CN109169039A - 培育高亲和性抗根结线虫病番茄砧木的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种培育高亲和性抗根结线虫病番茄砧木的方法，属于番茄嫁接砧木选育领域，能够解决现有抗根结线虫砧木选育方法选育出的砧木根系弱小，砧木存在生长缓慢和嫁接不亲和特性，引起番茄减产甚至绝收，难以在生产中大面积应用的问题。该技术方案包括选择特定田间病圃种植番茄砧木，通过引入根系发达程度和根结线虫发生率两个指标评价番茄砧木特性，选育出根系发达且抗根结线虫病的砧木自交系，并通过鉴别接穗对选育出的砧木自交系进行全生育期田间亲和性鉴定，得到高亲和性抗根结线虫病番茄砧木。本发明能够应用于番茄各品种的生产中。

Description

培育高亲和性抗根结线虫病番茄砧木的方法

技术领域

本发明涉及一种番茄嫁接砧木选育方法，尤其涉及一种培育高亲和性抗根结线虫病番茄砧木的方法。

背景技术

番茄是世界范围内重要的蔬菜作物之一，在我国蔬菜栽培中占有重要地位。根结线虫病是影响番茄生产的重要土传病害，根结线虫侵染番茄根部，形成膨大的根结，对寄主产生损伤，引起植株黄化、矮化、下部叶片脱落、成熟期果实小。一般可导致番茄减产20％-30％，严重时可导致绝产。通过选育具有抗病基因的番茄材料，可以很大程度上缓解根结线虫的危害。由于抗线虫基因(Mi基因家族)多存在于番茄野生种中，仅有Mi-1基因被转育到栽培番茄中，培育和改良现有的番茄品种难度较高。因此，生产中采用抗线虫砧木嫁接栽培是缓解现有品种根结线虫危害的重要手段。

目前，抗根结线虫病番茄砧木选育的主要方法是通过盆栽试验和苗期人工接种相结合的方法进行根结线虫抗病性鉴定,选育出的抗病砧木开展田间嫁接栽培试验，通过嫁接成活率评价砧木的嫁接亲和性(王绍辉,孔云,杨瑞,等.嫁接番茄抗根结线虫砧木筛选及抗性研究[J].中国蔬菜,2008,1(12):24-27.)。已报道的番茄抗线虫砧木如抗根结线虫病砧木‘线虫绝系列(1-4号)’、‘科砧1号’(王明耀,张桂海,王学颖,等.高抗根结线虫的番茄砧木新品种‘科砧1号’的选育[J].中国蔬菜,2011,1(14):80-83.)都是通过此种方法选育而成。

然而，这一方法选育的抗线虫砧木存在延迟嫁接不亲和现象，其主要是由于砧穗接合处水分运输受阻所致，番茄果实膨大期需水需肥量大，砧木根系吸收的水分养分不能满足接穗的需求，具体表现为苗期至果实膨大期嫁接亲和性好，而果实膨大期植株迅速萎蔫，黄化早衰，严重时番茄可减产60％-100％(Oda M,Maruyama M,Mori G.Water Transferat Graft Union of Tomato Plants Grafted onto Solanum Rootstocks[J].EngeiGakkai Zasshi,2006,74(6):458-463.)。因此，这些具有延迟嫁接不亲和特性的砧木品种难以在生产中推广应用。

发明内容

本发明提供了一种培育高亲和性抗根结线虫病番茄砧木的方法，该方法可有效解决现有抗根结线虫砧木选育方法选育出的砧木根系弱小，砧木存在延迟嫁接不亲和特性，引起番茄减产甚至绝收，难以在生产中大面积应用的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种培育高亲和性抗根结线虫病番茄砧木的方法，包括以下步骤：

1)选用连作番茄10年以上、根结线虫发病严重的田间病圃种植番茄砧木；

2)结合对番茄砧木多代栽培的自然选择，并在每一栽培茬口结束后，根据根系大小和根结线虫发生率两个指标评价番茄砧木特性，选育出根系发达且抗根结线虫病的砧木自交系；

3)选用亲和性差的鉴别接穗对选育出的砧木自交系进行全生育期田间亲和性鉴定，以嫁接成活率大于95％、且整个生育期不出现延迟嫁接不亲和为标准，培育得到具有高亲和性抗根结线虫病番茄砧木。

作为优选，所述田间病圃的选用标准：连续种植番茄10年以上，并且连续5年以上没有对杀灭线虫的土壤进行消毒、番茄栽培品种的根结线虫病发病率为100％。

作为优选，所述砧木自交系的根结线虫发生率为0，且根系发达。其中，所提及的根系发达是相对概念，是相对于同一栽培茬次其它砧木自交系的根系所评判的，主要表现为主根系粗壮，根系侧根、须根数量较多。

