玉米部分自交系对丝黑穗病和大斑病的抗性鉴定

来源:用户上传      作者:

　　摘要： 选取37份常用玉米自交系，采用人工接种的鉴定方法对丝黑穗病（Sphacelotheca reiliana）和大斑病（Exserohilum turcicum）的抗性进行评价。结果表明，不同玉米自交系对丝黑穗病和大斑病表现出不同的抗性，对丝黑穗病表现出抗病和感病的自交系分别占供试自交系的48.6%和51.4%，其中仅09杜引-1表现高抗（HR）；对大斑病表现抗病和感病的自交系分别占供试自交系的35.1%和64.9%，其中仅自交系Mo17表现高抗（HR）。
　　关键词：玉米；自交系；丝黑穗病（Sphacelotheca reiliana）；大斑病（Exserohilum turcicum）
　　中图分类号：S432.4+4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）03-0625-03
　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.03.019
　　Abstract： 40 common maize inbred lines were selected for resistance identification of Sphacelotheca reiliana and Exserohilum turcicum by artificial inoculation method. The results suggested that different maize inbred lines showed different resistance on S. reiliana and E. Turcicum，48.6% of inbred lines showed resistance to S. reiliana and 51.4% of inbred lines infected S. reiliana，only 09 Yindu was highly resistance to S. reiliana. 35.1% of inbred lines showed resistance to E. turcicum，64.9% of total inbred lines infected E. turcicum，only Mo17 showed highly resistance to E. turcicum.
　　Key words： maize； inbred lines； Sphacelotheca reiliana； Exserohilum turcicum
　　玉米大斑病（Exserohilum turcicum）和丝黑穗病（Sphacelotheca reiliana）属真菌性病害，是中国北方春玉米区的2种主要病害。病害危害严重时，可导致玉米绝收，给玉米生产带来极大的损失[1]。玉米丝黑穗病严重时病株率可达80%[2]，感病株率每增加1个百分点，玉米减产100 kg/hm2[3]。培育抗病品种是解决两种病害的根本途径。在抗病品种的选育与利用过程中，抗病性育种已被列为主要育种目标之一，杂交种的抗病性主要取决于亲本自交系的抗病性[4，5]。本试验以37份玉米自交系为试验材料，采用人工接种鉴定方法对其进行了抗丝黑穗病和大斑病的评价，旨在选育出高抗丝黑穗病和大斑病的自交系，为下一步的抗病育种工作打下坚实基础。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　37份玉米自交系由黑龙江八一农垦大学农学院玉米研究中心提供。菌种为黑龙江省农业科学院植保所提供。
　　1.2 试验设计
　　2014年5月在黑龙江八一农垦大学密山试验实习基地种植37份玉米自交系，每个自交系种植两行，行长4 m，行距0.65 m，株距0.2 m，每穴保留2株，随机区组设计，3次重复。栽培管理同普通生产田。
