论文推荐｜菊花连作障碍抗性种质筛选评价及抗性机理研究

摘要：基金项目：国家自然科学基金面上项目（32072603）；江苏省重点研发计划项目（BE2019384）；中央高校基本科研业务费（KYYJ201905）。

作者：汪燕，江泾，苗伟豪，张智，邓波，房伟民，赵爽，廖园

单位：南京农业大学园艺学院

简介：汪燕，女，安徽庐江人，硕士研究生，研究方向：菊花连作障碍抗性评价及机理。 *通信作者，实验师，硕士，从事菊花种质资源评价与利用研究。

基金项目：国家自然科学基金面上项目（32072603）；江苏省重点研发计划项目（BE2019384）；中央高校基本科研业务费（KYYJ201905）。

来源：《安徽农业科学》2025年16期

引文格式：汪燕,江泾,苗伟豪,等.菊花连作障碍抗性种质筛选评价及抗性机理研究[J].安徽农业科学,2025,53(16):21-27.

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近年来，我国花卉产业发展迅速，花卉种植业在乡村振兴及美丽乡村建设中发挥了积极作用。菊花[Chrysanthemum morifolium（Ramat.）Tzvel.]是菊科菊属多年生宿根草本植物，起源于我国，是我国十大传统名花和世界四大切花之一，观赏及经济价值极高。然而，随着菊花生产面积的不断扩增以及种植年限的累积，菊花连作障碍发生普遍。连作易导致栽培土壤环境恶化、营养元素比例失衡或缺失、根系有害分泌物不断积累、病原菌在植株根际占据有利的生态位，进而造成植株矮化、叶片腐烂、花形畸变，严重影响菊花品质，即便存活也不能作为商品出售。

笔者前期研究表明，连作条件下，尖孢镰刀菌菊花专化型病原菌（Fusarium oxysporumf. sp.chrysanthemi）是导致菊花连作障碍的主要致病真菌，对菊花具有较强致病性。生产中往往采用化学药品熏蒸、蒸汽高温消毒等方法处理土壤以减轻连作障碍的危害，这些方法不仅造成严重的环境污染，而且成本高、耗能高，并非绿色环境友好。此外，菊花栽培面积广，品种繁杂，不同品种之间抗性差异大，现有的连作障碍防控措施不仅针对性差，防控效果不稳定，且不能有效解决这一棘手问题。菊花连作障碍已成为制约菊花产业可持续性发展的瓶颈。

抗性品种选育及抗性机理研究是连作障碍防控研究的重要突破口之一。不同作物的不同品种对连作障碍的抗性各异。有学者比较了3个不同辣椒品种对连作障碍的抗性，结果表明，不同辣椒品种抗连作障碍能力有显著差异；有研究不同品种黄瓜对枯萎病的抗性，结果表明不同黄瓜品种对枯萎病的抗性不同，并筛选出高抗、抗、中抗及感病等不同抗性品种。还有研究通过田间自然发病和室内离体接种2种方法对不同木薯种质进行了棕榈疫霉根腐病抗病性的评价，筛选出5种不同抗性的种质，抗性强的品种在连续种植多年的耕作地块也能有很强的适应性，为病虫害的研究夯实了基础。

近年来，有关菊花连作障碍研究大多集中在病原分离鉴定、发生规律以及防控手段等方面，针对切花菊连作障碍抗性品种筛选、评价以及抗性机理解析方面研究甚少。为此，笔者通过系统地研究55个不同切花菊品种全生育期的生长发育状况、发病率以及病情指数，综合评价供试切花菊种质连作障碍抗性及差异抗性等级，筛选抗性种质且解析其抗性机理，旨在为今后菊花连作障碍抗性品种选育以及抗性育种奠定重要基础。

目的

为今后菊花连作障碍抗性品种选育以及抗性育种奠定重要基础。

方法

通过系统地研究55个不同切花菊品种（表1）全生育期的生长发育状况、发病率以及病情指数，综合评价供试切花菊种质连作障碍抗性及差异抗性等级，筛选抗性种质且解析其抗性机理。

结果

◆55个菊花品种抗性评价及等级划分

55个供试切花菊品种共划分为高抗（HR）、中抗（MR）、感病（S）和易感（HS）4个不同抗性等级。筛选出连作障碍高抗材料南农丽白1份，病情指数最低，为23.75，表现为高抗；南农瑗绿和南农冰洁在生长发育过程中，整体生长发育情况仅次于南农丽白，抗病情指数为49.17和49.58，表现为中抗；蒙红、南农豆绿和南农岱雪3个品种为感病等级；其余49个切花菊品种均为易感品种，占供试品种的89.1%（表2、图1）。

图1 不同抗性切花菊种质盛花期表型鉴定

◆连作对不同抗性菊花品种土壤理化性质的影响

由图2a可知，连作土壤中不同抗性品种的pH相对于对照组（非连作土壤）有上升趋势。栽培土壤中的电导率可以直接反映混合盐的含量。由图2b可知，连作对不同抗性菊花品种土壤电导率（EC）影响显著，表现为易感>感病>中抗>高抗，高抗品种南农丽白栽培土壤的电导率最小，为1085.33mS/cm，且与其他抗性品种之间均具有显著差异。由图2c显示，对照组（非连作土壤）中，土壤有机质含量随抗性降低呈逐渐下降趋势。连作条件下，该趋势更为明显，其中，感病品种南农豆绿与对照组的差值最大，为20.03g/kg；而高抗品种南农丽白与对照组的差值仅为0.30g/kg。

