玉米種質(zhì)對(duì)煙嘧磺隆除草劑的抗性鑒定與評(píng)價(jià)

宋 波， 呂香玲， 王 健， 宋茂興， 李鳳海， 董成玉

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)， 遼寧 沈陽110866）

近年來，我國玉米田除草劑發(fā)展迅速，品種越來越多，使用面積越來越大。玉米大面積應(yīng)用的除草劑品種涉及眾多類型化合物與作用機(jī)制［1］。玉米種植后，多數(shù)噴灑乙草胺等封地除草劑，封地除草劑容易受到環(huán)境影響而表現(xiàn)封地效果不理想，如播種期田間干旱少雨或者低溫都會(huì)帶來除草效果不良，需要進(jìn)一步噴施苗后除草劑［2］。煙嘧磺隆是具有高效、低毒、強(qiáng)選擇性和低用量的一類磺酰脲類內(nèi)吸性除草劑，目前被普遍使用于玉米田的苗后除草。通常普通玉米雜交種會(huì)抵抗這種除草劑而不受到傷害，但近年來，對(duì)玉米生產(chǎn)田的觀察發(fā)現(xiàn)，一些玉米品種對(duì)煙嘧磺隆反應(yīng)敏感，噴藥后玉米幼苗變紫或變黃，甚至萎蔫死亡，即使一些沒有明顯葉部受害癥狀的品種，也表現(xiàn)出生長(zhǎng)緩慢、株高降低的藥害影響［3－4］。因此培育對(duì)除草劑具有抗性的玉米品種對(duì)減少除草劑使用的風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。

本研究采用人工噴施煙嘧磺隆除草劑（商品名稱玉農(nóng)樂）的方法，對(duì)49份我國常用玉米自交系進(jìn)行除草劑抗性鑒定。通過比較玉米自交系在噴灑煙嘧磺隆后的抗性反應(yīng)，篩選抗性種質(zhì)，為抗除草劑品種的選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 供試材料與種植方法

選用的49份玉米自交系為目前國內(nèi)種質(zhì)改良的基礎(chǔ)種質(zhì)。試驗(yàn)于2011—2012年進(jìn)行，試驗(yàn)材料種植于沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)圃。每份玉米自交系單行區(qū)種植，2次重復(fù)，小區(qū)行長(zhǎng)5 m，行距60 cm，每行種植22穴，每穴點(diǎn)播3粒種子。玉米噴施除草劑15 d后間定苗，根據(jù)苗情進(jìn)行追肥，對(duì)致死自交系補(bǔ)種糯玉米，不留大空間，防止邊行優(yōu)勢(shì)。

1．2 供試藥劑及藥劑處理方法

供試藥劑：日本石原產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社，玉農(nóng)樂。

除草劑噴施濃度：玉農(nóng)樂原液80 m L／667 m2，兌水28 kg。

藥劑噴施時(shí)間和方法：5葉期用小型噴壺采用全面噴霧法，進(jìn)行除草劑噴施。其中11穴噴施，另11穴用塑料布遮擋作對(duì)照不噴施。

1．3 調(diào)查項(xiàng)目與方法

總植株數(shù)：植株長(zhǎng)勢(shì)穩(wěn)定后（4葉期）進(jìn)行植株數(shù)調(diào)查；

植株高度：對(duì)噴施部分和未噴施部分分別取樣。噴施前去掉兩頭各2穴，取中間穴定株（掛牌標(biāo)記10株）調(diào)查株高；噴藥后分別于第7、14、21天及成株期測(cè)定植株高度。

藥害癥狀：噴藥后每天觀察植株葉片致死性表現(xiàn)。

室內(nèi)考種：調(diào)查單株穗重、百粒重、穗長(zhǎng)、穗粗。

根據(jù)植株致死及株高情況，建立苗期表型數(shù)據(jù)庫。

具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：

圖1 植株高矮變化特征

圖2 植株葉片顏色變化特征

一種以數(shù)據(jù)直接差異進(jìn)行分類：分為六類Ⅰ類株高增加或降低10%以內(nèi)，影響較?。虎蝾愔旮呓档驮?0%～30%之間，有較大影響；Ⅲ類株高降低在30%～50%之間，有嚴(yán)重影響；Ⅳ類植株株高僅達(dá)到正常植株高度的50%或更低，停止生長(zhǎng)，致死，敏感型。Ⅴ類株高增加在10%～30%之間，有促進(jìn)生長(zhǎng)作用；Ⅵ類株高增加在30%～50%之間，顯著促進(jìn)生長(zhǎng)作用。

一種以株高差異顯著性比較為依據(jù)劃分為：Ⅰ植株發(fā)育未受影響，即噴除草劑后株高未受影響；Ⅱ植株發(fā)育受影響，即噴除草劑后植株株高受到影響。

1．4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，采用T測(cè)驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2．1 敏感型自交系癥狀表現(xiàn)特點(diǎn)

