王 立，惠娜娜，李培玲，鄭 果，李繼平

（1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，甘肅 蘭州 730070；2.農(nóng)業(yè)部天水作物有害生物科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站，甘肅 甘谷 741299）

我國(guó)是目前世界馬鈴薯種植第一大國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019 年我國(guó)馬鈴薯種植面積576.7 萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量9 920.5 萬(wàn)t，占全球總種植面積的29.9%和總產(chǎn)量的25.6%（FAO數(shù)據(jù)）［1］。馬鈴薯生產(chǎn)中，由致病疫霉［Phytophthora infestans（Mont.）de Bary］引起的晚疫病是最具有毀滅性的病害，已被視為世界第一大作物病害［2］。晚疫病在我國(guó)各馬鈴薯種植區(qū)常年發(fā)生，尤其是濕度大、氣候冷涼的地區(qū)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局官方數(shù)據(jù)，2008—2017 年我國(guó)馬鈴薯晚疫病普遍發(fā)生，危害嚴(yán)重，年平均發(fā)生面積197.47 萬(wàn)hm2，約占馬鈴薯總種植面積的40.66%。甘肅省的馬鈴薯晚疫病年平均發(fā)生面積為36.29 萬(wàn)hm2［3］，嚴(yán)重發(fā)生的2012 年和2013 年，馬鈴薯晚疫病發(fā)生面積占種植面積的比率分別達(dá)到84.7%。2012 年，山西、重慶、寧夏等?。▍^(qū)、市）的發(fā)生面積也超過(guò)了種植面積的60%［4］。

20 世紀(jì)40 年代之前，馬鈴薯晚疫病菌主要為A1 交配型，1956 年Neiderhauser 在墨西哥中部發(fā)現(xiàn)了A2 交配型［5］，1996 年張志銘等［6］首次在山西和內(nèi)蒙古發(fā)現(xiàn)A2 交配型菌株，隨后趙志堅(jiān)等［7］、朱杰華等［8］也報(bào)道了在云南、河北、四川等地存在A2 交配型。田月娥［9］的研究發(fā)現(xiàn)，2009 年在甘肅和寧夏兩個(gè)地區(qū)A1 交配型菌株廣泛分布，但2010 年卻沒(méi)有檢測(cè)到A1 交配型菌株，而是A2 交配型菌株在群體中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。這種情況類(lèi)似于歐洲一些國(guó)家晚疫病菌群體的變化形式，如芬蘭和挪威在1993—1999 年之間的交配型變化情況。如果A1、A2 兩種交配型同時(shí)存在，通過(guò)異宗配合進(jìn)行有性生殖產(chǎn)生卵孢子，也有少量能自育產(chǎn)生卵孢子，卵孢子能夠在土壤中越冬，成為次年主要的初侵染源［10］。同時(shí)卵孢子多集中在馬鈴薯植株較低部位的葉片，噴霧防治時(shí)很可能避開(kāi)殺菌劑，使得化學(xué)防治更加困難。因此，A2交配型的出現(xiàn)被認(rèn)為是晚疫病在各地嚴(yán)重發(fā)生的主要原因，對(duì)抗病育種和晚疫病的防治提出了新的挑戰(zhàn)［11-12］。

我們?cè)谇叭搜芯炕A(chǔ)上繼續(xù)監(jiān)測(cè)了2016—2020 年甘肅、青海、寧夏3 地馬鈴薯產(chǎn)區(qū)晚疫病菌交配型并進(jìn)行分析，以期為生產(chǎn)中科學(xué)規(guī)范施藥與合理選用抗性品種相結(jié)合防治馬鈴薯晚疫病提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2016—2020 年采集自甘肅、青海、寧夏3 ?。ㄗ灾螀^(qū)）馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的不同馬鈴薯品種（系）的晚疫病病樣共計(jì)5 000 余份，經(jīng)分離、純化、保存的致病疫霉菌株共計(jì)1 040 株，對(duì)其中694 株進(jìn)行了交配型測(cè)定。病樣的采集地點(diǎn)涉及甘肅、青海、寧夏3 地馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的25 個(gè)縣（區(qū)），包括甘肅省的皋蘭縣、榆中縣、永登縣、安定區(qū)、渭源縣、隴西縣、臨洮縣、民樂(lè)縣、山丹縣、永昌縣、秦州區(qū)、張家川縣、禮縣、西和縣、宕昌縣、和政縣、康樂(lè)縣、靜寧縣、莊浪縣、會(huì)寧縣等20 個(gè)縣（區(qū)）；寧夏的隆德縣和西吉縣；青海湟中縣、大通縣和湟源縣。采集的病樣寄主品種主要為冀張薯8 號(hào)、冀張薯12 號(hào)、隴薯3 號(hào)、隴薯6 號(hào)、隴薯7 號(hào)、隴薯10 號(hào)、隴薯12 號(hào)、隴薯13 號(hào)、隴薯14 號(hào)、隴薯18 號(hào)、新大坪、莊薯3 號(hào)、莊薯7號(hào)、莊薯8 號(hào)、莊薯14 號(hào)、天薯11 號(hào)，定薯3號(hào)、定薯7 號(hào)，中薯18 號(hào)、中薯19 號(hào)、中薯21號(hào)、中薯22 號(hào)、中薯26 號(hào)、農(nóng)天1 號(hào)、青薯2號(hào)、青薯9 號(hào)、荷蘭15、克新13 號(hào)、寧薯12 號(hào)、寧薯16 號(hào)，希森6 號(hào)，凱薯1 號(hào)、凱薯2 號(hào)，隴彩1 號(hào)、甘農(nóng)薯9 號(hào)、下寨65、丹馬3 號(hào)、閩薯4 號(hào)、興加12 號(hào)及天薯、隴薯、定薯系列部分品系。

