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摘 要 在对我国木薯主栽区的调查中发现，疫霉根腐病在云南、海南、广西、广东等地普遍发生，已经成为木薯产业中一个值得关注的新问题。采用室内离体接种法进行了59份木薯种质的抗性评价，结果发现仅有6份种质为高抗，占10.20%，11份种质为高感，占18.64%，大部分种质均表现出一定程度的感病性。田间活体接种进一步证明SC11为高抗，而GR4为高感。
关键词 木薯 ；疫霉根腐病 ；分布 ；抗性评价
分类号 S533
Survey on Cassava Root Rot of Pytophthora palmivora and
Resistance Evaluation on 59 Cassava Germplasms
LI Chaoping1） SHI Tao1） DUAN Chunfang2） CAI Jimiao1） HUANG Guixiu1）
（1 Environment and Plant Protection Institute/
Key Laboratory of Integrated Pest Management on Tropical Crops/
Ministry of Agriculture，Hainan Key Laboratory for Monitoring and Control of
Tropical Agricultural Pests， CATAS， Haikou， Hainan， 571101；
2 Institute of Tropical and Subtropical Economical Crops，
Yunnan Academy of Agricultural Sciences， Baoshan， Yunnan， 678000）
Abstract The survey for cassava root rot of Pytophthora palmivora was finished in our research， and this disease widely happened in Yunnan， Hainan， Guangxi and Guangdong provinces， which had became a new important obstacle of cassava industry. Using in vitro inoculation method in lab， the resistant evaluation of fifty-nine cassava germplasms was finished. The results showed only six kinds of germplasms were high resistant and the proportion was 10.20 %， eleven kinds of germplasms were high susceptible and the proportion was 18.64 %. Most of the germplasms showed certain degree of susceptibility. The vivo inoculation result confirmed cassava germplasms SC11 was high resistant and GR4 was high susceptible， and this test was studied on living plants in field.
Keywords cassava ； root rot ； distribution ； resistance evaluation
木薯（Manihot esculenta Crantz）为大戟科（Euphorbiaceae）木薯属灌木状多年生作物，起源于热带美洲，是和马铃薯、甘薯并称的世界上三大薯类作物之一。木薯广泛栽培于热带和部分亚热带地区，世界上约有6亿人口以木薯为主食[1]。19世纪20年代前后，木薯首次传入我国广东省高州地区，随后传入海南，之后传入广西等地区。木薯具有耐旱、耐贫瘠、抗逆性好、产量高等优点，因此种植范围很快扩大到整个华南地区，目前是我国热区重要的经济作物之一。据国家木薯产业体系的统计，2013年种植面积47.33万hm2，鲜薯总产量1 054.7万t。木薯块根富含淀粉，是主要的收获物，在我国主要用于生产淀粉和酒精，目前是国内最大的生物能源产业。我国的木薯产量不能满足市场需求，近年来一直是世界上最大的进口国[2]，据海关统计，2013年我国共进口木薯约738.9万t，价值约18.3亿美元[3]。我国国内木薯种植业对于保障国内市场供给和掌握国际木薯定价权具有重要意义。
由疫霉菌（Phytophthora spp）侵染引起的根腐病是木薯生产中的常见病害，广泛发生于世界各个木薯种植区，拉丁美洲、亚洲和非洲的部分地区，为害尤为严重。GUO等[4]于2010年首次在我国海南发现由棕榈疫霉（Pytophthora palmivora）侵染引起的木薯根腐病，但该病在我国尚缺少研究。笔者们开展了疫霉根腐病在我国木薯种植区的发生危害调查，并在收集国内木薯主栽种质的基础上，开展了种质的抗性评价工作，为生产上种质选择以及抗性育种等研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
木薯种质共59份，由中国热带农业科学院热带作物品种与资源研究所和广西木薯研究所提供。棕榈疫霉菌株CRHNO1由中国热带农业科学院环境与植物保护研究所提供，分离自海南省儋州市的发病木薯块根。病原菌培养采用PDA培养基（配方参照《植病研究方法》[5]）。 各木薯种质栽种于海南省儋州市中国热带农业科学院环境与植物保护研究所基地，按照常规方法进行田间管理。CRHNO1在PDA培养基平板中28℃培养7 d，用灭菌的打孔器在菌落边缘打取直径约0.4 cm菌饼，备用。
