江蘇省玉米種質對南方銹病的抗病性評價

任春梅 陸芳 劉慶強 程兆榜

摘要：玉米南方銹病是玉米生產過程中重要的葉部病害，可通過氣流進行遠距離傳播，嚴重影響了玉米產量，因此培育并推廣抗病品種是保障玉米生產最經濟有效的措施。為了給抗病玉米品種的選育提供可靠依據，采用人工噴霧接種法對江蘇省2019年區(qū)域試驗玉米品種進行南方銹病的抗病性鑒定。結果顯示，在鑒定的80個玉米品種中，對南方銹病的抗性僅有中抗、感和高感3個級別，其中普通玉米表現(xiàn)為中抗水平的品種占鑒定總種數(shù)的12.5%，鮮食甜糯玉米占比僅為1.25%，說明該批玉米品種抗南方銹病的能力較差，提醒各部門在玉米種植區(qū)要注意南方銹病的防治，早防早治，爭取將該病害帶來的經濟損失降到最低。

關鍵詞：玉米;南方銹病;抗病性鑒定;人工噴霧接種法;抗病品種

中圖分類號： S435.131 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）24-0072-04

玉米是我國三大主要糧食生產作物之一，從2012年開始，玉米生產已超過稻谷，位居糧食產量第1位[1]。玉米病害種類繁多，每年因玉米病害流行造成的產量與質量損失嚴重，其中由多堆柄銹菌（Puccinia polysora）引起的玉米南方銹病是一種重要的玉米葉部真菌性病害，嚴重阻礙了玉米生產活動的順利進行[2-3]。

玉米南方銹病病菌最初是從鴨茅狀摩擦禾上發(fā)現(xiàn)的，并于1897年正式命名[4]。早在20世紀70年代，就有研究人員在海南省多個地方發(fā)現(xiàn)了玉米南方銹病的危害[5]。玉米南方銹病多發(fā)生在熱帶、亞熱帶等低緯度地區(qū)，在我國該病主要分布在海南省、福建省、安徽省北部、河南省南部等高溫潮濕地區(qū)。近年來，由于氣候變暖、種植結構調整等因素，玉米南方銹病開始向北方擴展，并造成大面積危害[6]。目前，已有的玉米種質資源對南方銹病的抗性差異較大，并且玉米資源中高抗南方銹病的種質較為匱乏。杜青等對11份普通玉米品種進行抗性鑒定的結果顯示，感病玉米品種占9.09%[7]。李余良等對550份糯玉米品種進行抗性鑒定的結果顯示，高感和感病玉米品種的占比高達71.82%[8]。

玉米生產是保障我國糧食安全供給的重要途徑，防治玉米病害有利于提高玉米的產量與質量，優(yōu)質高產抗病玉米品種的選育是降低病害危害的重要舉措之一，其中的關鍵環(huán)節(jié)在于抗病品種的鑒定與篩選。雖然目前江蘇省鮮食玉米的生產規(guī)模在大幅提升，但其生長及采食期極易碰上多雨潮濕的天氣，而玉米南方銹病可在全生育期侵染，又喜好溫濕天氣，因此篩選出該病的抗性品種尤為重要。本試驗在田間采用人工噴霧接種法對江蘇省的玉米種質資源進行抗病性評價，以期篩選出抗性優(yōu)良的目標品種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試玉米品種 本試驗所用80份玉米種質由江蘇省種子管理站提供，包括21份2019年江蘇省區(qū)域試驗春播普通玉米品種（編號為JCQ1901～JCQ1916、JCS1901～JCS1905）、23份夏播普通玉米品種（編號為JXQ1901～JXQ1917、JXS1901～JXS1906）、12份鮮食甜玉米種品（編號為JTQ1901～JTQ1908、JTS1901～JTS1904）、24份鮮食糯玉米品種（編號為JNQ1901～JNQ1916、JNS1901～JNS1908），鑒定對照為齊319（抗病）、黃早四（感?。?。

1.1.2 供試菌株 供試菌株為玉米南方銹病病菌GX18，由廣西農業(yè)科學院提供。

1.2 鑒定方法

1.2.1 病菌的擴繁 摘取銹病發(fā)病葉片，用清水洗下病葉上的孢子，將溶液過濾后加入幾滴吐溫-20配制成孢子懸浮液，在感病玉米展開11～13張葉時，于雨后將懸浮液噴灑至玉米的心葉及周圍2～3張葉上，再將帶菌病葉剪碎后撒到喇叭口，根據天氣情況不定期進行噴灌保濕，創(chuàng)造銹病的發(fā)病條件，使玉米南方銹病病菌在活體植株上擴繁，直至患病葉片上產生黃褐色夏孢子堆。

1.2.2 接種體的準備 用無菌水對發(fā)病葉片進行沖洗，并用2層紗布過濾，取濾液在顯微鏡下觀察，若每個視野中有20個以上孢子，即認為獲得所需濃度的玉米南方銹病病菌孢子懸浮液。

