甘薯(Ipomoea batatas)为旋花科(Convolvulaceae)甘薯属块根作物，不仅富含淀粉、膳食纤维、矿物质等，而且还含胡萝卜素、去氢表雄酮等成分，具有调节血糖、提高免疫力、预防癌症等功能^[1–2]。甘薯在我国粮食作物中占有重要地位，其产量仅次于水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)和玉米(Triticum aestivum)，此外，也是重要的工业原料作物和饲料作物^[3–4]。浙江省的甘薯主要用于鲜食和淀粉加工等，是山区半山区农村经济的重要补充。然而，2010年浙江省台州市部分区域出现甘薯茎基部腐烂病(后简称基腐病)^[5]，主要表现为7月初前后甘薯茎基部变褐(或暗褐色)，并逐渐坏死，中后期薯块出现腐烂，重病田甘薯绝收，即使病田有薯块收获，也易腐烂，难以贮藏。此后该病害在浙江省温州市、宁波市、舟山市、丽水市、金华市、绍兴市等地陆续发现，随着病害流行区域的不断扩大，甘薯种植面积快速下降，甘薯基腐病成了浙江省甘薯生产受威胁最大的病害。2011年笔者团队开始进行甘薯地轮作试验，结果表明轮作未能降低病害发病率及产量损失，采用其他农业防控方法也未能取得明显效果^[5]；2013年和2016—2018年开展病害的化学防治试验，多菌灵等药剂虽能取得较好防效，但防治浓度要比其推荐的浓度高得多^[6–8]; 2015—2018年对浙江省甘薯基腐病主要病区开展调查，并在11个县市区的44个村采集病样127份, 主要鉴定到爪哇镰孢(Fusarium javanicum)、甘薯间座壳菌(Diaporthe batatas)、毁坏性拟茎点霉(Phomopsis destruens)、拟轮枝镰孢菌(F. verticillioides)、尖孢镰刀菌(F. oxysporum)、腐皮镰刀菌(F. solani)、齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)和达旦提狄克氏菌(Dickeya dadantii)等8种致病菌，地区不同病原菌组成分布也有所不同，且多种致病菌复合侵染为害的现象较为普遍^[9]，根据鉴定结果，在临海市东塍镇沙溪下村建立了甘薯基腐病田间病圃，病圃主要致病菌为毁坏性拟茎点霉、拟轮枝镰孢菌、甘薯间座壳菌、腐皮镰刀菌、尖孢镰刀菌和爪哇镰孢；10多年来, 在现有甘薯品种中鉴定筛选抗病品种^[10]，并开展甘薯基腐病田间自然诱导抗性鉴定试验、抗病种质创制及新品种选育与应用等研究。近几年来，从现有品种中鉴定筛选出了抗病品种‘浙薯255’，2019—2022年在病区多点示范应用，平均鲜薯产量33.46 t/hm²，比‘浙薯13’等对照品种平均鲜薯产量13.14 t/hm²增产154.55%^[10]；分别以‘广薯79’、‘绵紫薯9号’为母本，通过开放授粉杂交获得后代，结合病圃抗病性鉴定等，培育出了甘薯基腐病抗性强、综合性状优良的甘薯新品系‘广台薯1号’和‘台紫薯1号’，2022年在浙江省温岭市大溪镇示范，其甘薯基腐病发病率分别为8.36%和10.71%，产量分别为35.62和34.43 t/hm²，对照品种‘浙薯13’的发病率62.13%，产量17.69 t/hm²，‘广台薯1号’和‘台紫薯1号’分别比对照‘浙薯13’增产101.36%和94.65%; 2023年‘广台薯1号’在浙江省台州市黄岩区黄杜岙村甘薯基腐病病田进行生产试验，结果‘广台薯1号’和对照‘浙薯13’的甘薯基腐病发病率分别为4.38%和77.41%, 产量分别为39.78和18.25 t/hm²，抗病品种‘广台薯1号’的增产率达到了118.04%。通过一系列的试验研究和生产调查认为，选育与应用抗病品种是防控甘薯基腐病最经济有效的措施。本文在前期鉴定甘薯基腐病病原菌、病害防控试验、抗病种质创制及新品种选育的基础上，旨在进一步明确甘薯基腐病田间抗性鉴定方法和抗病种质筛选指标，为甘薯基腐病抗病育种提供依据。