1.2 方法
1.2.1 木薯根腐病调查
2010～2014年，于每年的12月至次年的3月木薯收获季节，在广西、广东、海南、云南等省区的木薯种植园开展木薯根腐病的调查。参照《植病研究方法》[4]，采用五点取样法进行，按照以下的标准对危害程度进行分级。-：无病害；+轻度受害，株发病率0～30%；++：中度受害，株发病率30%～60%；+++：严重受害，株发病率60%以上。
1.2.2 室内离体接种
木薯种植8个月后，挖取健康、薯形一致、直径约4.5 cm的块根。将各个块根先用自来水冲洗3遍，然后在4 %次氯酸钠溶液中消毒3 min，再用无菌水冲洗3次，晾干备用。在木薯块根上用打孔器打取一个直径约0.6 cm、长约0.5 cm的薯钉。拔出薯钉，接种1个菌饼（菌丝面朝下）并盖回薯钉，在接种处表面放一小团用无菌水湿润的灭菌脱脂棉进行保湿处理，28 ℃培养7 d，以同样大小的无菌PDA培养基块做对照。每个块根接种3个菌饼，每个种质3根块根，重复3次。
7 d后去掉脱脂棉，从接种部位将块根横切，观察发病情况，按照以下标准进行分级。0级：发病面积占横切面的1/16以下；1级：发病面积占薯块横切面的1/16～1/8；2级：发病面积占薯块横切面的1/8～1/4；3级：发病面积占薯块横切面的1/4～1/2；4级：发病面积占薯块横切面的1/2-3/4；5级：发病面积占薯块横切面的3/4以上。按照以下公式计算各种质的病情指数（DI）。DI=（∑各病级数×病级值）/（调查总数×最高级别值）×100。计算各种质的平均数和标准差。按照以下标准进行抗性评价。高抗（HR）：DI≤20；抗病（R）：20.1≤DI≤40.0；中感（MS）：40.1≤DI≤60.0；感病（S）：60.1≤DI≤80.0；高感（HS）：DI≥80.1。
1.2.3 田间活体接种
木薯种植8个 月后，扒开块根表面的土壤，参照前述的方法进行接种，每个种质接种5株，每株接种3根块根，重复3次。接种后重新覆盖土壤，7 d后调查并按前述方法进行抗性分级。
2 结果与分析
2.1 木薯根腐病调查
调查结果表明，根腐病在我国云南、海南、广东和广西等木薯主产区均有发生，其中云南保山、德宏，海南儋州等地部分田块危害严重。主栽品种中，华南205受害尤为严重，2010年11月在海南省儋州市的株发病率约35%，而2011年5月该品种在云南省德宏州畹町镇新开垦山坡地的株发病率超过80%（表1）。
2.2 木薯种质抗性评价
采用室内离体接种法评价了59份木薯种质对根腐病的抗性。结果表明：越南KM98-1、305、华南11号、罗勇9号、241等6份种质为高抗，占10.20%；抗病种质有16份，占27.12%；中感种质有10份，占16.95%；感病种质有16份，占27.12%；桂热4号、H72、346、华南5号、华南9号、204、304、Col2011、163、H680和BRA12等11份种质为高感，占18.64%（表2）。
根据离体接种结果，选择华南11号和桂热4号进行田间活体接种，结果华南11号的病情指数为（18.1±0.2），属于高抗，而桂热4号的病情指数为（83.5±0.3），属于高感（图1）。
3 结论与讨论
疫霉菌根腐病是我国木薯生产中的新发病害，笔者们的调查发现，该病已在我国木薯主栽区普遍发生，云南和海南地区部分田块危害严重，已经成为相关产业发展中值得重视的一个新问题。采用抗病品种是作物生产中病害防治的有效方法之一。根腐病严重危害木薯，国外研究者开展了种质选育等方面的大量工作。1990年巴西农业研究中心培育出两个抗根腐病种质IM-175和IM-158，辅以合理的栽培管理措施，使用这两个种质能够挽回约80%的产量损失[6]。Lozano等[7]也从126个木薯种质中筛选到6个对P. palmivora、P.melonis和P. tropicalis高抗的品种。本研究进行了59份木薯种质对棕榈疫霉根腐病菌的人工抗性评价，发现仅有10.20%的种质（6份）表现为高抗，而绝大多数种质均表现出不同程度的感病性。这些抗性种质均可供生产上选择种植或用作进一步种质培育的材料。
根腐病菌虽然在木薯整个生长周期均可为害，但收获时块根的发病情况是木薯种植户最为关注的。常规的田间菌液灌根接种时，由于块根形成周期长、接种体在田间分布不均匀，以及受天气、人为因素等影响，因此评价结果很难准确反映种质之间的抗性差异情况。研究者多采用离体接种来评价种质的抗性，Elizabeth A等[8]采用离体接种进行了木薯根腐病的病原鉴定。CIAT的研究者采用水培法种植木薯，在营养液中接种病原菌，通过检测块根表皮上病菌的定殖情况来评价种质抗性[9]。Lima等[10]选用种植40 d的木薯，通过茎杆接种法进行了其对疫霉菌的抗性评价，从96份种质中筛选到3份具有较好抗性的种质。项目组前期调查发现，当华南205种植在土质粘重、排水不良的田块时，受根腐病为害尤为严重，但室内抗性评价结果表明其为中感，造成这种差异的原因可能是环境因素的影响或者病原菌菌株有所不同所造成的。田间条件下，根腐病菌的危害机理和种质发病情况，还需要进行进一步的研究。
参考文献
[1] Mansfield J ， Genin S， Magori S， et al. Top 10 plant pathogenic bacteria in molecular plant pathology[J]. Molecular Plant Pathology， 2012， 13（6）： 614-629. [2] 王 蔚. 我国培育成功转基因木薯[N]. 陕西科技报，2008-11-04.
