甘蔗常用親本黑穗病抗性初步調(diào)查

雷敬超，張保青，高麗花，唐仕云，經(jīng) 艷，周 珊，高軼靜

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/廣西甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部廣西甘蔗生物技術(shù)與遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧530007）

甘蔗是最重要的糖料經(jīng)濟(jì)作物，產(chǎn)糖量占世界的三分之二，也是我國最主要的糖料作物之一，我國年產(chǎn)糖約1300萬噸，90%以上來自甘蔗。目前，世界主要植蔗國普遍認(rèn)為，甘蔗糖業(yè)生產(chǎn)安全最大的威脅是來自甘蔗病害。其中，由甘蔗鞭黑粉菌（Sporisorium scitaminea Syd.）引起的甘蔗黑穗病（sugarcane smut disease）自1877年南非納塔爾首先報(bào)道以來，已成為世界范圍內(nèi)廣泛流行的重要甘蔗病害[1]，也成為中國大陸蔗區(qū)經(jīng)濟(jì)危害性最嚴(yán)重的主要甘蔗病害之一[2-3]。近年來，中國甘蔗主栽品種ROC22普遍感染黑穗病，田間發(fā)病率超過10%，有的地塊甚至超過50%，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重[2-3]。選育、推廣抗病良種是生產(chǎn)上防治該病最經(jīng)濟(jì)有效的途徑，因此，世界幾個(gè)主產(chǎn)蔗國和地區(qū)都把甘蔗無性系對黑穗病的抗性作為品種選擇的一個(gè)主要目標(biāo)。

宿根甘蔗具有早生快發(fā)、提早成熟、省工省時(shí)、降低成本等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中占有極其重要地位，為主要蔗糖生產(chǎn)國家所重視[4]，我國時(shí)有選育出強(qiáng)宿根性高糖優(yōu)良甘蔗品種的報(bào)道[5-6]。在我國當(dāng)前生產(chǎn)條件下，甘蔗宿根性不強(qiáng)是影響甘蔗產(chǎn)量的主要限制因子之一[7]，我國大部分蔗區(qū)甘蔗生產(chǎn)一般為1年新植，1～2年宿根，而蔗糖生產(chǎn)強(qiáng)國巴西則為1年新植，4～5年宿根[8]。而宿根栽培是降低生產(chǎn)成本的最有效途徑之一，強(qiáng)宿根甘蔗品種的選育在生產(chǎn)中占有極其重要的地位。

為此，本試驗(yàn)對常用親本和我單位選育的部分新品種（系）進(jìn)行一年宿根的黑穗病病害調(diào)查，以期篩選出抗黑穗病甘蔗優(yōu)異材料，淘汰高感材料，為選用雜交親本和新品種審定推廣提供科學(xué)依據(jù)。

表1 甘蔗宿根黑穗病抗性分級標(biāo)準(zhǔn)

1 材料與方法

供試的401份甘蔗材料為雜交常用親本和本單位近年選育的新品種（系），為一年宿根。調(diào)查地點(diǎn)在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究中心海南甘蔗雜交基地，8 m行長，無重復(fù)。調(diào)查時(shí)間為2017年12月20日。

調(diào)查記錄各參試材料的總株數(shù)和發(fā)病株數(shù)，公式（1）計(jì)算發(fā)病率。參照文獻(xiàn)[9]采用1～9級分級標(biāo)準(zhǔn)來評價(jià)供試材料的抗性反應(yīng)（見表1）。

2 結(jié)果與分析

2.1 國外引進(jìn)親本發(fā)病情況

國外引進(jìn)親本的黑穗病發(fā)病情況列于表2。結(jié)果表明，供試的107份甘蔗材料中，58份為1級，平均發(fā)病率為1.40%，表現(xiàn)為高抗；25份表現(xiàn)為抗病，2級和3級的平均發(fā)病率分別為8.90%和14.33%；5份表現(xiàn)為中抗，平均發(fā)病率為18.75%；10份表現(xiàn)為中感，平均發(fā)病率為24.78%；7份表現(xiàn)為感病，6級和7級的平均發(fā)病率分別為34.00%和48.61%；Q207和Q189兩份材料為9級，發(fā)病率分別為81.00%和82.14%，表現(xiàn)為高感。

表2 國外引進(jìn)親本黑穗病發(fā)病情況

表3 國內(nèi)引進(jìn)親本黑穗病發(fā)病情況

2.2 國內(nèi)引進(jìn)親本發(fā)病情況

國內(nèi)引進(jìn)親本的黑穗病發(fā)病情況列于表3。結(jié)果表明，供試的107份甘蔗材料中，76份為1級，平均發(fā)病率為1.48%，表現(xiàn)為高抗；21份表現(xiàn)為抗病，2級和3級的平均發(fā)病率分別為8.16%和13.63%；4份表現(xiàn)為中抗，平均發(fā)病率為18.14%；3份表現(xiàn)為中感，平均發(fā)病率為24.30%；崖城75-284、湛江74-141和德蔗03-83表現(xiàn)為感病，發(fā)病率分別為35.03%、37.50%和43.82%；0份材料表現(xiàn)為高感。