1 材料和方法 1.1 材料

供试材料为81份甘薯(Ipomoea batatas)种质(表 1)，其中编号1~45种质来源于广东省农业科学院作物研究所2018—2020年提供的以‘广薯87’、‘广薯79’、‘绵紫薯9号’为母本，通过开放授粉杂交获得的1 500多份低代材料中，经过1~3 a田间试验筛选保留的甘薯基腐病抗性相对较强，或薯型、表皮颜色、肉色和产量等性状较好的45份育种材料；编号46~75种质来源于台州市农业科学研究院和台州科技职业学院于2019年从以‘广台薯1号’、‘台紫薯1号’、‘浙薯255’、‘台广薯1号’、‘广台紫薯1号’、‘浙紫薯3号’为母本，通过开放授粉杂交获得的1 300多份低代材料中，经过2 a田间试验筛选保留的甘薯基腐病田间抗性相对较强，或其他性状较好的30份育种材料；编号76~81种质是浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所提供的6个对甘薯基腐病具有不同抗性的对照品种(高抗品种‘浙薯255’，抗品种‘浙薯38’，高感品种‘浙薯13’、‘心香’、‘浙薯75’、‘浙紫薯3号’)。

1.2 试验设计

试验采用田间自然诱导鉴定种质抗性，于2021年在浙江省临海市东塍镇沙溪下村甘薯基腐病重病田上进行。多年来，该田块一直被作为甘薯基腐病抗病种质创制及新品种选育的基腐病自然诱发鉴定圃，高感甘薯品种‘心香’和‘浙薯13’于5月中旬至6月上旬在该鉴定圃扦插，10月下旬至11月上旬收获，发病率均达100%。试验于5月29日扦插，垄距80 cm，株距20 cm，每份种质单垄扦插10株，3个重复，随机区组排列。试验过程中，不使用杀菌剂，栽培管理精细，四周设置保护行。

1.3 方法

病情调查  分别在生长90和120 d时，对每个种质的植株进行田间发病率和病情指数调查, 120 d时还对每个种质进行测产。

发病率、病情指数分析  计算同一抗性等级的发病率、病情指数平均值，然后对不同抗性等级种质的发病率、病情指数的平均值进行差异显著性比较分析。

病级分布  计算不同时期所有参试种质发病总株数中1~4级病株的分布比例，以及同一抗性等级发病总株数中1~4级病株的分布比例，比较不同时期和不同抗性等级的发病植株病级分布变化。

发病率与病情指数相关性分析  建立反映种质的发病率和病情指数的回归方程，通过病情指数的5级抗性等级赋值，测算依据发病率的甘薯基腐病抗性等级指标。

发病率和生育期的关系  把120 d时鉴定归类的高抗、抗、中抗3个抗性等级各种质的发病率，分别与90 d时同一种质的发病率作相关分析，以探讨生育期90 d时依据发病率大致确定种质抗性的可能性。

病情指数和生育期的关系  把120 d时鉴定归类的高抗、抗、中抗3个抗性等级各种质的病情指数，分别与90 d时同一种质的病情指数作相关分析，以探讨生长期90 d时依据病情指数大致确定种质抗性的可能性。