[3] 农业部发展南亚热带作物办公室. 海关数据： 2013年1至12月木薯进口量. [EB/OL]. http：//www.troagri.com.cn/Articles.php？url=ADkNYgZpVTxQalRmUzsHMA%3D%3D.
[4] Guo H， Li C P， Shi T， et al. First report of Pytophthora palmivora causing root rot of cassava in China[J]. Plant disease， 2012， 96（7）： 1 072.
[5] 方中达. 植病研究方法（第3版）[M]. 北京：中国农业出版社，1998.
[6] Lozano J C. Outbreak of cassava diseases and losses induced[J]. Fitopathol. Brasil， 1991（14）： 7-11.
[7] Lozano J C. Overview of integrated cassava diseases[J]. Fitopathol. Brasil， 1992（17）： 18-22.
[8] Elizabeth A. Characterizing the Phytophthora spp， fungus， causal agent of root rot disease in Cassava[J]. Plant Disease， 2011（4）： 423-428
[9] CIAT. About Cassava Research. [EB/OL]http：//ciat.cgiar.org/cassava-research/.
[10] Lima M F， Takatsu A，Reifschneider F J B. Reaction of cassava genotypes to Phytophthora dreschleri[J]. Fitopatologia Brasileira， 1995（20）： 406-415.
关键词 木薯 ；疫霉根腐病 ；分布 ；抗性评价
分类号 S533
Survey on Cassava Root Rot of Pytophthora palmivora and
Resistance Evaluation on 59 Cassava Germplasms
LI Chaoping1） SHI Tao1） DUAN Chunfang2） CAI Jimiao1） HUANG Guixiu1）
（1 Environment and Plant Protection Institute/
Key Laboratory of Integrated Pest Management on Tropical Crops/
Ministry of Agriculture，Hainan Key Laboratory for Monitoring and Control of
Tropical Agricultural Pests， CATAS， Haikou， Hainan， 571101；
2 Institute of Tropical and Subtropical Economical Crops，
Yunnan Academy of Agricultural Sciences， Baoshan， Yunnan， 678000）
Abstract The survey for cassava root rot of Pytophthora palmivora was finished in our research， and this disease widely happened in Yunnan， Hainan， Guangxi and Guangdong provinces， which had became a new important obstacle of cassava industry. Using in vitro inoculation method in lab， the resistant evaluation of fifty-nine cassava germplasms was finished. The results showed only six kinds of germplasms were high resistant and the proportion was 10.20 %， eleven kinds of germplasms were high susceptible and the proportion was 18.64 %. Most of the germplasms showed certain degree of susceptibility. The vivo inoculation result confirmed cassava germplasms SC11 was high resistant and GR4 was high susceptible， and this test was studied on living plants in field.
