12个烟草品种抗TMV病综合性评价

赵晓航，　金妍姬，　金春范，　冯　月，　王家川，　朴世领*

(1.延边大学农学院，吉林 延吉 133002；2.延边朝鲜族自治州农业科学院，吉林 龙井 133400；

3.图们市月晴镇农业技术推广站，吉林 图们 133100)



赵晓航1，金妍姬2，金春范3，冯月1，王家川1，朴世领1*

(1.延边大学农学院，吉林 延吉 133002；2.延边朝鲜族自治州农业科学院，吉林 龙井 133400；

3.图们市月晴镇农业技术推广站，吉林 图们 133100)

摘要：以12个烟草品种为试材，进行人工诱导接种TMV试验，鉴定12个烟草品种抗性程度。结果表明：延晒六号、吉烟九号、CV91、SY03-1为免疫品种；建平大兰花烟、延晒三号、延晒七号、小马稀为中抗品种；延晒二号、大马稀、延晒一号、云烟87为中感品种。并以接种TMV后18、36 d的抗氧化酶活性、干物质、光合效率和叶绿素含量等测定值为指标，利用隶属函数法将抗性程度进行综合性分析。结果表明：由强到弱依次为免疫品种、中抗品种和中感品种。其中，延晒六号的隶属函数值最高，为0.995 2,抗性最强;大马稀的最低，为0.046 9,抗性最弱。

关键词：烟草；TMV；抗性鉴定；生理生化指标；综合性评价

烟草是我国广泛种植的重要经济作物之一，也是我国重要的经济来源。烟草花叶病毒是危害严重的侵染性病毒,已经成为危害我国烟草生产的主要病害。控制烟草花叶病毒最经济有效的手段是选育和利用抗病品种。在逆境胁迫下，植物体内保护酶活性和MDA含量、叶绿素含量会发生相应变化，这些变化量目前已作为评价逆境伤害程度和植物适应性的指标而被广泛应用[1]。本文通过这些指标的变化规律来鉴定不同烟草品种的抗病性，但由于抗病性是由一个多基因控制的复杂性状，为了减少单一指标评价的片面性[2],本文对12个烟草品种进行了人工诱导接种TMV病鉴定，并且利用模糊数学中的隶属函数法求取各指标的平均隶属函数值,并对12个烟草品种进行综合性排序。这不仅能较全面评价不同烟草品种的抗病性，还能对各品种的各项指标进行综合分析，使评价的结果与实际更为接近[3]。隶属函数值法虽然方法繁琐,但结果较为可靠,可为今后抗病性资源的筛选和育种研究工作奠定基础。

1材料与方法

1.1材料及地点

试验材料为延边朝鲜族自治州农业科学院提供的12个烟草品种。试验地点为延边大学农学院温室。

1.2试验设计

待烟苗长至4～5片真叶时，选择阳光充足的上午，将烟苗假植于26孔简塑盘内(直径8 cm，高7 cm)，对12个烟草品种进行人工诱导接种TMV试验。每个品种接种1盘作为接种处理，一盘不接种病毒作为对照处理(CK)(表1)。

表1　试验方案

1.3测定项目及方法

1.3.1人工诱导接种TMV病毒

延边朝鲜族自治州农业科学院烟草研究所提供TMV病叶。将新鲜的TMV病叶加入少量灭菌后的磷酸缓冲液(1∶200)，并在研钵中研磨，用灭菌纱布滤去病叶残体，取出新鲜汁液制成接种物。当烟苗长至4～5片真叶时，于阳光充足时进行TMV病毒接种。用灭菌棉签蘸取TMV病毒汁液，并轻划叶片进行病毒接种，接种后清水冲掉接种叶片上残留的病毒汁液，温室温度保持在25～30 ℃，注意病虫害侵袭。

1.3.2病情指数及抗性指数测定

病情指数划分为5个等级：0级，全株无病；1级，心叶或轻微花叶,上部1/3叶片花叶但不变形,植株无明显变化；2级，个别叶片出现花叶病，1/3～1/2叶片花叶或者主脉变黑；3级，1～2片烟叶较为严重，1/2～2/3叶片花叶,或主侧脉坏死；4级，多数叶片为重花叶，严重变形坏死。

其中，DI为参试品种的病情指数，D0为感病对照品种的病情指数。

抗性指数等级划分标准[6]：免疫(I),NL；抗病(R),≤-1.3 ；中抗(MR),-1.3～-0.8；中感(MS),-0.8～-0.2 ；感病(S),≥-0.2。

1.3.3抗氧化酶活性和MDA含量测定

在接种后第18、36天分别测定12个烟草品种接种和未接种处理的抗氧化酶活性和MDA含量。每个品种选取长势一致的5个烟株，取3片真叶进行测定。取样后用液氮罐保存并迅速送到实验室进行处理，3次重复。

