恩施州不同马铃薯主栽品种田间病毒病抗性

邹 莹，张远学，闫 雷，高剑华，郝 苗，张等宏，沈艳芬

（湖北恩施中国南方马铃薯研究中心/恩施土家族苗族自治州农业科学院，湖北 恩施445000）

马铃薯是中国仅次于水稻、小麦和玉米之后的第四大粮食作物，中国是世界上最大的马铃薯生产国家，总种植面积位居世界首位，但总产量仅为世界马铃薯总产量的1/4［1］，单产低于世界平均水平，与发达国家之间存在比较大的差距［2］，病毒积累导致的种薯退化是影响马铃薯产量最主要的因素之一［3，4］。随着中国水稻、小麦和玉米种植面积的减少和人口的迅速增长，马铃薯不仅在促进经济增长方面发挥作用，也在保证国家粮食安全方面发挥着重要的作用［1，5］。马铃薯病毒病是马铃薯生产中最重要的病害之一，在中国各个马铃薯产区都普遍发生和流行，对马铃薯产业发展是一个严重的经济威胁，是马铃薯栽培过程中产量和品质提升最主要的限制因素［6-10］。现阶段，对马铃薯病毒病防治方法的研究主要集中在生产无毒健康种薯、培育抗性新品种和利用抗病毒物质进行化学防治等方面［11-14］，生产脱毒种薯的主要方法是茎尖培养和热处理2种方法，但依然存在一定的局限性，有些病毒无法完全脱除；此外，马铃薯病毒病是在细胞水平上对植株进行侵染，生产中常用的化学药剂在抑制病毒的同时，也会对植物产生一定的伤害，防治效果并不理想。因此，选育抗病新品种是有效控制马铃薯病毒病危害最安全、有效的方法之一［15］。

马铃薯是恩施州最主要的农作物之一，种植历史悠久，种植规模大，种植面积广，在解决当地贫困地区农民温饱问题、助力精准脱贫、推动乡村振兴、融合产业发展等方面发挥着重要作用［15-18］。该地区马铃薯栽培品种多，种薯质量检测机构少，检测能力落后，且大部分农户有采用自留种作种薯的习惯，种薯更新换代慢，品种混杂，种薯退化严重，病毒病的流行和发生较为严重。有研究表明，单一种类的病毒对马铃薯的侵染可造成30%~50%的产量损失，若出现2种或2种以上病毒对马铃薯的复合侵染，则可造成高达80%以上的减产［19］，因此，马铃薯病毒病是限制该地区马铃薯产业发展最主要的因素之一。病毒病对马铃薯的危害情况与病毒种类、马铃薯不同品种、种薯质量、生态环境以及栽培管理水平等因素密切相关［11］。不同马铃薯的品种抗性是影响病毒侵染对其造成危害的关键性因素之一，不同马铃薯品种在同一生态环境条件下对病毒病侵染会表现出不同的抗性水平，不同的病毒种类对同一品种的侵染也会产生不同程度的危害。本研究以恩施州10个种植面积最广的主栽品种为研究对象，在田间自然侵染的条件下，利用双抗体夹心-酶联免疫吸附法（DAS-ELISA）检测其感病情况，调查研究其田间发病情况，并分析田间产量和病毒病流行发生的关系，为筛选出恩施州抗性强、产量高、品质优的马铃薯品种奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

10个恩施州主栽品种米拉、鄂马铃薯10号、鄂马铃薯12号、鄂马铃薯13号、鄂马铃薯14号、鄂马铃薯16号、鄂马铃薯17号、中薯5号、费乌瑞它、南中101的脱毒原种，以及来自于农户未脱毒的自留种米拉（CK），共计11个品种，而脱毒原种的种薯均来源于恩施州农业科学院。

1.2 方法

试验基地位于湖北省恩施州中国南方马铃薯研究中心天池山基地，海拔为1 250 m，初霜期为2019年12月13日，终霜期为2020年2月22日，年降雨量为1 116.2 mm。