作为优选，所述鉴别接穗为‘72-69’。‘72-69’为有限生长类型番茄品种，生长势强，品质优良。研究发现部分现有砧木品种采用‘72-69’做接穗时存在延迟嫁接不亲和现象，而与‘72-69’嫁接亲和的砧木，与其它接穗嫁接亲和性好。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明利用田间病圃结合多代选择，引入根系发达程度这一指标，通过选育根系发达且抗根结线虫的番茄材料，结合多类型番茄接穗进行全生育期砧木亲和性鉴定，最终获得对有限生长类型和无限生长类型接穗具有广泛亲和性，与现有番茄栽培品种的嫁接亲和性为100％，无延迟嫁接不亲和现象。

2、由本发明选出的抗根结线虫砧木根系发达且与不同生长类型番茄接穗嫁接亲和性好，在整个生育期不存在延迟嫁接不亲和现象。比采用传统方法选育出的砧木亲和性提高了30％-50％。采用该方法选育出的砧木嫁接后产量比传统方法选育出的砧木嫁接栽培后产量提高10％-36％。

附图说明

图1中(A)为本发明实施例1提供的番茄抗线虫基因(Mi)分子标记PCR及限制性内切酶酶切检测图，其中，F1代表杂合抗线虫材料，mimi代表纯合感病材料，MiMi代表纯合抗病材料；(B)为实施例1提供的分离世代材料‘Z123-2’和‘05-1-5×123-2’中番茄抗线虫基因(Mi)限制性内切酶酶切检测图，其中1代表杂合抗线虫材料‘05-1-5×123-2’，2代表纯合抗病材料‘Z123-2’。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1抗根结线虫番茄砧木的选育

2008年-2014年，在连续种植番茄10年以上，根结线虫发病率为100％的田间病圃内连续多年进行抗线虫砧木材料筛选。其中抗病株系‘Z120-5-3’、‘Z120-5-5’、‘Z123-2’表现为植株旺盛，叶片浓绿，根部发达，根部线虫指数为0％；‘Z05-1-4’和‘Z05-1-5’表现为植株旺盛，叶片浓绿，根部发达，根部线虫指数为6％；对照‘Z121’表现为叶片发黄，植株弱小，根部线虫指数为61.2％。其中，‘Z05-1-5’在播种的12个株系中表现最为突出，植株生长旺盛，叶色浓绿，根系发达，较耐线虫，而其它株系植株长势明显不如‘Z05-1-5’，叶子黄衰，调查结果见表1。

表1 2012年秋砧木调查结果

1.2结果

通过连续6代的病圃栽培自然选择，筛选出根系发达、植株长势旺盛的抗线虫砧木自交系‘Z120-5-3’、‘Z120-5-5’和‘Z123-2’，耐线虫的自交系‘Z05-1-1、‘Z05-1-5’等，配制抗线虫砧木杂交一代组合48份。

1.2.1抗线虫基因分子鉴定

如图1所示，通过分子标记结果，可以看出‘Z123-2’含有纯合的Mi基因，‘05-1-5×123-2’含有杂合的抗线虫基因，与田间结果相吻合。

1.2.2苗期线虫接种鉴定

针对线虫发病圃可能存在线虫分布不均的情况，对选育的抗线虫砧木‘Z123-2’、‘Z05-1-5’、‘05-1-5×Z123-2’等进行苗期线虫接种鉴定，用易发病的‘Z128’、‘72-69’做对照。

1)材料与方法

试验安排在青岛市农科院，2014年3月5日将砧木‘Z123-2’、‘Z05-1-5’、‘Z05-1-5×Z123-2’和对照‘Z128’、‘72-69’等五份材料分别播种在72孔育苗穴盘中，4月10日把苗子移入30cm×30cm的营养钵中，4月15接种线虫。接种线虫时，先在植株周围打3个小孔，深度3～5cm，每孔中用移液管加入1ml线虫溶液(3000粒卵/ml)。

2)根结线虫的培养

供试根结线虫为南方根结线虫，在田间取被根结线虫侵染的番茄根，按泰勒等提供的方法经单卵块纯化，通过会阴花纹形态识别鉴定后，先接种到用无菌土盆栽的易感线虫品种欧美圆的根际，生长50d后待番茄根系出现明显根瘤时，取出根系，采用刘维志的方法从番茄根部分离南方根结线虫的卵，在恒温箱里孵化，期间随时进行观察，3～4d待卵孵化成二龄幼虫后,计数备用。用蒸馏水调整根结线虫的浓度为1000条/ml。

3)接种

选移栽成活后生长一致的植株用培养好的二龄幼虫进行接种，在植株的根际周围用打孔器打孔(3孔/盆，孔的深度为3cm)，每个孔中接种浓度为1000条/ml的线虫溶液1ml，每株接种3000条。

4)单株病情分级及防治效果计算

5月20号，调查根结线虫病的发病情况，采用根结线虫病的病情分级标准，计算病情指数。

5)结果

结果如表2所示，‘Z123-2’和‘Z05-1-5×Z123-2’的植株长势正常，抗线虫病情指数是0，而‘Z05-1-5’和‘72-69’抗线虫病情指数分别是12.9％和53.1％。这个结果符合‘Z123-2’和‘Z05-1-5×Z123-2’含有抗线虫基因，而‘Z05-1-5和对照‘72-69’没有抗线虫基因的分子标记鉴定。‘Z123-2’和‘Z05-1-05’在中国农科院花卉研究所进行抗线虫接种鉴定，结果是‘Z123-2’抗线虫，‘Z05-1-05’不抗线虫。