SOD活性测定采用氮蓝四唑法；POD活性测定采用愈创木酚法；CAT活性测定采用紫外分光光度法；MDA含量测定采用硫代巴比妥酸法[7]。

1.3.4实际光合效率Y(II)及叶绿素含量测定

在接种后第18、36天分别测定12个烟草品种接种和未接种处理的实际光合效率Y(II)和叶绿素含量。Y(II)采用PAM-2500便携式调制荧光仪测定，每个品种选取长势一致的5个烟株，取3片真叶进行测定。叶绿素含量则采用SPAD-205叶绿素仪进行测定，每个品种选取长势一致的5个烟株，取3片真叶进行测定。

1.3.5干物质积累

在接种后第18、36天分别测定12个烟草品种接种与未接种处理的干物质。

采用常压干燥法[8]先将烟株去泥后测鲜重，再将整株烟株放入于DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱，100～105 ℃烘箱中连续烘干,直到3次恒重，得到烟株干重。

1.4数据分析

1.4.1接种与未接种处理生理指标的增减幅度

1.4.2隶属函数综合评价

隶属函数综合评价法采用模糊数学中隶属函数计算公式进行定量转换后，再将各指标隶属函数值取平均，进行比较，平均值越大，抗性越强，反之则越小。隶属函数公式为[9]：

式中，X(u)为隶属函数值；X为各处理指标测定值；Xmin、Xmax为所有参与试验处理中某一指标内的最小值和最大值。

如果某一指标与综合评判结果为负相关，则用反隶属函数进行定量转换。计算公式为：

2结果与分析

2.112个烟草品种人工诱导接种TMV抗性鉴定

由12个烟草品种人工诱导接种鉴定结果(表2)可知，延晒六号、吉烟九号、CV91和SY03-1病情指数均为0，抗性指数均为NL，为TMV免疫品种。小马稀、建平大兰花烟、延晒三号、延晒七号病情指数范围为25.1%～50.0%，抗性指数为-1.3～-0.8，为TMV中抗品种。云烟87、延晒一号、延晒二号、大马稀病情指数范围为50.1%～75.0%，抗性指数为-0.8～-0.2，为TMV中感品种。病情指数越大抗性越弱，排序由大到小依次为：大马稀、延晒二号、云烟87、延晒一号、延晒七号、延晒三号、建平大兰花烟、小马稀和4个免疫品种(病情指数为0)。

表2　12个烟草品种人工接种鉴定结果

2.2接种TMV 18 d时，接种与未接种处理间生理生化测定值的变化幅度

由表3可知，接种TMV 18 d时，12个烟草品种接种与未接种处理间的生理指标存在一定的变化规律。在抗氧化酶活性、丙二醇含量上，接种处理均高于未接种处理，出现增幅趋势。SOD、POD、CAT活性增幅由大到小依次为免疫品种、中抗品种、中感品种。SOD、CAT增幅最大的均为吉烟九号，分别为51.94%，51.84%。POD增幅最大的是延晒六号，为48.47%。SOD、POD增幅最小的均是大马稀，分别为24.92%，14.71%。CAT增幅最小的是云烟87号，为34.53%。这说明SOD、POD、CAT活性增幅大的品种抗性越强，反之则弱。MDA含量增幅由大到小依次为中感品种、中抗品种、免疫品种。其中，增幅最大的是延晒一号，为55.484%。增幅最小的是延晒六号，为27.319%。说明MDA含量增幅小的品种抗性强，反之则弱。

表3　接种TMV 18 d，接种与未接种处理间生理生化指标测定值的变化幅度

TMV胁迫下，未接种处理与接种处理间的光合效率、叶绿素含量、干物质积累也存在差别，对照处理均高于接种处理，出现下降趋势。光合效率、叶绿素含量、干物质积累下降幅度最大的是中感品种，其次是中抗品种，最后是免疫品种。其中，光合效率、叶绿素含量降低幅度小的均是吉烟九号，分别为-10.454%和-21.22%。干物质积累降低幅度最小的是延晒六号，为-10.52%。光合效率降低幅度最大的是延晒二号，为-37.689%。叶绿素含量、干物质降低幅度最大的均是大马稀，分别为-28.25%，-34.52%。光合效率、叶绿素含量、干物质积累降低幅度越小抗性越强，降低幅度越大，TMV抗性越弱。

2.3接种TMV 36 d时，接种与未接种处理间生理生化指标测定值的变化幅度

由表4可知，随着接种天数的增加，到接种36 d时，接种处理的抗氧化酶活性均低于未接种处理，与接种18 d时恰好相反，出现下降趋势。抗氧化酶活性下降幅度由大到小依次为中感品种、中抗品种、免疫品种。接种36 d时，MDA含量、叶绿素含量、光合效率、干物质积累的变化规律与接种18 d时基本一致。即在丙二醇含量上，接种处理均高于未接种处理，出现增长趋势，而在叶绿素含量、光合效率、干物质积累上 ，对照处理均高于接种处理，出现下降趋势。

