甘薯病毒病害SPVD抗性鉴定方法比较及品种筛选

发布时间：2020-10-26 06:44

　　 甘薯[Ipomoea batatas L.(Lam)],作为中国乃至世界重要的粮食作物,因其极高的营养价值和工业加工价值,越发受到市场的重视和认可。中国作为世界上甘薯种植面积居前列的国家,在甘薯产业上有着举足轻重的地位。但是近年来,随着环境条件恶化及多种病害高发的影响,部分甘薯种植基地产量下降非常显著。甘薯高危病毒病(Sweet potato virus disease,SPVD)是由甘薯羽状斑驳病毒(Sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)和甘薯褪绿矮化病毒(Sweet potato chlorotic stunt virus,SPCSV)2种病毒复合侵染造成的,SPVD是甘薯上的毁灭性病害,感染SPVD的甘薯表现为植株矮化,叶片褪绿、扭曲、畸形等症状,产量也会严重受到影响。我国广东、江苏、四川等甘薯产区均有SPVD发生,说明SPVD在我国已有较为广泛的分布并呈逐年上升的趋势,加强对SPVD的防控尤重要。目前,SPVD的防治尚无特效化学制剂,筛选和种植抗病品种是当下最实用且经济的有效防治手段,掌握的资源数量及对资源性状研究的广度与深度很大程度上影响着作物育种成效的大小,因此对抗SPVD甘薯品种的筛选与培育已是当务之急。常用的SPVD抗性鉴定方法是以感染SPVD的甘薯材料作为接穗,待鉴定的品种材料作为砧木,利用嫁接技术进行鉴定。由于SPVD在我国发生时间较短,目前还缺乏统一、规范、准确的SPVD抗性鉴定方法。本研究通过对两种常用嫁接方法进行比较、优化,筛选出最适方法对甘薯品种进行SPVD抗病性鉴定,调查统计甘薯品种病情指数,同时结合血清学鉴定、荧光定量RT-PCR进行验证,得到如下结果:1.两种嫁接法的比较优化在2016年、2017年对三个主栽甘薯品种分别进行侧接法和插接法试验。通过对比三个品种各时期存活率,插接法处理组各品种存活率明显高于侧接法处理组。研究发现,2016年三个品种侧接法处理组存活率均较低,说明嫁接结果并不理想,2017年侧接法处理组的存活率较前一年变化不大,略有增长,考虑与嫁接操作手法改进有关。插接法处理组2016年三个品种存活率均高于同期侧接法处理组,2017年对插接法进行了改进和完善后,各品种存活率均高于85%。除了嫁接处理后存活率更高外,插接法在实际操作中更易掌握、伤口连接处更易于固定,易于伤口愈合,优势明显。综上所述,本研究中,插接法因其操作简便,嫁接后品种存活率高,易于推广,可以将其应用于甘薯SPVD抗性鉴定中。更适用作为于人工诱导法鉴定甘薯SPVD抗病性。2.甘薯品种SPVD抗性鉴定及筛选在2016年期间采用嫁接法对渝薯1号、豫薯王等86个品种进行人工诱导侵染病毒鉴定品种SPVD抗病性,嫁接后统计各品种病株数,并根据植株症状学表现进行分级并计算病情指数,同时采集植株处理组叶片进行NCM-ELISA鉴定,分别检测SPFMV病毒和SPCSV病毒。将各品种病情指数结合血清学检测定性结果进行分类,可将供试品种分为以下几类:第一类:已感病类。此类病情指数大于27,且NCM-ELISA检测SPCSV和SPFMV两种病毒均呈阳性。包括宁紫薯1号、宁4-6、浙薯602等11个品种。第二类:未感病类。包括CT3等30个品种。病情指数在8~27,经NCM-ELISA检测后部分品种两种病毒均呈阴性,未感染SPVD。个别品种如苏薯1号、香苕等检测到SPFMV病毒,未检测到SPVSV病毒,不能确定感染SPVD。第三类:抗病类。这类品种病情指数小于8,NCM-ELISA检测结果显示供试样品两种病毒均呈阴性,未感染SPVD。2017年对2016年易已病类和抗病类共计23个极端表现品种进行二次嫁接试验,试验结果显示豫薯王、宁紫薯1号、宁4-6三个品种嫁接30天后病情指数较高,NCM-ELISA鉴定两种病毒呈阳性,表现对SPVD抗性极弱;万紫51、恩薯2号、潮薯1号三个品种30天后病情指数均低于5,NCM-ELSA鉴定未感染SPFMV和SPCSV病毒,表现对SPVD抗性极强。3.品种抗病性验证经两年甘薯品种SPVD抗性鉴定,对三个表现极易感品种和三个表现高抗品种嫁接前后叶片取样进行荧光定量RT-PCR检测,通过病毒特征引物检测样品内SPCSV和SPFMV病毒蛋白转录水平反应病毒拷贝数。在12份供试材料中,6份嫁接前材料NCM-ELISA鉴定均未感染SPCSV和SPFMV,且荧光定量RT-PCR未检测到病毒信号,确定未感染SPVD。3份极易感品种嫁接后材料NCM-ELISA结果SPFMV和SPCSV均呈阳性,荧光定量RT-PCR检测三份材料均检测到病毒信号,且表达量高,与NCM-ELISA检测结果相吻合。综合症状学病情指数、血清学定性检测、荧光定量RT-PCR病毒表达量结果,确定豫薯王、宁紫薯1号、宁4-6感病情况较重,为易感病品种。另潮薯1号、万紫51、恩薯2号嫁接后材料NCM-ELISA和荧光定量RT-PCR均未检测到SPFMV和SPCSV的共同感染,确定未感染SPVD,荧光定量RT-PCR未检测到两种病毒信号,检测结果与症状学及NCM-ELISA检测结果相吻合,说明这三个品种对SPVD表现强抗性,属于抗性较强品种。本研究通过对不同嫁接方法进行比较,筛选出最适甘薯嫁接方法并加以优化,应用于甘薯品种SPVD抗性鉴定。通过症状学病情指数与血清学定性鉴定结果相结合,对甘薯品种进行SPVD抗病性分类,同时运用荧光定量RT-PCR检测,对品种鉴定结果进行验证,提高品种SPVD抗病性筛选准确性,对未来甘薯生产和优良品种选育提供参考,为甘薯抗病育种提供重要信息。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S435.31
【部分图文】：