1.2 方法

1.2.1 黑麥培養(yǎng)基和選擇性培養(yǎng)基制備 黑麥番茄培養(yǎng)基制備方法為60 g 黑麥加水煮沸用4 層紗布過(guò)濾，用其過(guò)濾液加瓊脂13～15 g、CaCO30.4 g、番茄汁100 mL，加蒸餾水定容至1 000 mL，分裝，高壓滅菌30 min。

選擇性培養(yǎng)基制備方法：60 g 黑麥煮沸用4層紗布過(guò)濾，過(guò)濾液加瓊脂13～15 g，蒸餾水定容至1 000 mL，分裝高壓滅菌30 min。冷卻至45 ℃后加抗生素利福平20 mg/L、氨芐青霉素100 mg/L、五氯硝基苯（W=99%）50 mg/L。

1.2.2 晚疫病病菌分離、純化 選取易感病品種馬鈴薯塊莖用75%酒精表面消毒，切成梯形狀薯片（3～5 mm 厚）。將馬鈴薯單病斑葉片放入已滅菌的9 cm 培養(yǎng)皿中，葉片正面緊貼培養(yǎng)皿，背面朝上，每皿放1～3 片病斑葉。用切好的馬鈴薯片壓緊葉片，置于18 ℃光周期培養(yǎng)箱高濕黑暗培養(yǎng)3～6 d。待薯片長(zhǎng)出白色的霉層后，挑取少量菌絲于選擇性培養(yǎng)基上，18 ℃培養(yǎng)箱高濕黑暗培養(yǎng)，菌落形成后轉(zhuǎn)到黑麥番茄培養(yǎng)基上進(jìn)一步的純化并保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 交配型的測(cè)定 采用國(guó)立耕等［13］的皿內(nèi)對(duì)峙法測(cè)定各菌株的交配型。將直徑為5 mm 待測(cè)菌株分別在黑麥番茄培養(yǎng)基上進(jìn)行單獨(dú)培養(yǎng)和與標(biāo)準(zhǔn)菌株對(duì)峙培養(yǎng)，2 菌餅間距2.0 cm，置于18 ℃培養(yǎng)箱黑暗培養(yǎng)14 d 左右，在顯微鏡下觀察卵孢子的產(chǎn)生。與A1 標(biāo)準(zhǔn)菌株對(duì)峙培養(yǎng)后產(chǎn)生卵孢子，且與A2 標(biāo)準(zhǔn)菌株對(duì)峙培養(yǎng)不產(chǎn)生卵孢子的菌株稱(chēng)為A2 交配型菌株，反之則為A1 交配型菌株，不需要對(duì)峙培養(yǎng)單獨(dú)培養(yǎng)就能產(chǎn)生卵孢子的菌株為自育型（SF）菌株。交配型A1、A2 標(biāo)準(zhǔn)菌株由西北農(nóng)林科技大學(xué)單衛(wèi)星教授提供。

2 結(jié)果與分析

2016—2020 年采集分離的馬鈴薯晚疫病致病疫霉菌交配型測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1～5。

表1 2016 年馬鈴薯晚疫病菌交配型組成與分布

總的來(lái)看，A1、A2 交配型共存的地區(qū)有甘肅的定西市安定區(qū)（2016年）、張掖市民樂(lè)縣（2017年）、定西市渭源縣（2018、2020 年）、定西市通渭縣（2020 年）、蘭州市榆中縣（2018 年）和青海省西寧市大通縣（2016 年），但甘肅省張掖市民樂(lè)縣（2018 年）和青海省西寧市大通縣（2019、2020 年）的菌株均僅為A1 交配型；甘肅省金昌市永昌縣（2017、2019 年）和甘肅省張掖市民樂(lè)縣（2018年）采集分離的菌株均為A1 交配型；寧夏固原市隆德縣（2017 年）、寧夏固原市西吉縣（2018 年）采集分離的菌株均為A2 交配型；甘肅省其余馬鈴薯產(chǎn)區(qū)其他年份采集分離的菌株均為A2 交配型。