表4　接种TMV 36 d，接种与未接种处理间生理生化指标测定值的变化幅度

由表4可知，SOD、POD活性下降幅度最小的均是吉烟九号，分别为-3.07%和-20.22%。CAT下降幅度最小的是CV91，为-11.62%。SOD下降幅度最大的是延晒一号，为-22.00%。POD下降幅度最大的是大马稀，为-43.46%。CAT下降幅度最大的是云烟87，为-33.75%。这说明SOD、POD活性降低幅度越小，TMV抗性越强，降低幅度越大，TMV抗性越弱。MDA含量增幅最大的是延晒二号，为29.545%，增幅最小的是SY03-1，为13.422%。光合效率降低幅度最大的是延晒一号，为-68.00%，降低幅度最小的是吉烟九号，为-48.335%。叶绿素含量降低幅度最大的是大马稀，为-50.13%，降低幅度最小的是SY03-1，为-43.46%。干物质积累降低幅度最大的是云烟87，为-63.92%，降低幅度最小的是CV91，为-40.12%。

2.4接种TMV 18和36 d时，隶属函数测定值及综合排序

接种18和36 d时，接种与未接种处理生理生化指标的隶属函数值见表5。采用模糊数学中隶属函数计算公式，先将表3和4中生理生化指标测定值的变化幅度定量转换为隶属函数值，再将其隶属函数值取平均进行比较，其值越大，抗性越强，反之则越小。

表5　接种TMV 18和36d时，生理生化指标隶属函数测定值及综合排序

由表5可知，排序靠前的是免疫品种，隶属函数值为0.995 2～0.989 9，其次是中抗品种，隶属函数值为0.432 7～0.428 6，最后是中感品种，隶属函数值为0.067 1～0.046 9。12个烟草品种隶属函数值最终排序由大到小依次为：延晒六号>SY03-1>CV91>吉烟九号>小马稀>建平大兰花烟>延晒七号>延晒三号>延晒二号>云烟87>延晒一号>大马稀。延晒六号的隶属函数值最高，为0.995 2，抗性最强。大马稀的隶属函数值最低，为0.046 9，抗性最弱。

3讨论与结论

3.112个烟草品种人工接种TMV抗性鉴定

供试的12个烟草品种在接种TMV 10 d后，烟苗逐渐出现发病症状，接种21 d后，病害发展较为严重。此时对烟草品种进行病情指数调查的结果表明：延晒六号、吉烟九号、CV91、SY03-1，4份供试品种全株烟苗没有发病症状，病情指数均为0，为TMV免疫品种；小马稀、建平大兰花烟、延晒三号、延晒七号，4份试验材料发病症状比较明显，叶片出现了花叶和斑驳的现象，病情指数均为25.1% ～50.0%，为TMV中抗品种；云烟87、延晒一号、延晒二号、大马稀等4份试验材料发病症状严重，叶片花叶严重，叶基松散，叶边向外部卷曲，病情指数均为50.1%～75.0%，为TMV中感品种。

延晒六号、吉烟九号、CV91、SY03-1抗性指数NL，为TMV免疫品种；小马稀、建平大兰花烟、延晒三号、延晒七号抗性指数为-1.3～-0.8，为TMV中抗品种。云烟87、延晒一号、延晒二号、大马稀抗性指数为-0.8～-0.2，为TMV中感品种；本试验的抗TMV性鉴定结果与金爱兰等人的研究结果基本一致[10]。

3.212个烟草品种生理生化指标抗病性鉴定

不同类型的保护酶相互作用共同维持着植物体的正常代谢，其活性强弱可以反映植物体生理活动的强弱，也可以作为判断植物抗逆性强弱的指标[11]。植物抗氧化酶作为氧自由基的清除剂，在逆境胁迫情况下，其活性变化依植物品种抗逆能力不同而异[12]。本试验结果表明,在抗氧化酶活性方面，在接种18 d时,接种处理均高于对照处理，出现增长趋势，增幅大的是免疫品种，其次是中抗品种，增幅最小的是中感品种。这说明增长幅度大的品种抗性强。这与覃鹏、曾淑华等人的研究结果一致[13-14]。在接种36 d时,接种处理均低于对照处理，出现下降趋势，降低幅度最小的是免疫品种，其次是中抗品种，最后是中感品种。说明衰减幅度小的品种抗TMV能力强。房保海等[15]研究表明,无论抗病品种还是感病品种经烟草低头黑病菌处理后抗氧化酶活性均表现为先升高后下降,这点与本试验结果相同。

