二、抗性评价

二、抗性评价

云南蚕豆种质资源抗性鉴定分为两个部分进行:一是由中国农业科学院品种资源研究所统一安排指定研究机构,按项目计划进行的鉴定,如蚕豆赤癍病、褐斑病、抗蚜虫、抗盐、抗涝等;另外一部分是由资源收集单位自行申请项目进行的鉴定,包括蚕豆锈病、抗旱、抗冻等。以下介绍鉴定采用的方法、标准及结果。

(一)病虫害抗性评价

1. 蚕豆锈病抗性鉴定

蚕豆锈病抗性鉴定工作是由资源收集保存单位云南省农业科学院粮食作物研究所自行申请项目完成,分别由吕梅媛、骆平西、赵振铃等负责承担。

鉴定方法:鉴定试验主要在温室内,于人工控制温度、湿度的条件下进行。播种期在11月至12月初。采用盆栽和病圃直播试验,每份鉴定材料播种1行(15~20粒),每20行/盆设置抗病对照和感病对照各1行。感病对照采用云豆315,抗病对照采用启豆2号和K0772;重复2~4次。致病菌株采用混合菌株,包括了分别来自楚雄、大理、保山等采集距离相间>200km的发病大田的菌源。接种用的孢子悬浮液浓度配制约4×105孢子/mL,加入0.01%的吐温,采用喷雾法接种,当幼苗长至5~6苔叶时喷雾接种,接种后室内空气湿度处于饱和状态48h,室内气温保持在20~25℃;接种3周以后待感病对照充分发病时进行调查记载,每株上调查测量记载发病最重的一个叶片。

锈病调查采用设在叙利亚的国际干旱半干旱农业研究中心(ICARDA)制定的评价标准,参见表1-2-5。

表1-2-5 蚕豆锈病抗性评价分级标准

图示

鉴定结果:根据对261份供试样本的鉴定分析,锈病病情指数变幅为1.6~100,平均值为64.93,标准差为19.69,变异系数为30.23%;图1-2-14显示鉴定材料锈病抗性的分布。

图示

图1-2-14 云南蚕豆品种资源锈病抗性分布

如图1-2-14所示:作为材料群体鉴定的结果,供试材料锈病抗级达到抗以上的材料仅4份,占1.53%,可用作抗原材料进入深入研究利用;达到中抗的材料25份,占9.58%;鉴定为中感的材料62份,占23.75%;感病的材料105份,占40.23%;达高感的材料63份,占24.14%。蚕豆锈病发病级与材料来源地海拔的相关系数为r=0.2630;锈病发病级与现蕾期高度相关,与花色、粒重的相关性不显著。达中抗及其以上抗级的材料,31.7%为绿色种皮,68.3%为白色种皮;66.7%为黑色种脐。抗原的区域分布趋势明显,55.6%的中抗以上抗级材料来自滇西的大理、楚雄、保山等地区;滇东北和滇南分别各占18.5%。这与蚕豆种植栽培区域锈病发生量的高低相一致。

锈病抗性优异的资源包括:K0642、K0088、K0728、K0452、K0724、K0093、K0454、K0013、K0046、K0258、K0038、K0058、K0439等13份。

2. 蚕豆赤斑病及褐斑病抗性鉴定

蚕豆资源赤斑病、褐斑病抗性鉴定由中国农业科学院品种资源研究所指定的单位进行,主要完成单位是浙江省农业科学院植保所,云南省农业科学院粮食作物研究所骆平西等完成了部分工作。

鉴定方法:蚕豆赤斑病是由葡萄孢菌引发的一种真菌病害,主要危害叶片,也可侵染茎、花和荚;蚕豆褐斑病是由真菌蚕豆壳二孢所引起,有性阶段为蚕豆亚隔孢壳所引起,主要发生在成株期。云南蚕豆资源抗赤斑病、褐斑病鉴定采用大田病圃自然发病鉴定,病圃设在常年高发病的农田,设计间比法排列,设置感染行的田间布局,每份材料播种1~2行,每行播种10~25粒,重复1~3次。发病始期如田间无充分的降雨即充分灌溉,使接种鉴定田保持较高的大气湿度,保证病菌的入侵、扩展和植株能够正常发病。感病对照种充分发病后进行调查。

