黄瓜嫁接砧木对南方根结线虫的抗性鉴定

摘 要：收集国内外黄瓜嫁接砧木20份，采用自然鉴定和人工接种鉴定，对其抗南方根结线虫能力进行鉴定评价。结果表明，无论自然鉴定和人工接种鉴定，所有供试砧木均表现为感病，通过聚类分析进一步划分为低感、中感和高感3种类型；按照隶属函数值大小，云南黑籽南瓜、黒タネ南瓜、エイブル抗南方根结线虫能力较强，ジャスト、青研1号和雪砧金刚F1较弱；人工接种鉴定和隶属函数值运用相结合，鉴定结果更准确可靠。

关键词：黄瓜；砧木；南方根结线虫；抗性鉴定

中图分类号：S436.421 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.07.017

Resistantce Evaluation of Rootstocks for Cucumber Grafting to Meloidogyne incognita

WANG Yan-yan1， WEI Min1，2， SHI Wei1， TIAN Fa-ming1， LI Yan1，2

（1.College of Horticultural Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Tai’an， Shandong 271018， China； 2.Scientific Observing and Experimental Station of Envriment Controlled Agricultural Engineering in Huang-Huai-Hai Region， Ministry of Agriculture， P.R. China， Tai’an， Shandong 271018， China）

Abstract： Twenty cucumber rootstocks collected from home and abroad were analyzed to evaluate their capacity in resistance to Meloidogyne incognita using natural identification and artificial inoculation identification. The result showed that all of the rootstocks were susceptible and could be divided into three classes： low sensitive， middle sensitive， and highly sensitive through clustering analysis； according to the value of membership function methods， ‘Figleaf gourd’， ‘Kurotane’ and ‘Eibulu’ had a stronger resistance capacity， while ‘Shiasuto’， ‘Qingyan No.1’， and ‘xuezhenjingang F1’with a weaker one. Association of artificial inoculation identification with membership function methods could give more accurate result.

Key words： cucumber； rootstock； Meloidogyne incognita； resistance identification

黄瓜（Cucumis sativus L. cv.）是我国设施主栽蔬菜，长期连作导致病虫害发生严重。根结线虫是黄瓜的主要连作土传病害之一，发病后减产20%～30%，严重时甚至绝产[1]。危害我国北方蔬菜的主要是南方根结线虫（Meloidogyne incognita）[2-4]，但在黄瓜栽培种中目前尚未发现抗南方根结线虫的资源，因此利用抗性砧木嫁接是减轻根结线虫危害的一条有效途径。

目前，生产中应用的黄瓜嫁接砧木种类较多，但对其抗根结线虫能力缺乏系统评价。前人比较蔬菜的抗根结线虫能力，主要通过田间自然鉴定，以病情指数作为评价指标[5-7]。然而，单一评价指标往往不够准确，需要将多指标综合考虑[8]。隶属函数值法可以对多个指标进行综合运算，从而使抗性鉴定更科学[9-10]。本试验采用自然鉴定和人工接种鉴定，引入隶属函数值，对国内外20个黄瓜嫁接砧木抗南方根结线虫能力进行了鉴定，以期为生产应用提供依据，同时为深入研究砧木抗性机理奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试黄瓜嫁接砧木20个，名称及来源见表1。

南方根结线虫卵粒采用刘维志[11]方法从番茄根结线虫病株中分离，制备悬浮液，于显微镜下计数备用。 1.2 试验处理

1.2.1 自然鉴定 试验于2011年3—6月在山东农业大学园艺试验站日光温室内进行。将砧木种子浸种、催芽，播种于50孔穴盘中，于4月27日（两叶一心）定植到根结线虫病发生严重的温室土壤中，每品种15株，田间常规管理。

1.2.2 人工接种鉴定 试验于2011年9—11月在山东农业大学园艺试验站日光温室内进行。将砧木种子浸种、催芽，播种于50孔穴盘中。9月25日（两叶一心时），选取长势一致的植株移栽到直径30 cm、高20 cm塑料盆中，每品种25盆，每盆2株，盆内装高温灭菌介质（砂∶土壤=1∶2）。10月2日，选其中10盆采用根际打孔法[12]接种南方根结线虫，每株4 000个卵粒，另外10盆接等量清水作对照。接种后田间管理相同。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生长指标 人工接种鉴定于接种线虫前1 d随机取5盆，测定株高、茎粗、地上部鲜质量和根鲜质量，记作t。接种线虫后50 d，各取生长一致的未接种、接种砧木8盆，测量指标同上，分别记作T0和T1，按下式计算绝对生长量。