MDA是膜脂过氧化最重要的产物之一，它的产生还能加剧膜的损伤。因此,在植物衰老生理和抗性生理研究中MDA含量是一个常用指标，可通过MDA了解膜脂过氧化的程度，膜脂过氧化作用增加，使MDA含量上升。因此,可以通过MDA含量的增加幅度来判断TMV的抗性程度。本试验研究结果表明，在接种18和36 d时，接种处理MDA含量均高于对照，出现了增幅趋势,并且中感品种>中抗品种>免疫品种，说明增幅小的品种抗性强。这与文才艺等的研究结果一致[16]。

干物质积累出现降幅趋势，这是由于随着感病程度的不断加重，干物质的形成与积累明显减少。下降幅度由大到小依次为中感品种，中抗品种和免疫品种。也就是说降低幅度小的品种抗性强,这与毛健民等的研究结果一致[17]。

叶片中叶绿素的含量是维持植物正常光合作用以及叶片色泽、颜色的主要指标[18]。属于一类含脂的色素家族，参与了捕光色素复合体的形成，是进行光能转化和碳水化合物形成必不可少的因素之一，在光合作用中起着重要作用[19]。叶绿素含量和光合效率在接种18和36 d时，未接种处理均低于对照处理，出现了降幅趋势，降幅最大的是中感品种，其次中抗品种，最后免疫品种。造成这种现象的原因,主要与感病品种叶片的叶绿体被破坏和光合色素含量降低有直接关系。说明降低幅度越小,抗性越强，降低幅度大，抗性弱。这与郭兴启、彭晏辉等人的研究结果一致[20-21]。

3.312个烟草品种隶属函数值综合性排序

隶属函数分析提供了一种在多指标测定基础上对烟草抗病性进行综合评价的途径，避免了单一指标的片面性[22]。12个烟草品种隶属函数综合性排序结果表明，平均值越大，抗性越强，反之则弱。排序从大到小依次为免疫品种、中抗品种和感病品种。免疫品种隶属函数值为0.995 2～0.989 9，中抗品种隶属函数值为0.432 7～0.428 6，中感品种隶属函数值为0.067 1～0.046 9。免疫品种抗TMV性由强到弱依次为延晒六号、SY03-1、CV91和吉烟九号，中抗品种由强到弱依次为小马稀、建平大兰花烟、延晒七号和延晒三号，中感品种由强到弱依次为延晒二号、云烟87、延晒一号和大马稀。其中，延晒六号隶属函数值最高，为0.9952，抗TMV性最强。大马稀最低，为0.0469，抗TMV性最弱。本试验结果表明,以病情指数、抗性指数为指标的直接评价法和多指标的隶属函数综合评价法鉴定结果一致，说明利用隶数函数综合评价烟草的抗病性是可靠、易行的。

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12 comprehensive evaluation on TMV resistance of 12 tobacco varieties

(.*)

(1.AgriculturalCollegeofYanbianUniversity，YanjiJilin133002，China；2.AcademyofAgriculturalSciencesofYanbian，LongjingJilin133400，China；3.YueQingZhenAgriculturalTechnologyExtensionStationofTumen，TumenJilin133100，China)

Abstract：In this study, the artificial inoculation of TMV on 12 tobacco varieties was conducted, and consequently identified their TMV resistances. The results showed that Yanshai6, Jiyan9, CV91 and SY03-1 expressed as immunity to TMV and Jianpingdalanhua, Yanshai3, Yanshai7 and Xiaomaxi expressed as mid-resistance to TMV, whereas Yanshai2, Damaxi, Yanshai1 and Yunyan87 were mid-susceptible to TMV. In addition, the resistance degree was comprehensively analyzed by the subordinate function method using the indexes of antioxidant enzyme activity, dry matter, photosynthetic efficiency and chlorophyII content determined at 18 days and 36 days after inoculated TMV on 12 tobacco varieties. The results showed that the order of resistances to TMV was immune varieties, mid-resistant varieties and mid-susceptible varieties. Among the varieties, Yanshai6 had the highest subordinate function value of 0.992 1, revealing the highest resistance, whereas Damaxi had the lowest subordinate function value of 0.1809, revealing the weakest resistance.

Key words:tobacco;TMV;resistance identification; physiological and biochemical indexes；comprehensive evaluation

中图分类号：S572

文献标识码：A

文章编号：1004-7999(2016)01-0005-08

DOI:10.13478/j.cnki.jasyu.2016.01.002

作者简介：赵晓航(1991—)，女，黑龙江哈尔滨人，在读硕士，研究方向为烟草营养生理。朴世领为通信作者，E-mail：pslpjj@ybu.edu.cn

收稿日期：2016-03-05基金项目：吉林省教育厅重点项目(吉教科合字[2015]第2号)；吉林省科技厅项目(201205089)