噴藥后14 d不同自交系反應(yīng)不同，敏感型自交系開始出現(xiàn)癥狀，有的植株矮小，有的表現(xiàn)為葉片變紫色或葉片變黃色、或心葉變黃色，且植株生長(zhǎng)緩慢。如圖1和圖2。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)鑒定的49份自交系中有4份自交系，雙741、LD 61、A 57和丹340因?yàn)樗幒?yán)重，停止生長(zhǎng)，苗后15 d萎蔫死亡。其它45份自交系繼續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育。

2．2 煙嘧磺隆對(duì)玉米自交系株高的影響

2．1．1 噴藥后7 d株高比較

玉米噴施除草劑后7 d，測(cè)定玉米自交系對(duì)照及處理的植株高度，并進(jìn)行比較，結(jié)果見表1。對(duì)照和處理間株高的差異表現(xiàn)為3種類型，株高變化較少，株高較大降低，株高較大升高。

對(duì)對(duì)照和處理的植株高度進(jìn)行T檢驗(yàn)，結(jié)果（表1）表明，丹340、黃早四、沈5003－1和鐵124選系這4個(gè)自交系的對(duì)照和處理間株高達(dá)到極顯著差異，且影響屬于促進(jìn)作用，其余自交系的對(duì)照和處理間株高未表現(xiàn)顯著差異。這說明自交系噴施除草劑后第7天未有明顯藥害反應(yīng)。

表1 噴藥后7 d對(duì)照與處理間株高比較差異顯著的自交系

2．1．2 噴藥后14 d株高比較

玉米噴施除草劑后14 d，對(duì)玉米自交系對(duì)照及處理的植株高度進(jìn)行測(cè)定（結(jié)果見表2）。

T檢驗(yàn)結(jié)果表明，LD 61、雙741、A 57、丹340、鐵9010－1、魯原92－2、4 CV 選系、OH 43－2、6 WC這9個(gè)自交系的對(duì)照和處理間株高達(dá)到顯著差異，其余自交系的對(duì)照和處理間株高未表現(xiàn)顯著差異。其中LD 61、雙741、A 57、丹340、鐵9010－1、魯原92－2、4 CV選系這7個(gè)自交系植株發(fā)育受煙嘧磺隆除草劑的影響，使植株高度降低，OH 43－2、6 WC這2個(gè)自交系植株發(fā)育受煙嘧磺隆除草劑的影響，使植株高度升高。在7 d有差異的自交系黃早四、沈5003－1和鐵124選系仍然表現(xiàn)為處理株高高于對(duì)照，但未達(dá)顯著水平。

由此結(jié)果可見，隨著時(shí)間的推進(jìn)，一些在7 d時(shí)沒有受到顯著影響的自交系在14 d時(shí)出現(xiàn)了顯著差異，這說明玉米自交系在噴灑煙嘧磺隆除草劑的受害反應(yīng)需要一定時(shí)間。

表2 噴藥后14 d對(duì)照與處理間株高比較差異顯著的自交系

2．1．3 噴藥后21 d株高比較

玉米噴施除草劑21 d后，對(duì)玉米自交系對(duì)照及處理的植株高度進(jìn)行測(cè)定（結(jié)果見表3）。

表3 噴藥后21 d對(duì)照與處理間株高比較差異顯著的自交系

進(jìn)行 T檢驗(yàn)結(jié)果表明，LD 61、A 57、丹340、9801、齊319、D 0201、508父系、7922、龍抗11、598、H 21、444這12個(gè)自交系的對(duì)照和處理間株高達(dá)到顯著差異，其余自交系的對(duì)照和處理間株高未表現(xiàn)顯著差異。其中 LD 61、4 CV 選系、A 57、丹340、9801、齊319、D 0201、508父系、7922、龍抗11、598這11個(gè)自交系植株發(fā)育受煙嘧磺隆除草劑的影響，使植株高度降低，H 21、444這2個(gè)自交系植株發(fā)育受煙嘧磺隆除草劑的影響，使植株高度升高。

由此結(jié)果可見，隨著時(shí)間的推進(jìn)，煙嘧磺隆除草劑的藥性在自交系中也在不斷的起效，有更多的自交系對(duì)煙嘧磺隆除草劑產(chǎn)生了顯著反應(yīng)。

