔn)確地反映砧木的田間抗病性。
通過(guò)試驗(yàn)可知,13 種櫻桃砧木根癌病的感病率由低到高的順序?yàn)椋厚R哈利<優(yōu)小葉<吉塞拉6 號(hào)<優(yōu)系大青葉<考特<戴米爾<吉塞拉5號(hào)<大葉大<尖嘴紅櫻<中國(guó)櫻桃<毛櫻桃<東北山櫻<櫻砧王。 通過(guò)本次試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了馬哈利極抗病(0%),櫻砧王極感?。?2.6%)。在后續(xù)砧木篩選試驗(yàn)中,可采用此2 種砧木做對(duì)照。