Keywords cassava ； root rot ； distribution ； resistance evaluation
木薯（Manihot esculenta Crantz）为大戟科（Euphorbiaceae）木薯属灌木状多年生作物，起源于热带美洲，是和马铃薯、甘薯并称的世界上三大薯类作物之一。木薯广泛栽培于热带和部分亚热带地区，世界上约有6亿人口以木薯为主食[1]。19世纪20年代前后，木薯首次传入我国广东省高州地区，随后传入海南，之后传入广西等地区。木薯具有耐旱、耐贫瘠、抗逆性好、产量高等优点，因此种植范围很快扩大到整个华南地区，目前是我国热区重要的经济作物之一。据国家木薯产业体系的统计，2013年种植面积47.33万hm2，鲜薯总产量1 054.7万t。木薯块根富含淀粉，是主要的收获物，在我国主要用于生产淀粉和酒精，目前是国内最大的生物能源产业。我国的木薯产量不能满足市场需求，近年来一直是世界上最大的进口国[2]，据海关统计，2013年我国共进口木薯约738.9万t，价值约18.3亿美元[3]。我国国内木薯种植业对于保障国内市场供给和掌握国际木薯定价权具有重要意义。
由疫霉菌（Phytophthora spp）侵染引起的根腐病是木薯生产中的常见病害，广泛发生于世界各个木薯种植区，拉丁美洲、亚洲和非洲的部分地区，为害尤为严重。GUO等[4]于2010年首次在我国海南发现由棕榈疫霉（Pytophthora palmivora）侵染引起的木薯根腐病，但该病在我国尚缺少研究。笔者们开展了疫霉根腐病在我国木薯种植区的发生危害调查，并在收集国内木薯主栽种质的基础上，开展了种质的抗性评价工作，为生产上种质选择以及抗性育种等研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
木薯种质共59份，由中国热带农业科学院热带作物品种与资源研究所和广西木薯研究所提供。棕榈疫霉菌株CRHNO1由中国热带农业科学院环境与植物保护研究所提供，分离自海南省儋州市的发病木薯块根。病原菌培养采用PDA培养基（配方参照《植病研究方法》[5]）。 各木薯种质栽种于海南省儋州市中国热带农业科学院环境与植物保护研究所基地，按照常规方法进行田间管理。CRHNO1在PDA培养基平板中28℃培养7 d，用灭菌的打孔器在菌落边缘打取直径约0.4 cm菌饼，备用。
1.2 方法
1.2.1 木薯根腐病调查
2010～2014年，于每年的12月至次年的3月木薯收获季节，在广西、广东、海南、云南等省区的木薯种植园开展木薯根腐病的调查。参照《植病研究方法》[4]，采用五点取样法进行，按照以下的标准对危害程度进行分级。-：无病害；+轻度受害，株发病率0～30%；++：中度受害，株发病率30%～60%；+++：严重受害，株发病率60%以上。
1.2.2 室内离体接种
木薯种植8个月后，挖取健康、薯形一致、直径约4.5 cm的块根。将各个块根先用自来水冲洗3遍，然后在4 %次氯酸钠溶液中消毒3 min，再用无菌水冲洗3次，晾干备用。在木薯块根上用打孔器打取一个直径约0.6 cm、长约0.5 cm的薯钉。拔出薯钉，接种1个菌饼（菌丝面朝下）并盖回薯钉，在接种处表面放一小团用无菌水湿润的灭菌脱脂棉进行保湿处理，28 ℃培养7 d，以同样大小的无菌PDA培养基块做对照。每个块根接种3个菌饼，每个种质3根块根，重复3次。
7 d后去掉脱脂棉，从接种部位将块根横切，观察发病情况，按照以下标准进行分级。0级：发病面积占横切面的1/16以下；1级：发病面积占薯块横切面的1/16～1/8；2级：发病面积占薯块横切面的1/8～1/4；3级：发病面积占薯块横切面的1/4～1/2；4级：发病面积占薯块横切面的1/2-3/4；5级：发病面积占薯块横切面的3/4以上。按照以下公式计算各种质的病情指数（DI）。DI=（∑各病级数×病级值）/（调查总数×最高级别值）×100。计算各种质的平均数和标准差。按照以下标准进行抗性评价。高抗（HR）：DI≤20；抗病（R）：20.1≤DI≤40.0；中感（MS）：40.1≤DI≤60.0；感病（S）：60.1≤DI≤80.0；高感（HS）：DI≥80.1。
1.2.3 田间活体接种
木薯种植8个 月后，扒开块根表面的土壤，参照前述的方法进行接种，每个种质接种5株，每株接种3根块根，重复3次。接种后重新覆盖土壤，7 d后调查并按前述方法进行抗性分级。
2 结果与分析
2.1 木薯根腐病调查
调查结果表明，根腐病在我国云南、海南、广东和广西等木薯主产区均有发生，其中云南保山、德宏，海南儋州等地部分田块危害严重。主栽品种中，华南205受害尤为严重，2010年11月在海南省儋州市的株发病率约35%，而2011年5月该品种在云南省德宏州畹町镇新开垦山坡地的株发病率超过80%（表1）。
2.2 木薯种质抗性评价