2．1．4 成株期植株高度的比較

玉米成株期，對(duì)玉米自交系對(duì)照及處理的植株高度進(jìn)行測(cè)定結(jié)果見表4。雙741、丹340、LD 61、A 57這4個(gè)自交系由于受到除草劑藥害嚴(yán)重影響，停止生長(zhǎng)。其余自交系進(jìn)行T檢驗(yàn)結(jié)果表明，4 CV選系、D 0201、鐵121父系、鄭58的對(duì)照和處理間株高達(dá)到顯著差異，其余自交系的對(duì)照和處理間株高未表現(xiàn)顯著差異。其中4 CV選系、D 0201、鐵121父系這3個(gè)自交系植株發(fā)育受煙嘧磺隆除草劑的影響，使植株高度降低，鄭58的植株發(fā)育受煙嘧磺隆除草劑的影響，使植株高度升高。

由此結(jié)果可見，植株成熟后對(duì)煙嘧磺隆除草劑的適應(yīng)性增強(qiáng)，出現(xiàn)顯著差異的自交系顯著減少。

表4 噴藥后成株期株高對(duì)照與處理間株高比較差異顯著的自交系

2．2 煙嘧磺隆除草劑對(duì)玉米穗重的影響

玉米成熟后，對(duì)各自交系對(duì)照及處理的穗重進(jìn)行測(cè)定。由表5可以看出，煙嘧磺隆除草劑對(duì)玉米的穗重影響比較大。

其中雙741、丹340、LD 61、A57這4個(gè)自交系處理絕產(chǎn)。龍抗11、X 178和D 387由于樣品缺失造成沒有得到產(chǎn)量數(shù)據(jù)結(jié)果。

其余自交系中穗重增加20%以上的自交系有遼3162、鐵124父系、A 801、黃早四、D 0201。穗重降低超過20%的自交系有7922、齊319、598、鐵9010－1、魯原92－2、8112、4 CV、金黃55、昌7－2、4 CV選系。

2．3 噴施煙嘧磺隆后玉米穗重和株高的關(guān)系

綜合比較穗重與株高之間的關(guān)系，由表6可見，穗重增加30%以上的5個(gè)自交系除了D 0201外，其它4個(gè)均表現(xiàn)出株高受影響較小或者前期株高顯著增高的趨勢(shì)，而穗重減少30%以上的自交系除8112外其余均表現(xiàn)出株高在噴藥后受到嚴(yán)重影響，顯著降低。

表5 各自交系噴藥后對(duì)照與處理間穗重比較

表6 自交系噴藥后株高與穗重關(guān)系分析

3 結(jié)論與討論

通常特種玉米田對(duì)除草劑的使用非常謹(jǐn)慎，因?yàn)橛捎谄贩N的敏感性會(huì)造成除草劑藥害，近年來，也出現(xiàn)了越來越多關(guān)于普通玉米田受到除草劑要害的報(bào)道［5－7］。因此選育抗除草劑的品種十分重要。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，噴灑除草劑后植株通常會(huì)有反應(yīng)，但不同品種對(duì)除草劑的反應(yīng)時(shí)間不同，反應(yīng)特點(diǎn)及造成的傷害也有一定的差異。其中自交系丹340、LD 61、雙741、A 57屬于對(duì)除草劑十分敏感的自交系，造成后期絕產(chǎn)。自交系7922、齊319、598、鐵9010－1、魯原92－2、8112、4 CV、金黃55、4 CV選系、昌7－2早期受除草劑影響較大，株高顯著降低，后期穗重降低達(dá)20%以上，說明這幾個(gè)自交系也容易受到除草劑藥害。自交系遼3162、鐵124父系、A 801、黃早四早期株高受影響小，甚至受到促進(jìn)作用，它們穗重增加30%以上。說明這幾個(gè)自交系中含有抗除草劑內(nèi)源基因。從所有自交系株高和穗重的表現(xiàn)來看，早期株高受影響小或者受到促進(jìn)作用的自交系中含有抗除草劑基因的可能性大。

培育對(duì)除草劑具有抗性的玉米品種所用抗源主要來源于外源基因，目前玉米轉(zhuǎn)基因育種還存在一定難度，同時(shí)外源基因使用的安全性一直受到爭(zhēng)議。如果能夠發(fā)掘抗性廣泛的內(nèi)源基因，對(duì)玉米新品種的選育無疑是一個(gè)福音。

已有研究證實(shí)，甜玉米種質(zhì)中對(duì)煙嘧磺隆的抗性由單顯性抗性基因控制，研究結(jié)果也表明，由不含有抗性基因的玉米自交系組配的雜交種不抗該除草劑，由含有抗性基因的甜玉米自交系組配的雜交種抗該除草劑，如果親本中有一個(gè)自交系具有抗性，其雜交種抗性表現(xiàn)偏于抗性［8－13］。本研究在普通玉米種質(zhì)中篩選出抗除草劑基因型玉米材料，利用抗性材料進(jìn)行雜交組合的組配可以提高雜交種對(duì)除草劑的抗性，此結(jié)果將為利用內(nèi)源抗除草劑基因選育玉米新品種提供依據(jù)。

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