1.2.1 试验设计试验采用随机区组设计，共设11个处理，3次重复，共33个小区，小区面积为6.66 m2，行长3.33 m，行距0.50 m，4行区，密度为60 000株/hm2，每小区40株，四周设1 m保护行，试验田地势较平坦，肥力中等且均匀，土壤为黄壤土，前茬为玉米，播种方式为人工开沟定距摆播，11个处理分别为11个不同品种。

1.2.2 栽培管理播种时间为2020年3月8日，晴天播种，底肥按照施硫酸钾复合肥750 kg/hm2的标准，肥料和块茎错开，以防烂薯。追肥在各品种齐苗（50%）时进行，2020年4月23日中耕追肥1次，追尿素150 kg/hm2，采用穴施方式，间隔两周进行二次中耕、培土。同一项试验管理措施必须在同一天内完成，特殊情况至少同一重复必须在同一天内完成。试验不防晚疫病，其他田间管理措施与当地大面积生产相同。

1.2.3 田间调查2020年5月中旬进行田间病毒病发病情况调查，采用每小区“Z”字形取样，每小区调查30株，以株为单位，记载植株症状、发病株数和总株数，计算田间发病率，计算方法参照文献［20］，田间发病率=100%×病株数/总调查株数。分析不同品种的感病情况、产量以及商品薯情况，从而筛选出对马铃薯病毒病抗性较强、生育期植株生长正常或者有少量的花叶出现、适宜恩施州部分地区大力推广的抗病品种。

1.2.4 收获和产量测定2020年7月中下旬收获，分小区测产，每个小区分别收获小薯、中薯和大薯，其中，小于50 g为小薯，50~100 g为中薯，大于100 g为大薯，50 g以上为商品薯，再分别计算总产量和商品薯率。

1.2.5 DAS-ELISA检测收获后每小区随机取5个薯块进行DAS-ELISA病毒检测。抗体由美国agdia生产，马铃薯常见6种病毒抗体由北京中检葆泰生物技术有限公司提供。具体检测方法参照抗体使用说明书执行。

依据阴性、阳性和空白对照，观察酶标板每个孔的颜色变化。亮黄色为阳性，表示含有病毒；淡黄色或无色为阴性，不含病毒。用酶标仪在405 nm波长下测定每孔的吸光度，即在405 nm下测得样品的吸光度和空白对照的吸光度之间的差值即为样品的实际吸光度，以阴性对照和空白对照的差值作为参照值（若小于0.1，则用0.1作为参照值），实际吸光度大于参照值则该样品感病；若实际吸光度小于参照值，则该样品抗病。

1.3 数据处理

利用DPS V9.05软件对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种的发病症状

2020年5月中旬，在马铃薯病毒病发病初期，对试验进行田间发病情况调查。结果表明，当地农户未脱毒的自留种米拉发病较为严重，表现为叶片严重花叶和卷叶；脱毒原种米拉表现严重花叶和卷叶；鄂马铃薯16号表现重花叶和卷叶；南中101表现为叶顶端簇生，皱缩、卷叶；费乌瑞它表现为叶片皱缩、植株矮化；中薯5号表现为重花叶和轻卷叶；鄂马铃薯12号表现为重卷叶和轻度花叶；鄂马铃薯10号、鄂马铃薯14号和鄂马铃薯17号均表现为轻度卷叶；鄂马铃薯13号表现为零星发生，轻度卷叶。

2.2 不同品种的发病率

2020年6月中下旬，在马铃薯病毒病发病末期，对试验进行田间发病率调查。结果（表1）表明，当地农户未脱毒的自留种米拉田间发病率高达96.67%，ELISA检测感PLRV、PVA、PVM、PVS 4种病毒；脱毒原种米拉田间发病率为93.33%，ELISA检测感PLRV、PVS 2种病毒；鄂马铃薯16号田间发病率为86.67%，ELISA检测感PLRV、PVM、PVS 3种病毒；南中101田间发病率为76.67%，ELISA检测感PLRV、PVS 2种病毒；费乌瑞它田间发病率为57.78%，ELISA检测感PLRV、PVS 2种病毒；中薯5号田间发病率为47.78%，ELISA检测感PLRV、PVM 2种病毒；鄂马铃薯12号田间发病率为45.56%，ELISA检测感PLRV、PVS 2种病毒；鄂马铃薯10号田间发病率为43.33%，ELISA检测感PLRV、PVM 2种病毒；鄂马铃薯14号田间发病率为25.56%，ELISA检测感PLRV 1种病毒；鄂马铃薯17号田间发病率为14.44%，ELISA检测感PLRV 1种病毒；鄂马铃薯13号田间发病率为7.78%，ELISA检测感PLRV 1种病毒。ELISA结果表明，所有品种材料均显示不同程度的卷叶病毒病。