赤斑病抗性调查记载标准及抗性评价:调查时需记载每份鉴定材料群体的发病级别,依据发病级别进行各鉴定材料抗性水平的评价,评价分级标准见表1-2-6。

表1-2-6 蚕豆赤斑病抗性评价分级标准

图示

褐斑病抗性调查记载标准及抗性评价:调查时需记载每份鉴定材料群体的发病级别,依据发病级别进行各鉴定材料抗性水平的评价,评价分级标准见表1-2-7。

表1-2-7 蚕豆褐斑病抗性评价分级标准

图示

鉴定结果:根据对244份资源(占收集材料的40%,但区域代表性占材料收集区域的近70%)蚕豆赤斑病抗性的鉴定分析:供试材料发病病情指数为21.48~98.7,平均为77.19,标准差13.47,变异系数17.45%。图1-2-15显示244份云南蚕豆资源赤斑病鉴定结果。

图示

图1-2-15 云南蚕豆品种资源赤斑病抗性分布

如图所示:244份材料中,仅有4份表现中抗,占参试材料的1.64%;鉴定为感和高感的材料有222份,占参试材料的90.98%。

褐斑病鉴定的结果:有15份材料中抗褐斑病。

蚕豆赤癍病、褐斑病抗性鉴定结果显示:云南蚕豆资源总体对赤斑病、褐斑病抗性较差,抗性好的资源十分匮乏。

对赤斑病抗性较好的资源材料包括:K0001、K0009、K0050、K0128等4份。

对褐斑病抗性较好的资源材料包括:K0001、K0112、K0256等3份。

3. 蚜虫抗性评价

在我国危害蚕豆的主要蚜虫为豆蚜,可以发生在蚕豆的各生育阶段。根据豆蚜在蚕豆植株上的分布程度和繁殖、存活能力划分蚕豆对蚜虫的抗性。

鉴定方法:田间抗性鉴定采用自然感虫法。鉴定圃设在蚕豆蚜虫重发区。适期播种,每份鉴定材料播种1行,行长1.5~2m,每行留苗20~25株。全生育期间田间不喷施杀蚜药剂。在蚜虫盛发期进行调查。

调查记载标准及抗性评价:调查时需记载每份鉴定材料群体的蚜害级别,依据蚜害级别进行各鉴定材料抗性水平评价。蚕豆蚜害抗性评价分级标准见表1-2-8。

表1-2-8 蚕豆蚜害抗性评价分级标准

图示

鉴定实验由农业部资源评价项目豆类作物主持单位中国农业科学院作物品种资源研究所指定安排的单位——湖北省农业科学院资源所进行,云南省农业科学院粮食作物研究所提交120份材料鉴定的结果,仅获得2份抗性较好的材料,占1.67%。

抗蚜虫危害较强的材料:K0049、K0088等2份。

(二)非生物逆境评价(https://www.daowen.com)

1. 抗旱性评价

云南蚕豆资源的抗旱鉴定分别由项目主持单位中国农科院作物品种资源研究所(现为中国农科院作物科学研究所,下同)指定单位湖北农科院种质资源研究所承担;云南省农业科学院粮食作物研究所执行申请项目。以下主要介绍云南省农业科学院粮食作物研究所的试验结果。

试验选用成株期耐旱性鉴定,采用田间自然干旱鉴定法造成生育期间干旱胁迫,调查对干旱敏感性状的表现,测定耐旱系数,依据平均耐旱系数划定高耐、耐、中耐、弱耐及不耐5个等级。试验点在云南元谋县黄瓜营小柄岭云南省农业科学院元谋热作圃示范基地进行,该区域蚕豆种植生产期间的自然降水量通常低于50mm。

田间设置干旱与灌水两个处理区。播前两区均浇足底墒水(保证两个处理均能正常出苗)。按正常播种,顺序排列,双行区,行长2m,行宽0.33m,每行25株,2次重复。干旱处理区出苗后至成熟不进行浇水,造成全生育期干旱胁迫。灌水处理区依鉴定所在地灌水(本试验采用滴灌)方式进行给水,保证正常生长。试验连续进行了2年,第一年为初步鉴定,第二年对初鉴结果进行复鉴,以复鉴结果定抗性等级。

在生育期间和成熟后调查株高、单株荚数和产量3个性状,按以下公式计算每个性状的耐旱系数:

