木麻黄青枯病抗性鉴定方法比较及抗病种质筛选

许秀玉; 张卫强; 黄钰辉; 甘先华; 仲崇禄; 张华新

doi:10.7671/j.issn.1001-411X.2017.04.015

木麻黄青枯病抗性鉴定方法比较及抗病种质筛选

许秀玉^{1, 2,},
张卫强²,
黄钰辉²,
甘先华²,
仲崇禄³,
张华新^1, ,

1.
中国林业科学研究院国家林业局盐碱地研究中心，北京 100091
2.
广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院，广东广州 510520
3.
中国林业科学研究院热带林业研究所，广东广州 510520

基金项目:

广东省林业科技创新项目 2014KJCX017

广东省林业科技创新项目 2013KJCX018-03

详细信息

作者简介:
许秀玉(1977—)，女，教授级高级工程师，博士研究生，E-mail：81250908@163.com

通讯作者:
张华新(1962—)，男，研究员，博士，E-mail：18611572609@163.com

中图分类号: S432.4
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出版历程
- 收稿日期: 2016-10-25
- 网络出版日期: 2023-05-17
- 刊出日期: 2017-07-09

Comparison of identification methods of bacterial wilt resistance in Casuarinaceae and screening of resistant germplasm resources

1.
Research Centre on Saline and Alkali Lands of State Forestry Administration, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China
2.
Guangdong Provincial Key Laboratory of Silviculture, Protection and Utilization/Guangdong Academy of Forestry, Guangzhou 510520, China
3.
Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Guangzhou 510520, China

摘要

摘要:
目的
筛选出简便、准确、可靠的木麻黄(Casuarinaceae)青枯病抗性鉴定方法，对我国现有的木麻黄种质资源开展抗病性鉴定与评价，筛选出优良抗病无性系。
方法
在木麻黄抗病品系筛选技术基础上，参考番茄Lycopersicon esculentum、烟草Nicotiana及桉树Eucalyptus等植物青枯病抗性鉴定方法，设计8种木麻黄青枯菌人工接种方法，系统探讨水培生根苗、嫩枝、绿梗小枝、褐梗小枝、青枯菌粗毒素及盆栽小苗伤根接种、盆栽小苗无伤接种等接种方法对木麻黄青枯病抗性鉴定的影响。
结果
不同无性系利用盆栽幼苗伤根接种法接种后的死亡率介于25.79%~83.06%，无性系K18、A14与G1、30差异极显著(P＜0.05)；不同无性系用褐梗小枝室内水培接种的病情指数介于2.16~69.48，无性系K18、A14与G1、30差异极显著(P＜0.05)。这2种接种方法能够有效区分木麻黄抗、感无性系，且呈极显著正相关(r=0.856 5)。不同无性系在盆栽幼苗不伤根接种及水培生根小苗、嫩枝室内水培接种中抗病性差异不显著(P＞0.05)，不能有效区分抗、感无性系。绿梗小枝接种后症状变化小，不易分级，容易出现观测误差；青枯菌粗毒素接种存在浓度难以控制等问题。利用褐梗小枝室内水培接种法，对53份木麻黄育种材料进行抗性评价，筛选出X1、30、杂交、G1等12份高抗材料。
结论
盆栽幼苗伤根接种及褐梗小枝室内水培接种方法是木麻黄青枯病抗性鉴定的较好方法，文中其他接种方法不是木麻黄青枯病抗性鉴定的优选方法。
- 木麻黄 /
- 青枯病 /
- 抗病性 /
- 鉴定方法 /
- 种质资源
Abstract:
Objective
To select convenient, accurate and reliable identification methods of bacterial wilt resistance in Casuarinaceae, identify and evaluate the bacterial wilt resistance of Casuarinaceae germplasm resources in China, and screen out highly resistant clones.
Method
Based on the screening techniques of Casuarinaceae resistant lines as well as the identification methods of bacterial wilt in other plants, such as Lycopersicon esculentum, Nicotiana and Eucalyptus, we designed eight different approaches to inoculate Ralstonia solanacearum into Casuarinaceae. The effects of using hydroponic rooting seedling, twig, lignified green branch, lignified brown branch, bacterial wilt crude toxin, and root with or without injure of potted seedlings in inoculation on bacterial wilt resistance identification were studied.
Result
After injured root inoculation of potted seedling, the mortalities of different Casuarinaceae clones ranged from 25.79% to 83.06% with significant differences among A14, K18 and G1, 30 clones(P < 0.05). After hydroponic inoculation of lignified brown branch, the disease indexes of different clones ranged from 2.16 to 69.48 with significant differences among A14, K18 and G1, 30 clones(P < 0.05). These two inoculation approaches enabled effective discrimination between resistant and infected clones, and had highly significant positive correlation (r=0.856 5). Non-injured root inoculation of potted seedling, hydroponic inoculation of rooting seedling and tender branch did not result in significantly differences in disease resistance among clones(P > 0.05), and they couldn't help with effective identification of bacterial wilt resistance in Casuarinaceae. Inoculation of lignified green branch only resulted in small differences among clones, and therefore it led to difficulties in classification and could easily cause detection error. The concentration of bacterial wilt crude toxin was hard to control during inoculation. Using hydroponic inoculation of lignified brown branch, 53 Casuarinaceae clones were evaluated and 12 highly resistant clones such as X1, 30, hybrid and G1 clones were screened out.
Conclusion
Injured root inoculation of potted seedling and hydroponic inoculation of lignified brown branch are both preferred inoculation approaches for identifying bacterial wilt resistance of Casuarinaceae. The rest inoculation approaches tested in this study were not suitable for identification of bacterial wilt resistance in Casuarinaceae.
- Casuarinaceae /
- bacterial wilt /
- disease resistance /
- identification method /
- germplasm resource

