基于叶面注射接种与叶绿素荧光技术的茄子黄萎病抗性筛选及早期检测方法研究

为解决茄子黄萎病(Verticillium wilt)抗性筛选效率低、早期检测困难的问题，研究人员通过优化叶面注射接种法（孢子浓度1×107 spores/mL，两叶一心期）结合叶绿素荧光(Chl-F)技术，建立了快速精准的抗性评估体系。研究发现ΦPSII和rETR参数变化与抗性水平呈负相关，且与常规蘸根法高度吻合（R=0.92）。该研究为茄子抗病育种提供了创新技术支撑。

　　

茄子作为全球重要的茄科经济作物，正面临土传真菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引发的黄萎病严重威胁。该病害可导致20-40%的产量损失，且传统抗性筛选方法存在周期长（需25天）、操作繁琐（需根部损伤接种）等瓶颈。更棘手的是，病害潜伏期长，待肉眼可见症状时已错过防治窗口期。如何突破这些技术壁垒，实现高效精准的抗性评估和早期预警，成为当前植物病理学和育种领域的重大挑战。

河北农业大学园艺学院蔬菜育种团队在《Scientia Horticulturae》发表的研究中，创新性地将叶面注射接种与叶绿素荧光成像技术结合，建立了茄子黄萎病快速检测新体系。研究首先通过三因素（苗龄、孢子浓度、基因型）优化实验，确定两叶一心期幼苗配合1×10⁷ spores/mL孢子浓度是最佳接种条件。利用PlantExplorer^PRO+系统监测发现，接种后12小时即可通过Φ_PSII（光系统II实际量子产量）和rETR（相对电子传递速率）参数差异区分抗/感品种，较传统方法提前7-10天预警。

关键实验技术
研究采用四种代表性茄子基因型（栽培种Sm01/Sm02、非洲茄Sa01、野生种St01）及53株BC₃F₃分离群体。通过叶脉注射0.1mL孢子悬液（10mM MgCl₂配制），结合叶绿素荧光成像分析F_V/F_M（最大光化学效率）、NPQ（非光化学淬灭）等参数。采用5级病情指数（DI）评估法，并与传统蘸根法进行相关性验证。

3.1 蘸根法抗性鉴定结果
传统方法证实Sm01（DI=65）和Sm02（DI=78）分别属于中感(MS)和高感(HS)品种，而Sa01（DI=25）和St01（DI=5）显示中抗(MR)和高抗(HR)特性，为后续叶面注射法提供对照基准。

3.2 叶面注射体系优化
两叶一心期幼苗在1×10⁷ spores/mL浓度下呈现最显著抗性分级差异（Sm02 DI=84 vs St01 DI=3），且病害进展曲线显示15天即可完成评估，较蘸根法缩短40%时间。

3.3 Chl-F早期检测
接种后3-7天，感病品种Φ_PSII和rETR值持续下降，而抗病品种波动较小。成像分析显示，接种部位颜色梯度变化与抗性水平高度相关，实现可视化分级。

3.5 方法学验证
在53株分离群体中，叶面注射与蘸根法的DI值呈现极显著相关性（R=0.92），证实新方法的可靠性。

该研究的突破性在于创建了"精准接种-生理预警-快速评估"三位一体的技术体系。叶面注射法不仅减少90%孢子用量，其局部接种特性还允许同一植株多次取样，解决了传统方法无法设置生物学重复的难题。更值得注意的是，通过监测PSII功能损伤程度，首次将抗性评估窗口提前至无症状期，为理解植物-病原互作提供了新视角。

这项技术可拓展应用于其他维管束病害研究，其建立的早期生理指标（如Φ_PSII下降速率）有望成为抗病育种的预选标准。对于珍稀种质资源，叶面注射后的植株存活率达100%，显著优于毁灭性的根部接种法。未来结合分子标记，该体系或可加速抗病基因挖掘与品种改良进程，为蔬菜可持续生产提供关键技术支撑。