鲜薯产量  计算同一抗性等级的鲜薯产量平均值，然后对不同抗性等级种质的鲜薯产量平均值进行差异显著性比较分析；鲜薯产量为完好鲜薯产量。

鲜薯产量损失率评估  通过建立种质的病情指数和鲜薯产量关系的回归方程，以病情指数为0时的产量估计值为对照，评估不同抗性等级的产量损失率。

1.4 数据的统计分析

数据分析采用DPS 17.10软件，差异显著性分析采用Duncan氏新复极差法。

2 结果和分析 2.1 种质抗性

本研究把甘薯基腐病的发病等级分为5级：0级, 植株不发病，生长正常；1级，植株茎基部有不规则褐色或暗褐色病斑，生长基本正常；2级，植株茎基部完全褐变腐烂，或枯死分枝数≤总分枝数的1/3；3级，植株茎基部完全褐变腐烂，或枯死分枝数 > 总分枝数的1/3，但至少有1个分枝存活；4级，植株的全部分枝基部完全褐变腐烂，或全株枯死。抗性分5级：以生育期120 d时的病情指数为抗性鉴定标准，高抗，病情指数≤20；抗，20 < 病情指数≤40；中抗，40 < 病情指数≤60；感，60 < 病情指数≤80; 高感，病情指数 > 80。因此由表 2可知，生长90 d时，抗病等级为高抗(‘浙薯255’)、抗(‘浙薯38’)和高感(‘浙薯13’、‘心香’、‘浙薯75’、‘浙紫薯3号’)的各对照品种的病情还处于相对轻症阶段，未能反映出实际抗性水平，但此时不同抗性等级间的发病率和病情指数已呈显著或极显著差异。到120 d时，病情出现了明显变化，尤其是4个高感品种的病情指数急剧跃升，从28.33~39.17上升到83.33~92.50，病情迅速加重；各等级间的平均发病率和病情指数差异极显著；‘浙薯255’的病情指数虽然从1.67上升到了13.33, 但仍判定为高抗，‘浙薯38’抗性等级已下降为抗，4个高感品种的病情指数已能反映出其实际抗性水平，达到了高感等级。结合以往生产实际中的品种抗性表现判断，以120 d时的病情指数作为抗性鉴定标准，能够较好地反映对照品种的抗性水平。

以120 d时的病情指数为抗性鉴定标准对各种质材料的抗性进行分级，比较不同抗性等级种质在120 d和90 d时的平均发病率和平均病情指数，发现病情出现了明显变化(表 3)，除高抗等级外，同一抗性等级的病情指数增速均高于发病率增速，从高抗到高感种质，平均发病率和平均病情指数的上升速度不断加快，说明基腐病在甘薯生长中后期病情发展较快，尤其是感病种质的病情发展更快；不同抗性等级间的发病率和病情指数均存在极显著差异。

结果表明，生长90 d时，发病植株的病级以2级为主，占发病植株的69.11%，其次是3级，占16.25%，1级和4级分别仅占10.10%和4.54%；而到120 d时，1、2、3和4级发病植株占比分别为0.66%、3.38%、25.04%和70.67%，表现为1、2级病级快速向3、4级病级发展，尤其是4级上升显著。

从表 4可见，生长90 d时，高抗种质的发病植株主要以1级病级为主，占84.37%，没有3级和4级病株；其他抗性种质的发病植株均以2级病级为主，约占70%，其次为3级病级，占比不到20%, 并已出现4级病级植株，病情还处于前中期发展阶段。生长到120 d时，高抗种质的发病植株主要以3级病级为主，占63.33%，其次为2级病级，占22.22%，4级病级仅占6.67%；抗性种质的发病植株主要以3级和4级病级为主，分别占45.74%和44.18%，中抗、感、高感种质的1、2级病株几乎为0，4级病株占比分别达59.13%、80.06%和91.20%，总体上呈现出抗性越弱，发病植株的4级病级比例越高的趋势。1、2级轻症病株主要出现在高抗等级中，高抗等级不仅发病率低，而且其病株的病情发展也较慢。比较90和120 d的病情发展可以发现，甘薯基腐病在生长中后期不仅病情发展快，而且感病种质绝大多数病株的茎基部已完全病变腐烂或全株枯死。