图 1.1 感病植株病症表型Fig.1.1Diseased plant disease phenotype1.3.4 甘薯病毒病(SPVD)传播方式及防控尽管在我国甘薯病毒病的发生时间并不久远，但是在各大甘薯产区发生较为普遍。一发病，传播极快，感染迅速；部分品种感病率可达 100%，因此，甘薯病毒病抗性育种和抗品种筛选刻不容缓。SPCSV 和 SPFMV 协同感染可导致 SPVD 的发生。其中，SPFMV 可由虫非持久性方式传播，SPCSV 可由粉風半持久性方式传播。此外，目前己知的甘薯病毒也能通过块根、嫁接及机械传播。在我国，甘薯病毒病防控主要遵循的方针是“预防为主、综合防治”，主要有以下几种措第一，加强田间检疫，尤其是对留种田进行 SPVD 鉴别，如发现感病植株应及时拔除并销第二，跨区调运种薯种苗进行严格审核，避免跨区间发生交叉感染。第三，密切观察各苗植株，加强对甘薯病毒病的识别和鉴定，发现疑似病株及时拔除，杜绝苗床出现感病苗，将田间 SPVD 的发病率降低。第四，加强对粉風和蚜虫等传播介体昆虫的防治，避免 SP在大田扩散。第五，采用脱毒甘薯进行种植，同时加强脱毒种薯繁育体系和繁育基地建设引进新型甘薯种质材料和交换选取无毒苗。第六，选育抗病甘薯品种：经嫁接法鉴定品种

1.4.5 抗性品种筛选与选育SPVD 的发生给甘薯产业带来巨大的损失，但尚未发现有效地防治手段，提高甘薯品种抗病性，选育高抗病性品种成为对抗 SPVD 的一种主要方法。据报道，非洲地区的部分地方品种对病毒病表现出抗性，在 SPVD 流行区域未出现感病症状[85]。甘薯品种 New Kawogo 是现今发现 SPVD 抗性最强的品种之一，若将此类抗性品种大规模种植，可使附近其余品种 SPVD感病几率大大降低。SPVD 由两种病毒复合侵染致病，通过不同的昆虫作为介体传播病毒，因此培育高抗性品种的工作尤为艰难。乌干达培育出了 NASPOT1 和 NASPOT11（图 2）两个著名的高抗品种[86-87]。由于该病害在我国发生时间较短，对于甘薯品种抗性鉴定、抗性品种筛选和培育目前国内处于研究的初级阶段，缺乏统一规范以及准确高效的方法。有关我国生产上的主栽甘薯品种进行抗性鉴定和筛选的报道较少。2014 年王爽等[88]利用田间人工嫁接病毒接穗法对 12 个甘薯品种进行抗性鉴定和产量损失测定，并计算出 12 个品种的病情指数，为相关种质资源品种的抗感性提供参考。2016年卢会翔等[76]利用人为摩擦病毒法对10个品种(系)进行染病处理，得出渝薯 4 号、渝薯 12 号可能为 SPVD 高抗品种；0841-14、渝薯 2 号、徐薯22、宁紫薯 1 号等感染相对较高，可能为 SPVD 易感品种(系)。

及地点西南大学薯类作物研究所提供，试验材料为紫心品种宁紫粉型品种徐薯 22。试验地点为西南大学四号网室甘薯种中等，常年种植甘薯。法试验设计及方法薯苗种植 年 5 月进行，2017 年重复。选择经病毒检测确认未感染、徐薯 22 作为砧木进行种植。试验采用随机区组设计，嫁接接种植株作为处理组，未做嫁接处理的 100 株为对如图 3.1 所示。两组均 2 株为一行，共计 50 行。每个品沟槽，共计 3 条处理组沟槽，3 条对照组沟槽。每条沟槽经过病毒检测后证明无病毒的种苗，种植示意图见图 3.槽宽 1.2m，沟槽间间距为 0.8m。栽插后，每隔 10 天观均未出现病苗。
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本文编号：2856648