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表 1 木麻黄抗、感无性系在不同抗性鉴定方法下的鉴定结果¹⁾

Table 1 Resistance identification results for Casuarinaceae clones with various resistance degrees using different inoculation methods

无性系	室外盆栽接种的死亡率/%		室内水培接种的病情指数				青枯菌粗毒素接种的病情指数
无性系	M₁	M₂	M₃	M₄	M₅	M₆	M₇	M₈
A14	81.29±13.55a	4.01±3.04a	0.89±0.22a	0.96±0.13a	26.69±7.88a	51.87±26.27a	53.76±8.67a	40.28±11.6a
K18	83.06±16.86a	5.70±3.10a	0.81±0.34a	0.89±0.22a	27.36±12.55a	69.48±14.55a	60.50±23.53a	59.48±14.55a
G1	25.79±14.02b	0.00±0.00b	0.86±0.13a	0.92±0.22a	20.83±3.11b	2.41±1.07b	1.89±0.77b	3.83±1.43b
30	33.77±12.32b	6.57±4.51a	0.74±0.26a	0.82±0.13a	16.58±1.23b	2.16±2.02b	1.33±1.34b	4.05±2.73b
1) 同列数据后凡是具有一个相同小写字母者，表示在0.05水平差异不显著(Duncan’s法)。M₁：盆栽幼苗伤根接种；M₂：盆栽幼苗不伤根接种；M₃：水培生根小苗室内水培接种；M₄：嫩枝室内水培接种；M₅：绿梗小枝室内水培接种；M₆：褐梗小枝室内水培接种；M₇：高温高压灭菌法制备青枯菌粗毒素室内水培接种；M₈：过滤灭菌法制备青枯菌粗毒素室内水培接种。