绝对生长量=[（T1- t）/（T0- t）]×100%

1.3.2 抗病指标 自然鉴定于6月16日取样（定植后50 d），参照Bridge 等[13]方法测定病情指数。0级：植株根系上无根瘤；1级：1%～20%的根系上有根瘤；2级：21%～50%的根系上有根瘤；3级：51%～80%的根系上有根瘤；4级：81%～90%的根系上有根瘤；5级：91%～100%的根系上有根瘤。

人工接种鉴定于11月21日取样（接种线虫后50 d），在测定生长指标的同时，参照毛爱军等[14]方法评价其抗病性。0级：根部无根瘤；1级：根部形成1～2个根瘤；2级：根部形成3～10个根瘤；3级：根部形成11～30个根瘤；4级：根部形成31～100个根瘤；5级：根部形成根瘤数超过100个。

病情指数（DI）=∑（各病级植株数×该级数）/（调查总株数×最重病级数值）×100

根据病情指数将群体抗性划分为5级[14]：病情指数等于0为免疫，0～10为高抗，10～30为抗病，30～50为中抗，50以上为感病。

采用Boiteux等[15]方法计算根结指数（GI）、卵粒指数（EI）和线虫繁殖系数（RF）。

GI=单株根结数/单株根鲜质量

EI=单株卵粒数/单株根鲜质量

RF=单株卵粒数/单株卵接种量

1.3.3 隶属函数值X（μ） 隶属函数值计算参照陈荣敏等[16]方法。计算公式为：

X （μ） = （X - Xmin ） / （Xmax - Xmin ） （1）

X（μ） = 1 - （X - Xmin ） /（Xmax - Xmin ） （2）

其中X为砧木某一指标的测定值，Xmax为所有供试砧木该指标的最大值，Xmin为所有供试砧木该指标的最小值。若所测指标与植物的抗病性呈正相关，则采用（1）式计算，反之则用（2）式。隶属函数值越大，表明抗南方根结线虫能力越强。

1.4 数据分析

用Excel 2007软件进行数据处理；采用SAS9.1.3软件进行聚类分析和方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同砧木抗南方根结线虫的自然鉴定

相同条件下，病情指数越大，说明抗病性越弱。由表2可以看出，20个砧木的病情指数均在50.00以上，表现感病，但不同砧木间差异较大。其中，ジャスト 、きらめき、甜砧、雪砧金刚F1和青研一号的病情指数较大，抗病性较弱；黒タネ南瓜、エイブル、北农金凤凰和云南黑籽南瓜病情指数较小，其抗病性较强。

根据病情指数进行聚类分析，当阈值为5.94时（SPRSQ=0.17），可将20个砧木的抗线虫能力分为低感、中感和高感3类（图1），低感材料包括黒タネ南瓜、エイブル、北农金凤凰和云南黑籽南瓜；中感材料包括铁力砧F1、共生新一代 Z102、掘京隆、火凤凰、南瓜砧木2号、力王台木F1和神力台木；高感材料包括ジャスト、シエルパ、きらめき、中原共生 F1、长青藤F1、铁甲砧木王、甜砧、雪砧金刚F1和青研一号。

2.2 不同砧木抗南方根结线虫的人工接种鉴定

由表3可知，人工接种南方根结线虫后，砧木幼苗株高、茎粗、地上部和根鲜质量的绝对生长量均受到不同程度影响，彼此间差异显著，其中以ジャスト和青研一号抗病能力较弱，黒タネ南瓜、北农金凤凰、云南黑籽南瓜和火凤凰抗病能力较强。从变异系数大小可以看出，根结线虫侵染对砧木根系生长的影响较大，对茎粗的影响较小。

从表4可以看出，20个砧木的病情指数（DI）均大于50，表现为感病，但不同抗病指标DI、GI、EI和RF存在明显差异。比较变异系数，根结指数的变异系数最大，为55.59%，病情指数变异较小，仅13.16%，说明根结指数更能反映砧木的抗病能力。

以4个抗病指标（DI、GI、EI和RF）进行聚类分析（图2—Ⅰ，当阈值为128.53时（SPR SQ=0.04），可将砧木分为低感、中感和高感3类，低感砧木包括黒タネ南瓜、エイブル、北农金凤凰、云南黑籽南瓜、火凤凰和神力台木；中感砧木包括铁力砧F1、共生新一代 Z102、中原共生 F1、掘京隆、火凤凰、南瓜砧木2号、铁甲砧木王和力王台木F1；高感砧木包括ジャスト、シエルパ、きらめき、长青藤F1、甜砧、雪砧金刚F1和青研一号。