　　1.3 丝黑穗病抗性鉴定方法
　　1.3.1 病原菌来源与接种方法 接种前一年秋季从典型病株上采集的病瘿，阴干后装布袋内置通风处越冬，以备下一年鉴定用。播种前一周将病瘿上的菌粉抖落，用40目铜筛筛出冬孢子，按0.1%比率与潮湿的细土充分混合成菌土，播种时先播下种子，覆盖菌土100 g，上面再盖田土[6]。
　　1.3.2 病株率调查和评价方法 在玉米乳熟末期调查每个群体的丝黑穗病发病情况，分别记载小区总株数和发病株数，并计算病株率，病株率=发病株数/调查总株数×100%。根据病株率进行抗性分级[6]，病株率在0%～1.0%为高抗（HR）；1.1%～5.0%为抗（R）；5.1%～10.0%为中抗（MR）；10.1%～40.0%为感病（S）；40.1%～100%为高感（HS）。
　　1.4 大斑病抗性鉴定方法
　　1.4.1 接种病菌的培养和扩繁 将PAD平板上培养的病菌接种在经高压灭菌的高粱粒上（高粱粒培养基制备方法：高粱粒浸泡一夜，煮30～40 min，装入三角瓶中于121 ℃灭菌1 h，冷却后备用），在25～28 ℃下黑暗培养5～7 d后，将布满菌丝的高粱粒铺摊于洁净瓷盘中，保持湿度，待病菌产孢。
　　1.4.2 接种方法 大量产孢后，直接配制接种用悬浮液，浓度调至约1×105～1×106个分生孢子/mL，当玉米长至9～10片叶期和心叶盛期，于阴天有小雨的天气或傍晚把带有病菌的悬浮液装在喷雾器里向叶面喷雾接种。玉米吐丝后15 d，进行田间发病情况调查。
　　1.4.3 病情调查及分级标准 调查标准：以整株为单位，根据整株发病程度分为5级，以小区内各株病级的平均值表示平均的严重度。各级标准参照王晓鸣等[7]的划分标准。根据病株的级别计算病情指数，计算公式如下：病情指数（DI）=×100%。病情指数在0%～5.0%为高抗（HR）；5.1%～10.0%为抗（R）；10.1%～30.0%为中抗（MR）；30.1%～50.0%为感病（S）；50.1%～100%为高感（HS）。 　　2 结果与分析
　　2.1 丝黑穗病抗病分析
　　玉米自交系田间人工接种玉米丝黑穗病条件下发病率如表1。由表1可知，鉴定的37个玉米自交系中只有09杜引-1表现为高抗（HR）；有11个自交系表现为抗病（R），分别为Mo17、自330、PH6WC、Mo17Ht、吉818、Hr30、KL4、C08、C10、C13和C14，占总鉴定材料的29.7%；有6个自交系表现为中抗（MR），分别为5003、WD郑58、绥8941、KL4-10、C03和C16，占总抗病材料的16.2%；有13个自交系表现为感病（S），分别为U8112、泰杂、E28、K10、444、吉818-14、C04、C05、C06、C07、C11、C12和C15，占总鉴定材料的35.1%；其余6个自交系则表现为高感（HS），占总鉴定材料的16.2%。鉴定结果表明，在田间人工接种玉米丝黑穗病条件下，超过50%的材料表现为感病或高感，由于2014年春季播种后，密山市处于低温多雨环境，出苗期延长，种子与菌土接触时间长，可能导致鉴定结果偏高。
　　2.2 大斑病抗性分析
　　玉米自交系人工接种玉米大斑病条件下病情指数如表2所示。由表2可知，37个自交系材料中Mo17表现为高抗（HR），且各自交系中没有表现为抗病（R）的材料，其中12个自交系表现为中抗（MR），分别为W557、U8112、自330、绥8941、PH6WC、黄早四、09杜引-1、Mo17Ht、吉818、Hr30、美82396-1和C11，占总鉴定自交系的32.4%；有7个自交系为感病（S），分别为E28、K10、444、吉818-14、KL4-10、C01和C10，占总鉴定自交系的18.9%；余下17个自交系表现为高感（HS），占总鉴定自交系的45.9%。鉴定结果表明，在玉米大斑病田间接种条件下，鉴定自交系中有不足三分之一的材料表现为中抗，由于自然条件等外界因素的影响，导致鉴定结果与实际有一定的偏差，参试材料对大斑病的抗性还有待进一步研究。
　　3 小结与讨论
