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一种利用无土栽培技术对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性进行快速鉴定的系统和方法与流程

来源：花匠小妙招时间：2025-01-01 05:26

本发明属于植物抗病性研究领域，具体涉及一种利用无土栽培技术对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性进行快速鉴定的系统和方法。

背景技术：

香蕉(musananalour.)，属芭蕉科芭蕉属植物，又指其果实，热带地区广泛种植。香蕉味香、富含营养，植株为大型草本，从根状茎发出，由叶鞘下部形成高3～6公尺(10～20尺)的假杆；叶长圆形至椭圆形，有的长达3～3.5公尺(10～11.5尺)，宽65公分(26寸)，10～20枚簇生茎顶。穗状花序下垂，由假杆顶端抽出，花多数，淡黄色；果序弯垂，结果10～20串，约50～150个。植株结果后枯死，由根状茎长出的吸根继续繁殖，每一根株可活多年。原产亚洲东南部，台湾地区、海南、广东、广西等均有栽培。

镰刀菌枯萎病是香蕉重要病害之一，其是由土壤真菌(fusariunoxysporunf.sp.cubense)引起的。植株一旦感病，如果防治措施不及时，将会导致病害迅速蔓延。镰刀菌常常引起植物出现根腐、茎腐、茎基腐、花腐等多种病害症状。镰刀菌经常侵染寄主植物的维管束系统，破坏植物的输导组织，并在植物生长发育代谢过程中产生毒素来危害作物，造成植物萎蔫死亡，影响香蕉的产量和品质。

现有的一些防治措施，例如化学防治、淹水休耕、轮作和使用有机物改良土壤等均不能有效的控制镰刀菌枯萎病。目前普遍认为选育抗病品种是控制该病最有效的方法之一。而建立简便有效的抗性鉴定体系是进行香蕉枯萎病抗病育种的关键。

目前的鉴定体系大多是在离体培养条件下，在生根培养阶段接种病原菌至培养基中，然后筛选香蕉抗病品种。但是其有很多缺点：

1、其需要在每个培养容器中单独接种病原菌至培养基中，费时费力，大规模筛选比较困难。

2、受人为因素影响比较大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够简便易行，有利于大规模筛选，并且能降低人为随机因素的利用无土栽培技术对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性进行快速鉴定的系统和方法。

本发明的利用无土栽培技术对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性进行快速鉴定的系统，其特征在于，包括外盆和栽培盆，所述的外盆中放有若干个栽培盆，栽培盆底部设有孔，在栽培盆中装有基质，所述的基质中栽种有待鉴定的香蕉苗，在所述的外盆中装有溶液。

本发明的利用无土栽培技术对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性进行快速鉴定的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在栽培盆中填充基质，再在基质中栽种待鉴定的香蕉苗(如已在生根培养基生长2-3周的试管苗)，然后将若干个带有香蕉苗的栽培盆放入外盆中，在外盆中加入溶液，在溶液中添加有土壤真菌(fusariunoxysporunf.sp.cubense)，进行培养，然后对香蕉苗进行病害登记鉴定。

其中1级-小植株生长正常，无任何发病症状；

2级-假茎基部的小叶片枯萎，但假茎本身的颜色并未发生变化；

3级-假茎颜色变暗区域小瑜或等于整个假茎高度的1/2；

4级-假茎颜色变暗区域超过整个假茎高度的1/2；

5级-变黄或枯萎的上部叶片数小于或等于小植株上部总叶片数的1/2；

6级-变黄或枯萎的上部叶片数超过小植株上部总叶片数的1/2；

7级-整株香蕉苗枯萎死亡。

所述的溶液是可以为各种营养液，还可以在其中添加土壤真菌(fusariunoxysporunf.sp.cubense)。

优选，所述的基质为珍珠岩。

本发明将若干个带有香蕉苗的栽培盆放入外盆中，在外盆中具有含有土壤真菌(fusariunoxysporunf.sp.cubense)的营养液，营养液经过栽培盆下面的孔渗透进入栽培盆的基质中，并浸润香蕉苗的根部，营养液被香蕉根吸收，以满足香蕉苗生长所需的水肥供应，而营养液中的土壤真菌(fusariunoxysporunf.sp.cubense)也侵染香蕉苗，根据被侵染香蕉苗的生长情况就可以鉴定香蕉苗对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性。