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表 2 不同抗性鉴定方法的相关分析¹⁾

Table 2 Correlation analysis among different identification methods

鉴定方法	M₁	M₂	M₃	M₄	M₅	M₆	M₇	M₈
M1	1.000 0
M₂	-0.009 6	1.000 0
M₃	0.446 6	-0.628 7	1.000 0
M₄	0.542 8	-0.575 0	0.793 6	1.000 0
M₅	0.809 9^**	0.001 7	0.435 0	0.532 0	1.000 0
M₆	0.856 5^**	-0.008 1	0.390 5	0.488 5	0.797 0^**	1.000 0
M₇	0.837 5^**	0.003 6	0.392 3	0.490 6	0.778 0^**	0.889 8^**	1.000 0
M₈	0.813 8^**	-0.007 1	0.371 3	0.469 7	0.734 6^**	0.829 6^**	0.849 1^**	1.000 0
1)*表示极显著相关(P＜0.01)，表示显著相关(P＜0.05)；M₁：盆栽幼苗伤根接种；M₂：盆栽幼苗不伤根接种；M₃：水培生根小苗室内水培接种；M₄：嫩枝室内水培接种；M₅：绿梗小枝室内水培接种；M₆：褐梗小枝室内水培接种；M₇：高温高压灭菌法制备青枯菌粗毒素室内水培接种；M₈：过滤灭菌法制备青枯菌粗毒素室内水培接种。

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表 3 不同抗性鉴定方法的比较

Table 3 Comparison of different identification methods

鉴定方法¹⁾	操作简易性程度	材料抗、感性区分能力	参试材料用量	发病进程	鉴定可靠性
M₁	复杂	强	多	较慢	好
M₂	复杂	弱	多	较慢	差
M₃	简易	弱	少	慢	差
M₄	简易	弱	少	慢	差
M₅	简易	较弱	少	快	较差
M₆	简易	强	少	快	好
M₇	复杂	强	少	快	好
M₈	复杂	强	少	快	较差
1) M₁：盆栽幼苗伤根接种；M₂：盆栽幼苗不伤根接种；M₃：水培生根小苗室内水培接种；M₄：嫩枝室内水培接种；M₅：绿梗小枝室内水培接种；M₆：褐梗小枝室内水培接种；M₇：高温高压灭菌法制备青枯菌粗毒素室内水培接种；M₈：过滤灭菌法制备青枯菌粗毒素室内水培接种。

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表 4 木麻黄无性系病情指数方差分析¹⁾

Table 4 Variance analysis of disease indexes for Casuarinaceae clones

变异来源	自由度	平方和	均方	F
菌株	2	137 122.469	68 561.234	533.09^**
无性系	52	232 801.181	4 476.945	34.81^**
无性系×菌株	104	58 764.009	556.038	4.39^**
误差	332	42 698.699	128.610
1)**表示0.01水平差异极显著(不等重复试验双因素方差分析)。