采用室内离体接种法评价了59份木薯种质对根腐病的抗性。结果表明：越南KM98-1、305、华南11号、罗勇9号、241等6份种质为高抗，占10.20%；抗病种质有16份，占27.12%；中感种质有10份，占16.95%；感病种质有16份，占27.12%；桂热4号、H72、346、华南5号、华南9号、204、304、Col2011、163、H680和BRA12等11份种质为高感，占18.64%（表2）。
根据离体接种结果，选择华南11号和桂热4号进行田间活体接种，结果华南11号的病情指数为（18.1±0.2），属于高抗，而桂热4号的病情指数为（83.5±0.3），属于高感（图1）。
3 结论与讨论
疫霉菌根腐病是我国木薯生产中的新发病害，笔者们的调查发现，该病已在我国木薯主栽区普遍发生，云南和海南地区部分田块危害严重，已经成为相关产业发展中值得重视的一个新问题。采用抗病品种是作物生产中病害防治的有效方法之一。根腐病严重危害木薯，国外研究者开展了种质选育等方面的大量工作。1990年巴西农业研究中心培育出两个抗根腐病种质IM-175和IM-158，辅以合理的栽培管理措施，使用这两个种质能够挽回约80%的产量损失[6]。Lozano等[7]也从126个木薯种质中筛选到6个对P. palmivora、P.melonis和P. tropicalis高抗的品种。本研究进行了59份木薯种质对棕榈疫霉根腐病菌的人工抗性评价，发现仅有10.20%的种质（6份）表现为高抗，而绝大多数种质均表现出不同程度的感病性。这些抗性种质均可供生产上选择种植或用作进一步种质培育的材料。
根腐病菌虽然在木薯整个生长周期均可为害，但收获时块根的发病情况是木薯种植户最为关注的。常规的田间菌液灌根接种时，由于块根形成周期长、接种体在田间分布不均匀，以及受天气、人为因素等影响，因此评价结果很难准确反映种质之间的抗性差异情况。研究者多采用离体接种来评价种质的抗性，Elizabeth A等[8]采用离体接种进行了木薯根腐病的病原鉴定。CIAT的研究者采用水培法种植木薯，在营养液中接种病原菌，通过检测块根表皮上病菌的定殖情况来评价种质抗性[9]。Lima等[10]选用种植40 d的木薯，通过茎杆接种法进行了其对疫霉菌的抗性评价，从96份种质中筛选到3份具有较好抗性的种质。项目组前期调查发现，当华南205种植在土质粘重、排水不良的田块时，受根腐病为害尤为严重，但室内抗性评价结果表明其为中感，造成这种差异的原因可能是环境因素的影响或者病原菌菌株有所不同所造成的。田间条件下，根腐病菌的危害机理和种质发病情况，还需要进行进一步的研究。
参考文献
[1] Mansfield J ， Genin S， Magori S， et al. Top 10 plant pathogenic bacteria in molecular plant pathology[J]. Molecular Plant Pathology， 2012， 13（6）： 614-629. [2] 王 蔚. 我国培育成功转基因木薯[N]. 陕西科技报，2008-11-04.
[3] 农业部发展南亚热带作物办公室. 海关数据： 2013年1至12月木薯进口量. [EB/OL]. http：//www.troagri.com.cn/Articles.php？url=ADkNYgZpVTxQalRmUzsHMA%3D%3D.
[4] Guo H， Li C P， Shi T， et al. First report of Pytophthora palmivora causing root rot of cassava in China[J]. Plant disease， 2012， 96（7）： 1 072.
[5] 方中达. 植病研究方法（第3版）[M]. 北京：中国农业出版社，1998.
[6] Lozano J C. Outbreak of cassava diseases and losses induced[J]. Fitopathol. Brasil， 1991（14）： 7-11.
[7] Lozano J C. Overview of integrated cassava diseases[J]. Fitopathol. Brasil， 1992（17）： 18-22.
[8] Elizabeth A. Characterizing the Phytophthora spp， fungus， causal agent of root rot disease in Cassava[J]. Plant Disease， 2011（4）： 423-428
[9] CIAT. About Cassava Research. [EB/OL]http：//ciat.cgiar.org/cassava-research/.
[10] Lima M F， Takatsu A，Reifschneider F J B. Reaction of cassava genotypes to Phytophthora dreschleri[J]. Fitopatologia Brasileira， 1995（20）： 406-415.