表1 不同马铃薯品种材料PLRV、PVA、PVM、PVS、PVX、PVY病毒抗性初步鉴定

2.3 不同品种的产量分析

由表2可知，产量位居前三的分别为鄂马铃薯13号、鄂马铃薯17号、鄂马铃薯14号，这3个品种ELISA检测结果表明只受到PLRV单一侵染，田间检测率较低，其平均产量分别为88.8、75.1、69.7 t/hm2；鄂马铃薯10号、中薯5号受PLRV、PVM复合侵染，产量分别位居第四、六位；鄂马铃薯12号、费乌瑞它、南中101、脱毒原种米拉受2种病毒PLRV、PVS复合侵染，产量分别位居第五、第七、第八、第十位；鄂马铃薯16号受3种病毒PLRV、PVM、PVS复合侵染，产量位居第九位；对照农户未脱毒的自留种米拉感4种病毒，即PLRV、PVA、PVM、PVS，在所有试验品种中产量最低。由此可见，鄂马铃薯13号、鄂马铃薯17号、鄂马铃薯14号病毒抗性相对较好，可作为主推品种推荐种植。

表2 不同马铃薯品种田间产量比较

DPS差异性显著分析结果表明，鄂马铃薯13号与鄂马铃薯10号、鄂马铃薯12号、中薯5号、费乌瑞它、南中101、鄂马铃薯16号、脱毒原种米拉、农户未脱毒的自留种米拉的产量之间差异显著；鄂马铃薯17号与费乌瑞它、南中101、鄂马铃薯16号、脱毒原种米拉、农户未脱毒的自留种米拉之间产量差异显著；鄂马铃薯14号与南中101、鄂马铃薯16号、脱毒原种米拉、农户未脱毒的自留种米拉之间产量差异显著；鄂马铃薯10号、鄂马铃薯12号和中薯5号与农户未脱毒的自留种米拉之间产量差异显著；费乌瑞它、南中101、鄂马铃薯16号、脱毒原种米拉与农户未脱毒的自留种米拉之间产量差异不显著。由此可见，11个参试品种中，鄂马铃薯13号、鄂马铃薯17号、鄂马铃薯14号之间差异不显著，且产量位居试验品种前三，可作为主推品种进行示范和推广。

3 讨论

本试验结果表明，不同品种的病毒病抗性不同，症状不同，发病程度也不同，马铃薯抗病毒病品种的选择仍然是控制马铃薯病毒病发生的最为有效的途径之一，在防治马铃薯病毒病引起的产量损失中发挥着至关重要的作用，也依然是恩施州马铃薯产业发展中要持续研究和解决的问题。

为了预防马铃薯病毒病逐年积累造成的产量和品质的下降，恩施州已建立了相对完善的马铃薯脱毒种薯三级繁供体系，为该地区优质马铃薯品种的大面积推广和种植提供了健康种薯来源，也相对减轻了病毒积累造成的优良马铃薯品种退化的程度，有效降低了病毒病带来的经济损失。但该地区马铃薯种薯级别参差不齐，种薯病毒病检测没有严格统一的标准，脱毒种薯应用率较低，抗病毒病品种也非常稀缺，本试验表明，鄂马铃薯13号、鄂马铃薯17号、鄂马铃薯14号、鄂马铃薯10号对马铃薯病毒病的抗性较强，整个生育期内表现为零星发病，轻度卷叶，产量也位居试验前列，适合该地区推广和种植。