表2 2017 年馬鈴薯晚疫病菌交配型組成與分布

表3 2018 年馬鈴薯晚疫病菌交配型組成與分布

表4 2019 年馬鈴薯致病疫霉交配型組成與分布

表5 2020 年馬鈴薯致病疫霉交配型組成與分布

2016—2020 年菌株中只檢測(cè)到了A1 交配型，A2 交配型，未檢測(cè)到A1A2 交配型和SF（自育型），A2 交配型菌株占主導(dǎo)地位，A2 交配型的菌株為優(yōu)勢(shì)菌株，比例高達(dá)88.9%。A2 交配型菌株所占比例先升后降再升，2017 年為96.3%，隨后下降，2018 年、2019 年A2 交配型菌株分別為86.4%、80.9%，隨后又上升，2020 年A2 交配型菌株為96.5%；A1 交配型菌株所占比例先降后升再降，2019 年最高達(dá)到了19.1%，2017、2020 年分別達(dá)到3.7%和3.5%。

3 小結(jié)與討論

對(duì)2016—2020 年甘肅、青海、寧夏等3 省（自治區(qū)）馬鈴薯晚疫病菌共694 株菌株的交配型監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示，5 年間A2 交配型菌株均為優(yōu)勢(shì)菌株，A2 交配型菌株占比呈先升后降再升趨勢(shì)。其中青海監(jiān)測(cè)區(qū)域的馬鈴薯晚疫病菌株交配型均為A1，這與葉廣繼［14］監(jiān)測(cè)的青海2006—2007 年馬鈴薯晚疫病菌株交配型為A1 的結(jié)果一致。寧夏和甘肅康樂(lè)、和政、漳縣和天水的馬鈴薯晚疫病菌株交配型均為A2，王喜剛等［15］對(duì)寧夏2018—2019 年馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)晚疫病菌交配型監(jiān)測(cè)結(jié)果為有A1、A2、SF（自育型）3 種類(lèi)型，A2 交配型菌株為優(yōu)勢(shì)菌株；我們于2007—2012 年監(jiān)測(cè)到甘肅康樂(lè)縣、和政縣的馬鈴薯晚疫病菌株交配型有A1A2類(lèi)型，甘肅天水市、漳縣的馬鈴薯晚疫病菌株交配型有SF（自育型）［16］，這與本次研究有差異，其原因可能與菌株的采集范圍和數(shù)量有限以及年際間交配型的變化有關(guān)。

2016—2020 年采集的菌株中，A2 交配型為優(yōu)勢(shì)菌株，占各年所測(cè)菌株的比例分別為86.4%、96.3%、86.4%、80.9%、96.5%，其所占比例呈先升后降再升的趨勢(shì)。張大為等［16］2007—2012 年研究結(jié)果也表明，A1 交配型在許多馬鈴薯產(chǎn)區(qū)已逐漸被毒性更強(qiáng)的A2 交配型取代，意味著晚疫病菌的變異速度會(huì)大大加快，各地區(qū)間的種薯貿(mào)易加快了A2 交配型傳播與流行。A1、A2 交配型共存的地區(qū)（甘肅的定西安定區(qū)、民樂(lè)、渭源、通渭、榆中和青海的大通），有性生殖就有可能發(fā)生。有性生殖不僅會(huì)產(chǎn)生具厚壁抗逆性強(qiáng)的卵孢子作為初侵染源，還提供了遺傳重組的機(jī)會(huì)，導(dǎo)致出現(xiàn)致病力更強(qiáng)的生理小種［17］，因此馬鈴薯晚疫病的防治和抗病育種將迎來(lái)更大的挑戰(zhàn)。王騰等［18］認(rèn)為在幾年內(nèi)會(huì)出現(xiàn)A2 交配型頻率急劇下降甚至消失的狀況，之后A2 交配型的頻率則鮮有升高。A2交配型先升后降的現(xiàn)象在歐洲多個(gè)國(guó)家同樣存在，這種現(xiàn)象發(fā)生的原因尚不明確，推測(cè)可能是由于氣候變化導(dǎo)致［19］。因此，馬鈴薯晚疫病菌交配型的監(jiān)測(cè)研究工作仍需繼續(xù)，各交配型出現(xiàn)頻率變化的原因也需進(jìn)一步研究。