由此可见，本发明可以一次性的将许多带有香蕉苗的栽培盘放入外盆的营养液中进行大规模的香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性筛选，而不需要单独向一个个香蕉苗接种病原菌，大大简化了流程，提高了效率，而且更加的标准化，避免人为随机因素的影响。

附图说明：

图1是本发明的利用无土栽培技术对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性进行快速鉴定的系统的结构示意图；

其中1、外盆；2、栽培盆；3、营养液；4、香蕉苗；5、珍珠岩；6、根；7、孔。

图2是珍珠岩盆栽系统，a：生根苗种入灭菌珍珠岩；b和c：15天后幼苗生长情况；

图3是珍珠岩盆栽系统；a：根际珍珠岩洗脱液显微观察结果；b：pcea培养基上菌落生长情况；

图4是巴西香蕉和抗枯5号接种后病情指数；

图5是接种后巴西(a)和抗枯5号(b)的叶片生长情况；

图6是接种巴西(a)和抗枯5号(b)株高变化情况。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

如图1所示，本实施例的利用无土栽培技术对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性进行快速鉴定的系统，包括外盆1和栽培盆2，所述的外盆1中放有9个栽培盆2，栽培盆底部设有孔7，在栽培盆中装有基质(珍珠岩5)，所述的基质中栽种有待鉴定的香蕉苗4，在所述的外盆中装有溶液。所述的溶液是可以为营养液3，在其中可以添加土壤真菌(fusariunoxysporunf.sp.cubense)。

本实施例的利用无土栽培技术对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性进行快速鉴定的方法，包括以下步骤：

在栽培盆2中填充基质珍珠岩5，再在基质中栽种待鉴定的香蕉苗4(如已在生根培养基生长2-3周的试管苗，以巴西蕉和抗枯5号为例)，然后将带有香蕉苗的栽培盆2放入外盆1中，在外盆中加入营养液3，营养液的液面与最下面的香蕉根接壤，预培养2周，2周后在营养液中添加土壤真菌尖孢镰刀菌(fusariunoxysporunf.sp.cubense)，使镰刀菌孢子的浓度为105个/ml，在温度为25±2℃的培养室中进行培养(定期水肥管理)，接种15天后，取根际珍珠岩进行洗脱显微镜下观察是否有尖孢镰刀菌存在。将根剪成小段接种到pcea培养基上，28℃培养5-8天，观察是否有菌落生长。定期统计叶片病害等级，叶片数和株高。每个重复九次。以不接种尖孢镰刀菌作为空白对照。

按常规方法，如在离体培养条件下，在生根培养阶段接种病原菌至培养基中，然后筛选香蕉抗病品种对上述巴西蕉和抗枯5号进行病害评价。

所述的营养液为hoagland’s(霍格兰氏)营养液。

所述的尖孢镰刀菌的培养及制备步骤为：在超净工作台上将尖孢镰刀菌接种至无菌的cla培养基上，封口膜封口，27℃下培养7-10天。用无菌水清洗培养基表面，并用移液枪轻刮表面以使更多的孢子被洗脱下来。吸取1ml孢子悬液稀释一定倍数，用规格为25格×16格的血球计数板在光学显微镜下观察孢子数量，确定孢子母液浓度，为后续接种使用。计算孢子浓度公式为：细胞数/ml＝80小格内细胞个数/80×400×10000×稀释倍数(即1:50000)。所述的康乃馨叶片琼脂培养基(cla)为从健康生长的康乃馨植株上获取叶片，清洗多次保证叶片上农药残留量低。将叶片剪成5×5mm的小段，45-55℃烘干2小时左右，当叶片干燥好后应该任保持绿色。将叶片置于铝罐(高5cm，直径5cm)中，用2.5兆拉德的co60伽马射线进行灭菌。在无菌工作台上，将4-5片灭菌的康乃馨叶片放置到盛有温度冷却到50℃左右质量分数2％水琼脂的培养皿上制作出康乃馨叶片琼脂培养基。