表2供试砧木线虫病情指数调查结果

实施例2砧木嫁接亲和性的鉴定

前期研究发现，用‘72-69’做接穗嫁接不同砧木后，会出现砧木根系营养吸收的速率不及接穗果实的发育速率，导致亲和性不好。表现为嫁接亲和性好的砧木嫁接后会植株生长正常；而嫁接亲和性不好的砧木嫁接后苗期和果实膨大前期植株生长旺盛，而果实膨大后期出现植株萎蔫甚至死亡的不亲和现象。

2.1材料与方法

2012年春季，用‘72-69’做接穗对48个砧木杂交组合做了嫁接亲和性试验。试验安排在青岛农科院，2月4日，将番茄砧木和接穗品种分别播种在育苗盘中。3月10日，采用套管嫁接法进行嫁接。4月2日，把嫁接苗定植，每畦种20棵，小区面积3.6平方米。

2.2嫁接亲和性结果

2.2.1田间生长情况

试验结果表明，用‘Z120-5-3’、‘Z120-5-5’为母本做的27个杂交组合跟接穗‘72-69’存在嫁接不亲和的现象，统计结果如表3所示,表现为苗期生长正常,在果实膨大后期出现整棵植株萎蔫,逐渐死亡的现象，说明‘Z120-5-3’、‘Z120-5-5’做的砧木杂交组合不适用于嫁接‘72-69’；而‘Z121’、‘Z128’、‘Z123-2粉’、‘Z122-3粉’做母本的砧木嫁接后亲和性较好，产量如表3所示，其中‘Z123-2×Z05-1-5’、‘Z123-2×Z05-1-1’生长旺盛，叶色浓绿，产量最高，比对照增产72.2％，根系发达，线虫指数调查为0，而对照砧木‘Z121’的线虫发生严重，根部肿大，叶片发黄，植株瘦弱甚至死亡。

表3 2012年春嫁接亲和性调查

实施例3验证试验

不同类型接穗对砧木‘Z 05-1-5×Z 123-2’嫁接亲和性鉴定

3.1材料和方法

2013年春、2013年秋，在青岛农科院钢管棚内，分别利用‘青研番茄一号’、‘粉莎二号’做接穗对砧木‘Z 05-1-5×Z 123-2’进行嫁接品比试验。‘青研番茄一号’早熟，果实膨大快，用于做接穗，对砧木要求严格，可以选出亲和性强的砧木。栽培的小区面积是3.6平方米，株距0.3米，行距0.6米，每畦种20棵，分3次重复。

3.2试验结果

3.2.1‘青研番茄一号’做接穗

2013年春，用‘青研番茄一号’做接穗，‘Z123-2×Z 05-1-5’、‘Z 05-1-5×Z123-2’、‘Z128’、‘Z128×Z 09-3’做砧木，分三次重复进行嫁接生产试验。‘Z05-1-5×Z 123-2’做砧木比对照增产10.1％，结果如表4所示，砧木‘Z128’、‘Z128×Z 09-3’不抗线虫，产量分别降低-16.6％和-19.9％，并且利用‘Z 05-1-5×Z123-2’嫁接‘青研番茄一号’后的植株长势明显好于未嫁接的对照。

表4 2013年春青研番茄一号做接穗嫁接结果

注：‘Z128’、‘Z128×Z 09-3’都不抗线虫，嫁接后线虫发生严重

3.2.2‘粉莎二号’做接穗

2013年秋，用‘粉莎二号’做接穗，进行嫁接亲和性试验，根据表5数据看出，‘Z05-1-5×Z123-2’做砧木比自根对照增产36.1％，对照‘Z128’比自根减产33.2％。

表5 2013年秋‘粉莎二号’做接穗嫁接结果

综上所述，采用本发明方法通过采用不同的无限生长类型和有限生长类型番茄品种做接穗，进行全生育期嫁接亲和性鉴定，最终选育出了嫁接亲和性高，根系发达的抗线虫砧木‘Z 05-1-5×Z 123-2’。

Claims (4)

1.一种培育高亲和性抗根结线虫病番茄砧木的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选用连作番茄10年以上、根结线虫发病严重的田间病圃种植番茄砧木；

2)结合对番茄砧木多代栽培的自然选择，并在每一栽培茬口结束后，根据根系大小和根结线虫发生率两个指标评价番茄砧木特性，选育出根系发达且抗根结线虫病的砧木自交系；

3)选用亲和性差的鉴别接穗对选育出的砧木自交系进行全生育期田间亲和性鉴定，以嫁接成活率大于95％、且整个生育期不出现延迟嫁接不亲和为标准，培育得到具有高亲和性抗根结线虫病番茄砧木。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述田间病圃的选用标准：连续种植番茄10年以上，并且连续5年以上没有对杀灭线虫的土壤进行消毒、番茄栽培品种的根结线虫病发病率为100％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述砧木自交系的根结线虫发生率为0，且根系发达。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鉴别接穗为‘72-69’。