以GI为指标进行聚类分析，当阈值为1.92时（SPRSQ=0.03），聚类结果与采用4个抗病指标相同，表明GI能较准确地反映砧木的抗病能力（图2—Ⅲ）。

以DI为指标进行聚类分析，当阈值为7.00时（SPRSQ=0.03），可将砧木分为低感、中感和高感3类（图2—Ⅱ），但结果与采用4个抗病指标的聚类分析结果存在差异：采用4个抗病指标被定为低感的‘北农金凤凰’和‘火凤凰’，这里属于中感类型，其他砧木的聚类结果一致。

以绝对生长量为指标进行聚类分析，当阈值为12.53时（SPRSQ=0.04），将砧木分为低感、中感和高感3类（图2—Ⅳ）。低感包括黒タネ南瓜、エイブル、北农金凤凰和云南黑籽南瓜；中感包括北农金凤凰、铁力砧F1、共生新一代 Z102、中原共生 F1、长青藤F1、掘京隆、火凤凰、南瓜砧木2号、铁甲砧木王、力王台木F1和神力台木；高感包括ジャスト、シエルパ、きらめき、甜砧、雪砧金刚F1和青研一号。结果与采用4个抗病指标有一定差异。

2.3 不同砧木对南方根结线虫抗性的综合评价

表5列出了20个砧木绝对生长量和抗线虫指标的隶属函数值。其中，云南黑籽南瓜的隶属函数值最大，为7.90，表明其抗根结线虫的能力最强；ジャスト的隶属函数值最小，仅为0.5，说明其抗根结线虫能力最差。其他砧木的抗线虫能力由强至弱依次为：黒タネ南瓜、エイブル、北农金凤凰、神力台木、火凤凰、力王台木F1、掘京隆、共生新一代 Z102、中原共生 F1、铁力砧F1、南瓜砧木2号、铁甲砧木王、长青藤F1、シエルパ、きらめき、甜砧、雪砧金刚F1、青研一号。

3 结论与讨论

前人对瓜类作物的抗根结线虫能力，进行过较多研究并划分为不同的类型。沈镝等[6]根据病情指数，同时参照群体抗性评价标准，将供试黄瓜和南瓜砧木划分为中抗和感病两种类型。霍雨猛等[7]根据病级指数，并参照与前者不同的群体抗病评价标准，鉴定所有供试南瓜砧木为高感。顾兴芳等[5]依据病情指数，将供试黄瓜嫁接砧木的抗性分为中抗、感病和高感。金国良等[17]运用根结指数对瓜类砧木进行抗性鉴定，确定为较耐和易感两种类型。由此可见，采用不同的抗性评价指标，最后的鉴定结果差异很大，相互之间难以横向比较。由于线虫侵染对不同评价指标的影响不一致[8， 18-19 ] ，单一评价指标往往很难准确反映植株的抗线虫能力。聚类分析可以根据一个或几个能够反映研究对象抗性能力的统计量，按距离远近或性质相似的原则将研究对象分为不同的类别，排除了人为制定标准不一致造成的干扰[8，20]，但无法判断抗性能力的大小顺序。隶属函数法将多个指标转换成彼此独立的因子，进而计算出综合评价值，可直观反映植株的抗病能力和强弱顺序，因此被广泛应用于抗性评价过程中[16， 21-22]。

本试验将自然鉴定和人工接种鉴定相结合，采用毛爱军等[14]的评价标准，20种砧木材料全部被鉴定为感病类型。若根据许向阳等[23]的评价标准，20种砧木也同属感病；根据沈镝等[6]的评价标准，20种砧木均为高感；依据叶航等[24]的评价标准，20种砧木分属感病和易感两类；而依据王仁刚等[25]和叶德友等[26]的评价标准，20种砧木则被分成感病和高感两类。由此可知，无论采取何种评价标准，本试验采用的20种砧木均属感病类型，但通过聚类分析，可以再分为低感、中感和高感3类。

本试验应用隶属函数值法评价结果表明，云南黑籽南瓜、黒タネ南瓜、エイブル抗根结线虫能力较强，雪砧金刚F1、青研一号、ジャスト抗性较弱。不同砧木对根结线虫的抗性差异机理，有待进一步研究。

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