注：不同小写字母表示差异显著（P

图2 连作对不同抗性菊花品种栽培土壤pH(a)、电导率(b)和有机质含量（c）的影响

◆连作对不同抗性菊花品种土壤速效养分的影响

土壤速效养分的含量是植物生长及长势的决定因素。连作对4个不同抗性菊花品种土壤速效养分含量的影响见图3。连作条件下，高抗品种南农丽白的栽培土壤中速效磷（图3a）和速效钾含量显著低于其他3个品种，感病品种南农豆绿栽培土壤中速效磷和速效钾（图3b）含量最高，为74.49和429.33mg/kg，分别是易感品种南农粉莺的1.16和1.19倍。速效磷、速效钾含量总体表现为感病>易感>中抗>高抗。高抗品种南农丽白栽培土壤中铵态氮含量为57.33mg/kg（图3c），是易感品种南农粉莺的1.51倍，且显著高于中抗及感病品种；其中感病品种南农豆绿和易感品种南农粉莺的土壤铵态氮含量差异显著（P

图3 连作对不同抗性菊花品种土壤速效磷（a）、速效钾（b）和铵态氮（c）含量的影响

◆连作对不同抗性菊花品种叶片酶活性的影响

不同抗性菊花品种的叶片组织抗氧化物酶活性见图4。未连作条件下，4种不同抗性切花菊品种盛花期叶片多酚氧化酶活性差异显著（图4a），且随着抗性等级的降低，酶活性呈逐步降低趋势。高抗、中抗及感病品种苯丙氨酸解氨酶活性无显著差异（图4b），且均显著高于易感品种。4个不同抗性品种的叶片过氧化物酶活性无显著差异（图4c）。连作条件下，叶片组织多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）的活性在盛花期较未连作条件下均提高，其中高抗品种提高幅度最大。连作条件下，高抗品种南农丽白多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）的活性在盛花期为201.33、36.33和392.67U/（g·min），分别是易感品种南农粉莺的1.62、1.43和1.23倍。其中，感病品种南农豆绿和易感品种南农粉莺的叶片多酚氧化酶活性无显著差异。高抗品种的叶片苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性与感病和易感品种有显著差异，与中抗品种南农冰洁无显著差异。中抗、感病以及易感品种之间的叶片组织过氧化物酶（POD）活性均无显著差异（P>0.05），叶片酶活性总体表现为高抗>中抗>感病>易感。

图4 连作对不同抗性菊花品种叶片多酚氧化酶(a)、苯丙氨酸解氨酶(b)和过氧化物酶(c)活性的影响

◆连作对不同抗性菊花品种外观品质的影响

菊花品质决定切花菊的观赏价值，也是菊花抗性评价的重要指标之一。结果表明，连作对不同菊花抗性品种的外观品质影响显著（表3）。连作条件下，各品种的外观品质相对于未连作条件均有显著降低趋势。易感品种南农粉莺的株高、花径降低值显著高于高抗品种南农丽白、中抗品种南农冰洁和感病品种南农豆绿。高抗品种南农丽白花期的株高降低为10.03cm，茎粗降低0.49mm，花径降低为0.80cm，叶绿素降低为2.47，分别是易感品种南农粉莺降低值的46.50%、45.79%、55.17%和17.24%。

注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著（P

◆连作对不同抗性菊花品种土壤酶活性的影响

连作条件下，4种不同抗性切花菊品种的栽培土壤脲酶活性、蔗糖酶活性以及过氧化氢酶活性较未连作条件均显著提高。由图5a可知，4种不同抗性品种连作栽培土壤脲酶活性较对照组有显著提高，且不同抗性品种土壤脲酶活性差异显著（P中抗>易感>感病。高抗品种南农丽白的土壤过氧化氢酶活性最高，为36.28mg/（g·d）（图5c），是易感品种南农粉莺的1.44倍，高抗品种栽培土壤的过氧化氢酶活性显著高于感病品种和易感品种，与中抗品种南农冰洁无显著差异。

图5 连作对不同抗性菊花品种土壤脲酶（a）、蔗糖酶（b）和过氧化氢酶（c）活性的影响

◆连作对不同抗性菊花品种根际土壤细菌和真菌数量的影响

连作对不同抗性菊花品种根际土壤中真菌数量的影响见图6。高抗品种南农丽白根际土壤中的真菌数量最少，为9.73×106copies/g，中抗品种南农冰洁、感病品种南农豆绿和易感品种南农粉莺根际土壤中的真菌数量分别为2.10×10777copies/g，均显著高于高抗品种。易感品种南农粉莺根际土壤真菌数量是高抗品种南农丽白的1.54倍，且不同抗性菊花品种根际土壤中细菌数量差异显著，高抗品种南农丽白根际土壤中的细菌数量为2.46×109copies/g，中抗品种南农冰洁、感病品种南农豆绿和易感品种南农粉莺根际土壤中的细菌数量分别为1.35×109、7.87×108和5.80×108copies/g，均显著低于高抗品种南农丽白。高抗品种南农丽白分别是中抗品种南农冰洁和感病品种南农豆绿和易感品种南农粉莺的1.82、3.13和4.24倍，且随着抗性的增强，根际土壤中的细菌数量逐渐增加。