叶片病害等级分级如下：

其中1级-小植株生长正常，无任何发病症状；

2级-假茎基部的小叶片枯萎，但假茎本身的颜色并未发生变化；

3级-假茎颜色变暗区域小瑜或等于整个假茎高度的1/2；

4级-假茎颜色变暗区域超过整个假茎高度的1/2；

5级-变黄或枯萎的上部叶片数小于或等于小植株上部总叶片数的1/2；

6级-变黄或枯萎的上部叶片数超过小植株上部总叶片数的1/2；

7级-整株香蕉苗枯萎死亡。

病情指数＝∑(病情级别×该病情级别的植株数)/(病情最高级值×处理植株总数)×100％

发病率＝发病植株数/该处理植株总数×100％

死亡率＝死亡植株数/该处理植株总数×100％

结果：

幼苗种入珍珠岩后，生长情况良好(图2)。珍珠岩中只含有微量营养元素，通过浇施营养液补充植株生长所需的矿质元素，叶片和根系都能正常生长。将幼苗拔出，可以观察到其根部生长旺盛。接种15天后对根际珍珠岩清洗并在显微镜下观察结果如图3a，在洗脱液中可以看到镰刀形的微生物。将根系接种到pcea培养基上培养结果如图3b。pcea培养基为分离镰刀菌专用培养基，培养皿中放置根系处都有菌落生长，而未放置根系处为观察到有菌落出现。

病原菌致病性测定中叶片病害等级标准对接种巴西蕉和抗枯5号进行叶片病害等级统计，计算出病情指数结果如图4，图中数据显示巴西蕉接种后，第15天到第25天是病害等级急剧增加的时期，接种后第30天与35天时叶片病情指数变化趋势不明显，所以以后的鉴定试验中接种后30天即可以对病害级别进行统计。

巴西蕉和抗枯5号接种后，对叶片和植株高度进行定期记录。结果如图5和图6。图5a为巴西蕉叶片生长情况，巴西蕉接种处理组叶片数从接种开始的4.6片到接种第35天时的9.5片，而空白组叶片数从接种开始的4.5片到接种35天时的9.0片，foc处理组(接种尖孢镰刀菌组)和空白组的叶片数在此时间段内无显著差异，图5b中可以观察出，抗枯5号foc处理组和空白组叶片数在接种0-35天内无显著差异，因此在以后的接种实验中可以不对叶片数进行统计。图6a为巴西蕉植株高度生长情况，巴西蕉接种处理组株高从接种开始的17.3cm到接种第35天时的22.4cm，而空白组株高从接种开始的17.5cm到接种35天时的25.2cm，foc处理组和空白组的株高在此时间段内无显著差异，图6b中抗枯5号的foc处理组和空白组株高在接种0-35天内无显著差异，因此在以后的接种实验中可以不对株高进行统计。

水培体系中以水作为介质，施以营养液使香蕉苗能均匀的吸收各种矿质元素。由于土壤中含有丰富的微生物，土培接种时根际环境复杂，会使接种效果受到影响。以灭菌珍珠岩为基质，使接种环境更加一致。定期浇施营养液提供植株正常生长所需的矿质元素。

综上所述，本发明对香蕉镰刀菌枯萎病的抗病性评价与常规方法抗病性评价的结果一致(常规方法抗病性评价结果显示巴西蕉不抗枯萎病，抗性5号抗枯萎病)，证明按照本发明的方法进行鉴定，能够快速、简便、准确的区分香蕉镰刀菌枯萎病的感病品种和抗病品种。