2.2 发病率和病情指数的关系

分析120 d时发病率和病情指数的相互关系可知，发病率与病情指数之间呈极显著正相关，相关系数r=0.992 5^**，因此，除病情指数外，发病率也可作为甘薯基腐病抗性鉴定指标。通过建立发病率(y)与病情指数(x)的回归方程y=5.1189+0.9796x (P < 0.01)，则可划分依据发病率的甘薯基腐病抗性鉴定等级：高抗，发病率≤25%；抗，25% < 发病率≤44%；中抗，44% < 发病率≤64%；感，64% < 发病率≤83%；高感，发病率 > 83%。

为了探索生长90 d时依据发病率确定抗性较强种质的可能性，分别对高抗、抗、中抗3个抗性等级的发病率对应关系进行分析，结果表明只有高抗种质90 d时的发病率和120 d时的发病率呈极显著相关(r=0.745 4^**)，通过建立高抗种质90 d时的发病率(y)与120 d时的发病率(x)的回归方程y=0.50049+ 0.3120x (P < 0.01)，可确定90 d时基于发病率的甘薯基腐病高抗等级发病率 < 4%。

对高抗、抗、中抗3个抗性种质的病情指数对应关系的分析表明，只有高抗种质90 d时的病情指数和120 d时的病情指数呈极显著相关(r=0.716 8^**), 通过建立高抗等级90 d时的病情指数(y)与120 d时的病情指数(x)的回归方程y=0.12256+0.1336x (P < 0.01)，可确定90 d时基于病情指数的甘薯基腐病高抗种质的病情指数 < 3。

综上，对81个种质的甘薯基腐病抗性鉴定结果表明(表 5)，高抗、抗、中抗、感和高感5个等级的种质分别有24、11、14、17和15个。

2.3 种质抗性对鲜薯产量的影响

在生长120 d时，对照高抗品种‘浙薯255’、抗品种‘浙薯38’、高感品种‘浙薯13’、‘心香’、‘浙薯75’和‘浙紫薯3号’的平均鲜薯产量分别为29.69、27.17、3.95、1.85、3.38和3.17 t/hm²，不同抗性品种的平均鲜薯产量间存在极显著差异；同是高感的4个对照品种中，‘心香’的鲜薯产量显著低于‘浙薯13’，其他3个高感品种间的产量差异不显著；4个高感品种的平均产量只有3.09 t/hm²。

81个种质中，从高抗到高感5个抗性等级的平均鲜薯产量分别为28.26、21.55、16.60、11.98和3.06 t/hm²，不同抗性种质间表现为抗性越差产量越低的趋势，不同抗性等级间的鲜薯产量均存在极显著差异，高抗的平均鲜薯产量是高感的9.25倍。

以120 d时的病情指数为种质的抗性水平，则病情指数越低，抗性水平越高。统计分析表明，鲜薯产量与病情指数呈极显著的负相关(r=-0.978 1^**); 可以鲜薯产量(y)与病情指数(x)的回归方程y=31.1367–0.3012x估算不同抗性种质的鲜薯产量。把病情指数为0时的产量估计值31.14 t/hm²作为对照，则估计产量损失率(%)=0.3012x/31.1367×100%，即种质抗性每降低1个等级，其鲜薯平均产量损失率将增加19.35%。这表明选用抗病品种对于甘薯基腐病的防控效果十分明显。

3 讨论和结论

甘薯基腐病发病时间的迟早取决于夏季多雨潮湿天气的提前或推后^[5]。2022年从6月下旬开始到8月底，由于连续的高温干旱，田间湿度低，高感品种‘浙薯13’、‘心香’在生长120 d时的发病率为71.7%和74.3%，病情指数为57.5和62.5，到130 d时的发病率分别达到86.67%、90.00%，病情指数分别为84.17、85.83，才体现出品种本来的抗性水平。因此，在正常年份把生长期120 d作为甘薯基腐病抗性鉴定的时间节点是适当的，但在一些特殊年份则要酌情调整，即在抗性鉴定时，应设置不同抗性等级的对照品种，尤以高感对照品种的设置更为重要，以高感品种的抗性水平达到高感等级后，再进行种质的抗性调查鉴定较为合理。