　　大斑病的发生与流行，主要取决于病菌的数量、相对湿度和温度。大斑病发病时期通常是在7～8月间，平均温度在18～22 ℃，相对湿度在90%以上[1]。黑龙江省位于中国的最北端，在玉米生育期昼夜温差大，前期气温低，中期雨热同季，后期有早霜发生，这样的气候特点有利于玉米大斑病的发生。玉米丝黑穗病的侵染时期为苗期，特别是3叶期前染病最重[8]。接种的关键因素是玉米丝黑穗病病菌含量，并确定丝黑穗病抗病性鉴定最佳接菌量为0.1%的菌土[9]。因此本试验的接种方法是采用丝轴黑粉菌拌土与种子同时播种，菌粉含量为0.1%的菌土。
　　本研究对供试的37份玉米自交系进行玉米丝黑穗病和玉米大斑病的田间抗病性接种鉴定。结果表明，两种病害的高抗系各有1个，分别为09杜引-1和Mo17，所占比例较少；自交系自330、PH6WC、Mo17Ht、吉818、Hr30均表现抗病和中抗，可以在以后的抗病育种中优先利用。对两种病害表现为感病及高感的自交系可在性状改良后或完成其他方面的性状试验后选择性利用。对于C09这个材料，一次重复时无苗，二次重复和三次重复时的鉴定结果差异显著，有待进一步验证。本试验部分自交系的鉴定结果与王振华等[6]、高洁等[10]、薛春生等[11]、王霞等[12]、浦子钢等[13]的研究结果基本一致，细微差异可能是试验环境和试验年份的不同导致。目前，国内外高抗丝黑穗病的种质资源较少，玉米种质基础狭窄是中国玉米育种所面临的主要问题[14]，因此我们认为应当利用现有的高抗源对抗病性较差的骨干自交系进行回交转育，同时应加强玉米种质资源的引进、评价，以丰富基因库。
　　参考文献：
　　[1] 赵泽双.玉米大斑病、茎腐病和丝黑穗病抗性标记开发及抗性种质筛选[D].哈尔滨：东北农业大学，2013.
　　[2] 高树仁，李新海，王振华，等.玉米抗丝黑穗病的基因效应[J].作物学报，2006，32（10）：1453-1457.
　　[3] 左淑珍，靳学慧，李铁刚，等.部分玉米自交系对丝黑穗病的抗性鉴定和遗传效应研究[J].玉米科学，2012，20（6）：137-142.
　　[4] 赵宝荣.玉米自交系资源对大斑病抗病性鉴定[J].玉米科学，2000，8（1）：91-92.
　　[5] 张明会，徐秀德，姜 钰，等.玉米大斑病菌种群遗传多样性研究[J].玉米科学，2009，17（1）：143-146.
　　[6] 王振华，李新海，鄂文弟，等.玉米抗丝黑穗病种质鉴定及遗传研究[J].东北农业大学学报，2004，35（3）：261-267.
　　[7] 王晓鸣，石 洁，晋齐鸣，等.玉米病虫害田间手册：病虫害鉴别与抗性鉴定[M].北京：中国农业科技出版社，2002.
　　[8] 倪 深，肖炎农，王凤格，等.基于PCR技术的玉米丝轴黑粉菌侵染率及扩展进程的研究[J].中国农业科学，2006，39（9）：1804-1809.
　　[9] 晋齐鸣，宋淑云，沙洪林，等.玉米茎腐病、丝黑穗病抗病性鉴定接种技术研究[A].彭友良.中国植物病理学会学术年会论文集[C].北京：中国农业科学技术出版社，2004.309-311.
　　[10] 高 洁，祁 新，蔚荣海，等.玉米种质资源对丝黑穗病的抗性鉴定[J].吉林农业大学学报，2006，28（2）：142-151.
　　[11] 薛春生，姜晓颖，高 颖，等.19种骨干自交系对5种玉米主要病害的抗性鉴定研究初报[J].玉米科学，2009，17（3）：124-126.
　　[12] 王 霞，李新海，李明顺，等.十个加拿大玉米群体性状表现及对丝黑穗病抗性的评价[J].作物杂志，2009（1）：20-22.
　　[13] 浦子钢，杨克军，李德新，等.黑龙江省西部半干旱区玉米抗大斑病种质资源的筛选[J].黑龙江八一农垦大学学报，2010， 22（3）：9-12.
　　[14] 李志华，李会霞，田 岗，等.山西省玉米种质基础与杂种优势利用研究[J].中国种业，2013（1）：14-16.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-11375838.htm