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表 5 53个木麻黄无性系青枯病抗性鉴定结果

Table 5 Resistance identification results of 53 Casuarinaceae clones

无性系	来源	病情指数				抗性分级²⁾
无性系	来源	Rs-M	Rs-GL-2	Rs-H	平均值¹⁾	抗性分级²⁾
X1	广东	0.0±0.0	36.4±12.6	3.6±3.8	13.3M	HR
45	福建	0.0±0.0	35.4±5.9	6.3±6.2	13.9M	HR
平5	福建	1.8±3.6	34.1±10.0	4.2±1.1	14.2M	HR
30	广东	0.0±0.0	23.0±11.4	17.6±1.5	14.5M	HR
W6	福建	2.6±3.5	42.1±16.9	4.4±4.4	15.0M	HR
杂交	福建	0.0±0.0	29.8±9.4	19.3±15.3	16.4M	HR
501	广东	0.0±0.0	41.8±14.2	8.5±0.8	16.8M	HR
G1	广东	0.0±0.0	40.6±21.1	10.4±7.7	17.0M	HR
503	广东	0.0±0.0	37.7±5.2	17.1±5.3	18.3LM	HR
41	福建	3.9±1.0	45.1±13.25	7.8±2.3	18.9LM	HR
A1	广东	10.0±8.5	33.5±17.5	23.3±4.6	22.3KLM	HR
A1-3	广东	22.0±7.2	39.0±11.0	23.8±15.2	28.3KLM	HR
何2	福建	21.6±8.0	36.4±16.2	35.2±14.1	31.4IJK	MR
1	福建	7.3±7.1	66.2±10.6	33.3±2.4	35.6IJK	MR
13	福建	17.6±16.6	93.2±8.2	18.2±9.4	36.6IJK	MR
海口	海南	44.2±8.3	51.3±3.6	16.8±5.1	37.4IJK	MR
何细	福建	27.5±11.0	56.0±12.1	33.2±12.7	38.9IJK	MR
A8-2	广东	10.8±5.3	54.2±13.6	58.5±18.9	39.6IJ	MR
平2	福建	46.7±5.8	53.0±15.8	19.9±13.6	39.8IJ	MR
77	福建	17.9±8.4	67.1±25.7	36.9±1.7	40.6IJ	MR
K13	广东	5.8±3.5	56.5±9.1	37.9±13.0	42.6GHI	MR
701	广东	25.9±18.1	79.0±19.6	23.6±8.7	42.8GHI	MR
W2	福建	23.3±4.2	83.5±5.9	22.1±5.8	43.0GHI	MR
601	广东	17.2±6.1	88.5±9.25	23.4±4.6	43.0GHI	MR
76	福建	24.0±15.7	90.8±3.0	20.7±5.9	45.2GHI	MR
X2	广东	28.0±11.5	63.4±2.8	40.9±11.7	46.0GHI	MR
莆20	福建	23.9±6.8	93.6±5.0	11.1±13.3	48.0FGHI	MR
12	福建	39.0±18.7	100.0±0.0	34.6±2.1	56.0EFGH	MS
105	福建	36.0±8.4	79.3±14.5	56.2±2.7	57.2DEFG	MS
抗风	福建	37.8±10.9	100.0±0.0	33.9±13.9	57.2DEFG	MS
龙4	福建	37.7±14.0	95.2±8.4	39.1±15.8	57.3DEFG	MS
湛江3	广东	36.3±11.4	79.7±8.5	76.0±25.6	57.4DEFG	MS
701-3	广东	46.8±22.1	78.1±22.52	61.0±12.5	62.0CDEF	MS
83	福建	47.1±14.1	100.0±0.0	32.8±12.3	62.5CDEF	MS
91	福建	49.6±33.2	80.0±9.1	58.8±5.6	62.8CDEF	MS
湛江1	广东	49.6±32.7	80.5±11.6	61.0±15.6	63.7BCDEF	MS
A8	广东	41.4±28.9	91.0±13.9	59.3±11.9	63.9BCDEF	MS
34	海南	50.0±0.0	71.5±4.6	95.7±15.2	71.4ABCDE	HS
A13	广东	52.8±15.9	78.8±14.6	87.4±26.6	71.7ABCDE	HS
宝9	海南	52.7±30.4	81.8±23.0	85.3±24.2	72.3ABCD	HS
27	海南	50.0±0.0	75.5±6.2	91.3±12.3	73.2ABCD	HS
20	海南	50.0±0.0	86.2±11.1	85.1±23.4	73.7ABC	HS
21	海南	50.0±0.0	94.8±8.9	79.1±14.0	73.9ABC	HS
C7	广东	50.0±0.0	96.0±7.0	76.0±23.8	74.0ABC	HS
2	福建	51.2±19.3	93.2±11.7	77.7±15.7	74.0ABC	HS
16	海南	50.0±0.0	87.5±12.0	84.6±16.6	74.7ABC	HS
82	福建	55.1±16.5	97.8±2.1	73.2±1.8	75.4ABC	HS
37	福建	59.3±8.0	92.9 ±4.7	74.7±13.3	75.6ABC	HS
G88	广东	56.2±16.6	81.8±19.1	88.3±13.8	76.1ABC	HS
59	福建	57.7±9.4	100.0±0.0	76.4±13.0	78.0ABC	HS
65	福建	57.9±8.3	100.0±0.0	76.8±14.1	78.2ABC	HS
A14	广东	50.0±0.0	100.0±0.0	76.0±15.6	79.7AB	HS
K18	广东	72.8±19.9	100.0±0.0	79.2±23.0	82.3A	HS
1) 该列数据后，凡是有一个相同大写字母者，表示在0.01水平差异不显著(Duncan’s法); HR:高抗，病情指数30以下；MR：中抗，病情指数30~50；MS：中感，病情指数50~70；HS：高感，病情指数70以上。

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