图示

式中:DI ——耐旱系数

Xd ——旱地性状值

Xw ——水地性状值

评价标准依据平均耐旱系数将蚕豆生育期(熟期)耐旱性划分为5个耐旱级别,见表1-2-9。

表1-2-9 蚕豆耐旱性评价分级标准

图示

鉴定结果:参试材料共230份,抗旱性对照为云豆100(云南省农业科学院粮食作物研究所育成品种),第一年初鉴的结果有7份材料达到弱耐抗旱级别,抗旱对照云豆100达到中耐抗旱级别。第二年复鉴结果没有获得弱耐及其以上抗旱级别的材料,抗性对照云豆100为弱耐。抗旱鉴定试验没有获得抗旱性超过对照云豆100的材料,结果显示云南蚕豆资源抗旱性水平普遍低于改良品种云豆100。当然,这仅是初步鉴定,评价技术体系也需要进一步完善。

2. 耐涝评价

云南蚕豆资源的耐涝性鉴定主要由项目主持单位中国农科院作物品种资源研究所指定单位湖北农科院种质资源研究所承担完成。

鉴定试验方法:蚕豆植株耐涝性较差,水分过多,尤其是在低温下,容易发生烂种;幼苗期,水分过大,在低温下容易发生烂根;花荚期水分过多,容易发生病害和落花落荚;蚕豆耐涝性鉴定可参照苗期鉴定方法。用消毒的草碳和蛭石以3∶1混合作为基质育苗,每份种质设3个重复,每重复保证10株苗。设耐涝性强、中、弱三品种为对照。在植株3片叶前正常管理。保持土壤湿润。4叶期后土面保持水层1~2cm,持续5d,然后进行正常管理。7d后调查所有供试种质植株的恢复情况,恢复级别根据植株的恢复和死亡状况分为5级,见表1-2-10。

表1-2-10 蚕豆资源的耐涝性鉴定恢复级别及症状描述

图示

根据恢复级别计算恢复指数,计算公式为:

图示

式中:RI ——恢复指数

Ni ——各级涝害植株数

Li ——各级涝害级数值

N ——调查总株数

苗期耐涝性根据苗期恢复指数分为5级,见表1-2-11。

表1-2-11 蚕豆耐涝性评价分级标准

图示

鉴定结果:耐涝性较好的资源材料包括:K0056、K0003、K0004、K0253、K0029等5份。

3. 抗冻性评价

云南蚕豆资源抗冻鉴定研究由澳大利亚农业研究中心资助的项目“Improvement of Faba Bean in China and Australia through Germplasm Evaluation,Exchange and Utilization”资助,由云南省农业科学院粮食作物研究所完成。

鉴定试验方法:秋播区蚕豆花荚期,田间设置气温自动探测记录装置。以田间气温降到-2℃并持续30min后为低温冻害处理标准。在鉴定品种的试验小区内随机选取5株生长发育正常的单株,调查受冻害(呈水渍状或水烫状)的花和幼荚数目占其上花和幼荚总数的百分率,求平均数并保留1位小数,即得到“花荚期冻害率”。按照“花荚期冻害率”确定花荚期耐冻性。花荚期耐冻性分为3级,见表1-2-12。

表1-2-12 蚕豆耐冻性评价分级标准

图示

鉴定试验设在海拔2300m的丽江古城金山镇,为保持不同生育特性的蚕豆资源材料的花荚期能够较好地与低温冻害处理的标准相遇,试验设计两个播期处理,调查数据选择鉴定资源受低温冻害处理最适宜播期的数据。

鉴定试验结果:图1-2-16显示2005年11月至2006年4月,蚕豆抗冻害试验期间试验点丽江市古城区金山镇试验地记录的气温极端最低值的变化曲线。由图可见,从2005年11月上旬就连续出现最低气温低于-2℃的试验处理标准值,不同生育进程的参试材料均可在花荚期与标准处理温度相遇,试验条件满足了设计要求。据调查,参试的62份材料,花荚受冻率在13.3%~74.1%,平均值为43.75%,变异系数为30.06%。没有获得花荚期耐冻达到高耐(平均受冻率<10%)的材料。有4份材料的平均受冻率<30%,达到中耐,占参试材料的6.45%。

图示

图1-2-16 云南省蚕豆品种资源抗冻鉴定试点气温曲线

耐冻性较好的资源材料有:K1379、K1396、K1385等。