甘薯[Ipomoea batatas L.(Lam)],作為中國(guó)乃至世界重要的糧食作物,因其極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和工業(yè)加工價(jià)值,越發(fā)受到市場(chǎng)的重視和認(rèn)可。中國(guó)作為世界上甘薯種植面積居前列的國(guó)家,在甘薯產(chǎn)業(yè)上有著舉足輕重的地位。但是近年來(lái),隨著環(huán)境條件惡化及多種病害高發(fā)的影響,部分甘薯種植基地產(chǎn)量下降非常顯著。甘薯高危病毒病(Sweet potato virus disease,SPVD)是由甘薯羽狀斑駁病毒(Sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)和甘薯褪綠矮化病毒(Sweet potato chlorotic stunt virus,SPCSV)2種病毒復(fù)合侵染造成的,SPVD是甘薯上的毀滅性病害,感染SPVD的甘薯表現(xiàn)為植株矮化,葉片褪綠、扭曲、畸形等癥狀,產(chǎn)量也會(huì)嚴(yán)重受到影響。我國(guó)廣東、江蘇、四川等甘薯產(chǎn)區(qū)均有SPVD發(fā)生,說(shuō)明SPVD在我國(guó)已有較為廣泛的分布并呈逐年上升的趨勢(shì),加強(qiáng)對(duì)SPVD的防控尤重要。目前,SPVD的防治尚無(wú)特效化學(xué)制劑,篩選和種植抗病品種是當(dāng)下最實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的有效防治手段,掌握的資源數(shù)量及對(duì)資源性狀研究的廣度與深度很大程度上影響著作物育種成效的大小,因此對(duì)抗SPVD甘薯品種的篩選與培育已是當(dāng)務(wù)之急。常用的SPVD抗性鑒定方法是以感染SPVD的甘薯材料作為接穗,待鑒定的品種材料作為砧木,利用嫁接技術(shù)進(jìn)行鑒定。由于SPVD在我國(guó)發(fā)生時(shí)間較短,目前還缺乏統(tǒng)一、規(guī)范、準(zhǔn)確的SPVD抗性鑒定方法。本研究通過(guò)對(duì)兩種常用嫁接方法進(jìn)行比較、優(yōu)化,篩選出最適方法對(duì)甘薯品種進(jìn)行SPVD抗病性鑒定,調(diào)查統(tǒng)計(jì)甘薯品種病情指數(shù),同時(shí)結(jié)合血清學(xué)鑒定、熒光定量RT-PCR進(jìn)行驗(yàn)證,得到如下結(jié)果:1.兩種嫁接法的比較優(yōu)化在2016年、2017年對(duì)三個(gè)主栽甘薯品種分別進(jìn)行側(cè)接法和插接法試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)比三個(gè)品種各時(shí)期存活率,插接法處理組各品種存活率明顯高于側(cè)接法處理組。研究發(fā)現(xiàn),2016年三個(gè)品種側(cè)接法處理組存活率均較低,說(shuō)明嫁接結(jié)果并不理想,2017年側(cè)接法處理組的存活率較前一年變化不大,略有增長(zhǎng),考慮與嫁接操作手法改進(jìn)有關(guān)。插接法處理組2016年三個(gè)品種存活率均高于同期側(cè)接法處理組,2017年對(duì)插接法進(jìn)行了改進(jìn)和完善后,各品種存活率均高于85%。除了嫁接處理后存活率更高外,插接法在實(shí)際操作中更易掌握、傷口連接處更易于固定,易于傷口愈合,優(yōu)勢(shì)明顯。綜上所述,本研究中,插接法因其操作簡(jiǎn)便,嫁接后品種存活率高,易于推廣,可以將其應(yīng)用于甘薯SPVD抗性鑒定中。更適用作為于人工誘導(dǎo)法鑒定甘薯SPVD抗病性。2.甘薯品種SPVD抗性鑒定及篩選在2016年期間采用嫁接法對(duì)渝薯1號(hào)、豫薯王等86個(gè)品種進(jìn)行人工誘導(dǎo)侵染病毒鑒定品種SPVD抗病性,嫁接后統(tǒng)計(jì)各品種病株數(shù),并根據(jù)植株癥狀學(xué)表現(xiàn)進(jìn)行分級(jí)并計(jì)算病情指數(shù),同時(shí)采集植株處理組葉片進(jìn)行NCM-ELISA鑒定,分別檢測(cè)SPFMV病毒和SPCSV病毒。將各品種病情指數(shù)結(jié)合血清學(xué)檢測(cè)定性結(jié)果進(jìn)行分類(lèi),可將供試品種分為以下幾類(lèi):第一類(lèi):已感病類(lèi)。此類(lèi)病情指數(shù)大于27,且NCM-ELISA檢測(cè)SPCSV和SPFMV兩種病毒均呈陽(yáng)性。