本研究各抗性等级种质90 d时的发病率和病情指数还相对较低，显然，把90 d作为甘薯基腐病田间自然诱导抗性鉴定的时间节点还为时尚早；本研究对生长90和120 d时的高抗、抗和中抗3个抗性等级的发病率对应关系和病情指数对应关系的分析结果表明，只有高抗等级90和120 d的发病率对应关系和病情指数对应关系呈高度相关，其原因还有待于继续深入研究。本研究提出的生长90 d时高抗等级的发病率和病情指数鉴定指标，可作为甘薯生育中期早代抗病育种材料鉴定筛选的参考。

从2011年开始，笔者团队通过一系列的甘薯基腐病防控试验，提出了防控甘薯基腐病的策略、途径是采取以选育与应用抗病品种为基础，以农业防控和化学防控为辅助的综合防控措施^[5]，本研究也再次印证了选用抗病品种对防控甘薯基腐病的有效性。有关甘薯抗病种质创制及新品种选育方面的研究报道很少，能够检索到的主要有甘薯根腐病^[11–12]、黑斑病^[13–14]、茎线虫病^[15–16]等抗病育种，但数量有限，也有学者进行了甘薯蔓割病、甘薯瘟病等抗病种质筛选鉴定等研究^[17–18]，而对于甘薯基腐病抗病育种的相关工作，尚处起步阶段。

对甘薯基腐病调查和病原鉴定的研究表明^[9], 有多种病原菌能引起甘薯茎基部腐烂，除毁坏性拟茎点霉为甘薯基腐病的病原菌外，笔者团队首次发现拟轮枝镰孢菌也能引起甘薯基腐病^[9]；甘薯间座壳菌除能引起甘薯干腐病^[19]，也是甘薯基腐病的致病菌，且与毁坏性拟茎点霉所引起的病害症状十分相似^[9]；腐皮镰刀菌和尖孢镰刀菌能引起甘薯根腐病^[20–21]，这2种病原菌还可引起甘薯茎根腐烂病和甘薯镰刀菌干腐病^{[19, 22]}；在浙江省温岭市、临海市等地甘薯病样中分离到的爪哇镰孢的致病力明显高于腐皮镰刀菌^{[9, 23]}。此外，在病样中还分离到了齐整小核菌和达旦提狄克氏菌。因此，引起甘薯基腐病的病原菌较多，其互作和复合侵染^[9]等因素复杂，这给农业和药剂等防治措施带来了较大难度，同时对抗病品种选育也提出了更高的要求。多年来，笔者团队以甘薯基腐病病原菌构成复杂的重病圃为抗病育种基地，采用田间自然诱导鉴定抗性，筛选抗病种质，取得了一定进展，选育的‘广台薯1号’和‘台紫薯1号’在类似病区种植示范取得了较好的抗病增产效果。

本研究结果表明，以生育期120 d时的病情指数为鉴定指标，对照品种‘浙薯255’、‘浙薯38’、‘浙薯13’、‘心香’、‘浙薯75’、‘浙紫薯3号’的抗性表现与以往生产实际相符，‘浙薯255’和‘浙薯38’分别表现为高抗和抗，‘浙薯13’、‘心香’、‘浙薯75’、‘浙紫薯3号’均表现为高感；并且从81份种质整体上看，病情指数越高，鲜薯产量越低，两者呈极显著负相关，这也能较好地体现种质的抗性水平。因此，本研究基于田间自然诱导的甘薯基腐病抗性鉴定方法是基本可行的。本研究还表明，在甘薯生长后期绝大多数感病植株基部已完全腐烂或枯死，发病率与病情指数呈极显著正相关，因此，发病率也可作为甘薯基腐病田间自然诱导抗性鉴定指标，这对于大批量早代抗病育种材料的快速鉴定筛选尤为高效。