马铃薯品种'Granola'对青枯病(Ralstonia solanacearum)的中度耐受性机制研究

本研究针对热带高地马铃薯生产中由Ralstonia solanacearum IIB-1(R3bv2)引起的毁灭性青枯病(BW)问题，通过控制实验验证了主栽品种'Granola'的病害耐受性。研究发现Granola能显著抑制病原菌在茎、匍匐茎和块茎中的定殖量，其AUDPC(病害进展曲线下面积)显著低于感病对照'Russet Norkotah'，为热带马铃薯抗病育种提供了重要亲本材料。

　　

在全球粮食安全格局中，马铃薯作为第三大主粮作物，其生产却长期受到青枯病(Bacterial Wilt, BW)的严重威胁。这种由土壤杆菌Ralstonia solanacearum（简称Rs）引起的病害，在热带高地尤为猖獗，可导致高达100%的产量损失。令人头疼的是，这种病原菌不仅能通过灌溉水传播，还能潜伏在看似健康的种薯中跨区域扩散。尽管科学家们努力多年，至今仍未培育出完全抗病的商业品种，农民们只能依靠轮作、土壤消毒等费时费力的措施来控制病害。

正是在这样的背景下，国际马铃薯研究中心将目光投向了在印度尼西亚等热带地区广泛种植的'Granola'品种。这个占印尼鲜食马铃薯90%市场份额的品种，长期以来被农民们口耳相传具有"神秘"的抗病能力——他们甚至敢用自留种薯种植，这在其他品种中是不可想象的冒险行为。为了科学验证这个民间传说，由Gashaw Belay Alemu领衔的研究团队在《American Journal of Potato Research》上发表了一项严谨的实证研究。

研究人员采用生长室控制实验，通过土壤浸灌法接种标记菌株UW551-GFP-tet^R（属于毁灭性强的R3bv2谱系），设置5×10⁷ CFU/ml和1×10⁸ CFU/ml两个接种浓度，以感病品种'Russet Norkotah'为对照。采用0-4级病情指数评估系统，结合AUDPC量化分析，并通过选择性培养基计数技术测定病原菌在植株不同组织的定殖量。

病害耐受性验证

研究结果显示，即使接种浓度加倍，Granola的病情指数仍显著低于对照品种。接种40天后，高剂量处理的Granola植株AUDPC值仅为感病对照的63%（p<0.01），且两个接种浓度间的病害进展无统计学差异（p=0.0739）。这表明Granola确实具有剂量非依赖性的病害耐受特性。

病原定殖抑制机制

通过组织定量分析发现，虽然Rs能系统侵染Granola，但在茎基部、匍匐茎和块茎中的菌量分别比感病对照低98倍、135倍和420倍。特别值得注意的是块茎中的差异——这个对种薯传播至关重要的器官在Granola中表现出极强的定殖抑制能力。

这项研究首次通过科学数据证实了Granola对青枯病的中度耐受性，其抗性机制主要体现为对病原菌系统定殖的抑制作用。这一发现具有三重重要意义：首先为热带地区农民提供了经科学验证的抗病品种选择；其次揭示了块茎特异性抗性机制的存在，为阻断种薯传播途径提供了新思路；最重要的是，Granola可作为理想的育种亲本，与EFR转基因等垂直抗性材料进行聚合育种。研究人员建议下一步在自然病圃中验证该抗性的稳定性，并深入解析其分子机制，特别是块茎特异性防御反应的激活特征。这项研究为开发"绿色"防控策略奠定了重要基础，对保障热带地区粮食安全具有实践价值。