2.3 廣西區(qū)內(nèi)自育品種（系）發(fā)病情況

廣西區(qū)內(nèi)自育品種（系）的黑穗病發(fā)病情況列于表4。結(jié)果表明，供試的187份甘蔗材料中，85份為1級，平均發(fā)病率為2.15%，表現(xiàn)為高抗；63份表現(xiàn)為抗病，2級和3級的平均發(fā)病率分別為9.00%和15.56%；11份表現(xiàn)為中抗，平均發(fā)病率為18.99%；18份表現(xiàn)為中感，平均發(fā)病率為25.81%；10份表現(xiàn)為感病，6級和7級的平均發(fā)病率分別為35.09%和44.63%；0份材料表現(xiàn)為高感。

2.4 常用親本黑穗病發(fā)病情況比較

國外引進(jìn)親本、國內(nèi)引進(jìn)親本和區(qū)內(nèi)自育品種（系）1～9級抗性反應(yīng)所對應(yīng)的數(shù)量百分比如圖1所示。結(jié)果表明，國內(nèi)引進(jìn)親本中高抗材料（1級）所占比例最高（71.0%），并且隨著抗病力的減弱（2～9級），國內(nèi)引進(jìn)親本的數(shù)量百分比也均比國外引進(jìn)親本和區(qū)內(nèi)自育品種（系）低。

表4 廣西區(qū)內(nèi)引進(jìn)親本黑穗病發(fā)病情況

圖1 各類常用親本黑穗病發(fā)病情況比較

3 討論

本調(diào)查為甘蔗常用親本一年宿根的黑穗病發(fā)病情況，調(diào)查結(jié)果表明：401份參試親本中有219份（54.6%）表型為高抗，109份（27.2%）表現(xiàn)為抗病，對黑穗病的抗性水平總體較高。其中，國內(nèi)引進(jìn)親本對甘蔗黑穗病抗性達(dá)抗?。≧）及以上抗性水平的占90.7%，抗病性表現(xiàn)最優(yōu)，國外引進(jìn)親本和區(qū)內(nèi)自育品種（系）的抗病性水平相當(dāng)（R級及以上水平分別占77.6%和79.1%）；參試親本中共有20份材料表現(xiàn)為感?。?~7 級），2 個(gè)國外引進(jìn)親本（Q207 和 Q189）表現(xiàn)為高感（9 級），這22份親本不宜再繼續(xù)使用。

然而，作物的抗性等級與作物季和年份相關(guān)顯著[10]，這可能是環(huán)境（不同鑒定年份、地點(diǎn)）、病原生理小種來源不同、試驗(yàn)方法不同（自然發(fā)病、浸漬法人工接種或針刺法人工接種等）所致[11]，當(dāng)抗性類別不一致時(shí)，應(yīng)以記載的被確認(rèn)的最高病情級別所對應(yīng)的抗性類別為準(zhǔn)，因此，本次調(diào)查結(jié)果中表現(xiàn)為抗病的親本并不能完全反映其真實(shí)抗性水平。例如，本次調(diào)查結(jié)果中的主栽甘蔗品種ROC22表現(xiàn)為抗?。≧），而廣西蔗區(qū)的調(diào)查結(jié)果顯示ROC22普遍感染黑穗病且病情嚴(yán)重，尤其是宿根蔗，則應(yīng)以ROC22被確認(rèn)的最高病情級別所對應(yīng)的抗性類別（高感）為準(zhǔn)[3，12]。

本次調(diào)查結(jié)果中，國外親本CP06-2422、CP06-2874和CP09-4707表現(xiàn)為高抗或抗病，與本課題組之前的研究結(jié)果一致[13]，CP07-1618、CP09-4257和CP07-2137的抗性表現(xiàn)相比則更差[13]，準(zhǔn)確評價(jià)其抗性仍需多年多點(diǎn)的抗性鑒定。GT29和GT42為廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所新近育成品種，在本試驗(yàn)中表現(xiàn)為抗病品種，與往年試驗(yàn)結(jié)果一致[5，14-15]，目前在廣西的種植面積不斷擴(kuò)大。

本研究明確了甘蔗常用育種親本對黑穗病的抗性水平，掌握了黑穗病在甘蔗常用育種親本中的分布狀況，不僅為評價(jià)和篩選抗性親本和科學(xué)選配雜交組合積累了基礎(chǔ)資料，對深入開展甘蔗抗黑穗病育種、選育和推廣優(yōu)良抗病品種也具有重要意義。

Preliminary Survey on Smut Disease of Commonly-used Sugarcane Parents