抗霜腐病可可无性系在亚马逊农林复合系统中的表现评估与高产抗病种质筛选
《Agroforestry Systems》:Performance of cacao clones resistant to frosty pod rot under agroforestry systems and full sun in the Colombian Amazon
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时间:2025年11月21日
来源:Agroforestry Systems 2.2
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本研究针对可可霜腐病(Moniliophthora roreri)在农林复合系统中发病率升高的问题,通过人工接种和田间监测系统评估了18个可可无性系在全光照和遮荫条件下的抗病性及产量表现。研究发现FEC-2无性系表现出完全抗性,ICS-95和CCN-51显示中等抗性,并建立了疾病生产力指数(DPI)筛选体系,为亚马逊地区可可可持续生产提供了抗病种质资源。
在哥伦比亚亚马逊雨林深处,一种名为霜腐病(FPR)的毁灭性病害正威胁着当地重要的经济作物——可可(Theobroma cacao L.)的生产。这种由真菌Moniliophthora roreri引起的病害,在适宜条件下可导致40%-100%的产量损失,成为拉丁美洲可可种植面临的主要挑战。尤其令人担忧的是,旨在提高生态效益的农林复合系统(AFS)反而可能增加病害发生率,使得寻找既适应遮荫环境又具有抗病性的可可品种成为当务之急。
在这一背景下,Jose Ivan Vanegas等研究人员在《Agroforestry Systems》上发表了他们的最新研究成果。研究团队系统评估了18个具有经济重要性的可可无性系(包括8个地区性无性系和8个国际无性系),在两种光照条件(全光照和70%遮荫)下对M. roreri的抗性表现。研究历时一年,通过人工接种和自然发病监测相结合的方式,全面分析了各无性系的病害发展情况和产量表现。
研究采用的关键技术方法包括:在CIMAZ Macagual亚马逊研究中心建立随机区组设计实验,使用自然病原菌分离物进行人工接种(孢子浓度1.2×105 spores mL-1),采用Sanchez等制定的6级严重度评估标准,监测内部严重度(IS)和外部严重度(ES)等病害参数,应用线性混合模型(LMM)进行统计分析,并建立疾病生产力指数(DPI)综合评价体系。
研究发现FEC-2无性系表现出卓越的抗病性,在两种生产系统中均未显示内外症状,病原菌发生率仅为0.15±0.02。相比之下,ICS-95和CCN-51显示中等抗性,而大多数无性系被归类为中度敏感或敏感。特别值得注意的是,遮荫条件增加了大多数无性系的病原菌发生率,但FEC-2却能保持稳定的抗性。
产量分析显示明显的基因型-环境互作效应。FSV-41在全光照条件下产量最高(1,131.15 kg ha-1 year-1),而FEC-2在遮荫条件下表现最佳(1,080.51 kg ha-1 year-1)。CCN-51对全光照条件有显著偏好,其在遮荫下的产量大幅下降至353.14 kg ha-1 year-1。
DPI评估进一步证实了FEC-2的优越性,该无性系在DPI-Mr(M. roreri相关)、DPI-Other(其他病害)和DPI-All(总病害)指数中均位居首位。相关性分析表明,遮荫条件下DPI指数与产量的相关性更强,说明在农林复合系统中进行抗病性评价的重要性。
研究还发现,遮荫条件改变了病害与生产指标间的相关性模式。在全光照条件下,外部严重度(ES)与产量呈负相关(-0.26),而在遮荫条件下这种关系减弱至-0.05。这表明环境条件显著影响病害表达与产量之间的关系。
本研究通过系统评估揭示了可可无性系对霜腐病的抗性差异,并首次在亚马逊条件下建立了完整的抗病性评价体系。FEC-2无性系的鉴定为当地可可种植提供了宝贵的抗病种质资源,其在不同光照条件下的稳定表现特别适合用于农林复合系统。研究建立的DPI评价体系为同时选择高产和抗病品种提供了实用工具,有助于推动哥伦比亚亚马逊地区可可产业的可持续发展。这些发现不仅对当地农业生产具有直接指导意义,也为理解植物-病原菌-环境三者互作提供了重要案例。
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