包括寧紫薯1號(hào)、寧4-6、浙薯602等11個(gè)品種。第二類(lèi):未感病類(lèi)。包括CT3等30個(gè)品種。病情指數(shù)在8~27,經(jīng)NCM-ELISA檢測(cè)后部分品種兩種病毒均呈陰性,未感染SPVD。個(gè)別品種如蘇薯1號(hào)、香苕等檢測(cè)到SPFMV病毒,未檢測(cè)到SPVSV病毒,不能確定感染SPVD。第三類(lèi):抗病類(lèi)。這類(lèi)品種病情指數(shù)小于8,NCM-ELISA檢測(cè)結(jié)果顯示供試樣品兩種病毒均呈陰性,未感染SPVD。2017年對(duì)2016年易已病類(lèi)和抗病類(lèi)共計(jì)23個(gè)極端表現(xiàn)品種進(jìn)行二次嫁接試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果顯示豫薯王、寧紫薯1號(hào)、寧4-6三個(gè)品種嫁接30天后病情指數(shù)較高,NCM-ELISA鑒定兩種病毒呈陽(yáng)性,表現(xiàn)對(duì)SPVD抗性極弱;萬(wàn)紫51、恩薯2號(hào)、潮薯1號(hào)三個(gè)品種30天后病情指數(shù)均低于5,NCM-ELSA鑒定未感染SPFMV和SPCSV病毒,表現(xiàn)對(duì)SPVD抗性極強(qiáng)。3.品種抗病性驗(yàn)證經(jīng)兩年甘薯品種SPVD抗性鑒定,對(duì)三個(gè)表現(xiàn)極易感品種和三個(gè)表現(xiàn)高抗品種嫁接前后葉片取樣進(jìn)行熒光定量RT-PCR檢測(cè),通過(guò)病毒特征引物檢測(cè)樣品內(nèi)SPCSV和SPFMV病毒蛋白轉(zhuǎn)錄水平反應(yīng)病毒拷貝數(shù)。在12份供試材料中,6份嫁接前材料NCM-ELISA鑒定均未感染SPCSV和SPFMV,且熒光定量RT-PCR未檢測(cè)到病毒信號(hào),確定未感染SPVD。3份極易感品種嫁接后材料NCM-ELISA結(jié)果SPFMV和SPCSV均呈陽(yáng)性,熒光定量RT-PCR檢測(cè)三份材料均檢測(cè)到病毒信號(hào),且表達(dá)量高,與NCM-ELISA檢測(cè)結(jié)果相吻合。綜合癥狀學(xué)病情指數(shù)、血清學(xué)定性檢測(cè)、熒光定量RT-PCR病毒表達(dá)量結(jié)果,確定豫薯王、寧紫薯1號(hào)、寧4-6感病情況較重,為易感病品種。另潮薯1號(hào)、萬(wàn)紫51、恩薯2號(hào)嫁接后材料NCM-ELISA和熒光定量RT-PCR均未檢測(cè)到SPFMV和SPCSV的共同感染,確定未感染SPVD,熒光定量RT-PCR未檢測(cè)到兩種病毒信號(hào),檢測(cè)結(jié)果與癥狀學(xué)及NCM-ELISA檢測(cè)結(jié)果相吻合,說(shuō)明這三個(gè)品種對(duì)SPVD表現(xiàn)強(qiáng)抗性,屬于抗性較強(qiáng)品種。本研究通過(guò)對(duì)不同嫁接方法進(jìn)行比較,篩選出最適甘薯嫁接方法并加以?xún)?yōu)化,應(yīng)用于甘薯品種SPVD抗性鑒定。通過(guò)癥狀學(xué)病情指數(shù)與血清學(xué)定性鑒定結(jié)果相結(jié)合,對(duì)甘薯品種進(jìn)行SPVD抗病性分類(lèi),同時(shí)運(yùn)用熒光定量RT-PCR檢測(cè),對(duì)品種鑒定結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,提高品種SPVD抗病性篩選準(zhǔn)確性,對(duì)未來(lái)甘薯生產(chǎn)和優(yōu)良品種選育提供參考,為甘薯抗病育種提供重要信息。
【學(xué)位單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S435.31
【部分圖文】：

圖 1.1 感病植株病癥表型Fig.1.1Diseased plant disease phenotype1.3.4 甘薯病毒病(SPVD)傳播方式及防控盡管在我國(guó)甘薯病毒病的發(fā)生時(shí)間并不久遠(yuǎn)，但是在各大甘薯產(chǎn)區(qū)發(fā)生較為普遍。一發(fā)病，傳播極快，感染迅速；部分品種感病率可達(dá) 100%，因此，甘薯病毒病抗性育種和抗品種篩選刻不容緩。SPCSV 和 SPFMV 協(xié)同感染可導(dǎo)致 SPVD 的發(fā)生。其中，SPFMV 可由蟲(chóng)非持久性方式傳播，SPCSV 可由粉風(fēng)半持久性方式傳播。此外，目前己知的甘薯病毒也能通過(guò)塊根、嫁接及機(jī)械傳播。在我國(guó)，甘薯病毒病防控主要遵循的方針是“預(yù)防為主、綜合防治”，主要有以下幾種措第一，加強(qiáng)田間檢疫，尤其是對(duì)留種田進(jìn)行 SPVD 鑒別，如發(fā)現(xiàn)感病植株應(yīng)及時(shí)拔除并銷(xiāo)第二，跨區(qū)調(diào)運(yùn)種薯種苗進(jìn)行嚴(yán)格審核，避免跨區(qū)間發(fā)生交叉感染。第三，密切觀察各苗植株，加強(qiáng)對(duì)甘薯病毒病的識(shí)別和鑒定，發(fā)現(xiàn)疑似病株及時(shí)拔除，杜絕苗床出現(xiàn)感病苗，將田間 SPVD 的發(fā)病率降低。第四，加強(qiáng)對(duì)粉風(fēng)和蚜蟲(chóng)等傳播介體昆蟲(chóng)的防治，避免 SP在大田擴(kuò)散。第五，采用脫毒甘薯進(jìn)行種植，同時(shí)加強(qiáng)脫毒種薯繁育體系和繁育基地建設(shè)引進(jìn)新型甘薯種質(zhì)材料和交換選取無(wú)毒苗。第六，選育抗病甘薯品種：經(jīng)嫁接法鑒定品種

1.4.5 抗性品種篩選與選育SPVD 的發(fā)生給甘薯產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大的損失，但尚未發(fā)現(xiàn)有效地防治手段，提高甘薯品種抗病性，選育高抗病性品種成為對(duì)抗 SPVD 的一種主要方法。據(jù)報(bào)道，非洲地區(qū)的部分地方品種對(duì)病毒病表現(xiàn)出抗性，在 SPVD 流行區(qū)域未出現(xiàn)感病癥狀[85]。甘薯品種 New Kawogo 是現(xiàn)今發(fā)現(xiàn) SPVD 抗性最強(qiáng)的品種之一，若將此類(lèi)抗性品種大規(guī)模種植，可使附近其余品種 SPVD感病幾率大大降低。SPVD 由兩種病毒復(fù)合侵染致病，通過(guò)不同的昆蟲(chóng)作為介體傳播病毒，因此培育高抗性品種的工作尤為艱難。烏干達(dá)培育出了 NASPOT1 和 NASPOT11（圖 2）兩個(gè)著名的高抗品種[86-87]。由于該病害在我國(guó)發(fā)生時(shí)間較短，對(duì)于甘薯品種抗性鑒定、抗性品種篩選和培育目前國(guó)內(nèi)處于研究的初級(jí)階段，缺乏統(tǒng)一規(guī)范以及準(zhǔn)確高效的方法。有關(guān)我國(guó)生產(chǎn)上的主栽甘薯品種進(jìn)行抗性鑒定和篩選的報(bào)道較少。2014 年王爽等[88]利用田間人工嫁接病毒接穗法對(duì) 12 個(gè)甘薯品種進(jìn)行抗性鑒定和產(chǎn)量損失測(cè)定，并計(jì)算出 12 個(gè)品種的病情指數(shù)，為相關(guān)種質(zhì)資源品種的抗感性提供參考。2016年盧會(huì)翔等[76]利用人為摩擦病毒法對(duì)10個(gè)品種(系)進(jìn)行染病處理，得出渝薯 4 號(hào)、渝薯 12 號(hào)可能為 SPVD 高抗品種；0841-14、渝薯 2 號(hào)、徐薯22、寧紫薯 1 號(hào)等感染相對(duì)較高，可能為 SPVD 易感品種(系)。

及地點(diǎn)西南大學(xué)薯類(lèi)作物研究所提供，試驗(yàn)材料為紫心品種寧紫粉型品種徐薯 22。試驗(yàn)地點(diǎn)為西南大學(xué)四號(hào)網(wǎng)室甘薯種中等，常年種植甘薯。法試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法薯苗種植 年 5 月進(jìn)行，2017 年重復(fù)。選擇經(jīng)病毒檢測(cè)確認(rèn)未感染、徐薯 22 作為砧木進(jìn)行種植。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，嫁接接種植株作為處理組，未做嫁接處理的 100 株為對(duì)如圖 3.1 所示。兩組均 2 株為一行，共計(jì) 50 行。每個(gè)品溝槽，共計(jì) 3 條處理組溝槽，3 條對(duì)照組溝槽。每條溝槽經(jīng)過(guò)病毒檢測(cè)后證明無(wú)病毒的種苗，種植示意圖見(jiàn)圖 3.槽寬 1.2m，溝槽間間距為 0.8m。栽插后，每隔 10 天觀均未出現(xiàn)病苗。
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