1.3 試驗設計

1.3.1 鑒定圃 抗性鑒定圃設在江蘇省農業(yè)科學院南京市六合動物科學基地，不同鑒定圃之間種植高粱隔離帶。設置行長5 m，行間距為0.6 m，每2行播種1個品種，播種密度為75 000株/hm2。六合地區(qū)在夏季氣候溫暖潮濕，田間濕度大，具備良好的自然發(fā)病條件。

1.3.2 接種方法 鑒定采用人工噴霧法，在玉米植株展11～13張葉時進行接種鑒定。先用清水淘洗經南方銹病病菌接種發(fā)病含夏孢子堆的玉米病葉，用紗布過濾得到濾液，再向濾液中加入吐溫-20，制備成孢子濃度為1×105個/mL的孢子懸浮液。在傍晚或雨后，用背負式噴霧器將孢子懸浮液噴灑到玉米喇叭口，接種后24 h內進行人工輔助噴施清水，并根據天氣情況進行不定期噴灌保濕。

1.4 病害調查

在玉米蠟熟期即受精后30～50 d，調查南方銹病的發(fā)病情況。根據病害癥狀描述及病級劃分標準，調查每株玉米穗部的上、下各3張葉片，記載每份材料的病情級別，病情級別的劃分情況見表1。

2 結果與分析

2.1 對照品種的田間發(fā)病情況

在接種玉米南方銹病病菌20 d后，調查田間對照品種的發(fā)病情況。結果顯示，分布于鑒定圃隨機4個點的抗病品種齊319葉片上只有極少數(shù)孢子堆，占葉片面積的比例不到5%，為1級，鑒定為高抗。分布于鑒定圃隨機4個點的感病對照黃早四葉片上有2處孢子堆，占葉片面積的比例為60%左右，為7級;有2處約占葉片面積的90%，為9級，綜合評價其發(fā)病情況為感病至高感。

2.2 供試普通玉米品種的抗性分析

如表2所示，在44個供試玉米品種中，中抗品種有10份，占比為22.73%;感病玉米品種有19份，占比為43.18%;高感玉米品種有15份，占比為34.09%。結果表明，2019年江蘇省區(qū)域試驗普通玉米品種對南方銹病的抗性較差，感病至高感的品種占總鑒定品種的比例達77%以上，其余均表現(xiàn)為中抗水平，尚未發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)出高抗的品種。

2.3 供試鮮食玉米品種的抗性分析

如表3所示，在36個供試鑒定玉米品種中，中抗品種僅有1份，為甜玉米品種，占比為2.78%;感病品種有6份，占比為16.67%;高感玉米品種有29份，占比為80.55%。結果表明，2019年江蘇省區(qū)域試驗甜糯玉米品種對南方銹病的抗性極差，僅1份甜玉米品種表現(xiàn)為中抗水平，高感品種占鑒定品種的比例達80%以上。

2.4 供試普通玉米與鮮食玉米品種的抗性比較

比較不同類型玉米種質的抗性發(fā)現(xiàn)，2019年抗南方銹病的玉米品種總體上很少，且抗性水平僅表現(xiàn)為中抗;表現(xiàn)為高感水平的玉米品種較多。甜糯玉米品種的抗性較普通玉米品種差一些，其中甜糯玉米區(qū)域試驗品種中感病、高感品種占鑒定總數(shù)的 43.75%，在所有鑒定的玉米品種中，中抗水平甜糯玉米品種的比例僅為1.25%，中抗水平的普通玉米品種占12.50%（圖1）。該研究結果顯示，江蘇省鮮食玉米抗南方銹病品種的選育工作存在一定的挑戰(zhàn)。

3 討論

南方銹病是玉米葉片上常見的一種真菌性病害，隨著耕作條件的改善、全球氣候的變暖以及易感病品種的大面積連片種植，病害的流行速度與危害程度在不斷增加，培育并推廣抗病玉米品種是防止病害發(fā)展蔓延、減少經濟損失的重要舉措之一。江蘇省地處黃淮海地區(qū)，在玉米種植季常高溫多雨，在溫濕環(huán)境下，極易暴發(fā)玉米南方銹病，一旦暴發(fā)不僅會影響鮮食玉米的口感，對玉米產量的影響也極大。因此，篩選出適合在江蘇省種植的抗性玉米品種尤為重要。

玉米南方銹病的接種方法主要分為人工接種和田間自然發(fā)病2種。田間自然發(fā)病能真實反映品種的抗性，但易受環(huán)境影響，常用于玉米南方銹病常發(fā)區(qū)域鑒定圃的鑒定[9]。江蘇省玉米南方銹病流行程度低，自然發(fā)病率低，更適合使用人工接種，李蘆江等也認為，在玉米種質資源抗性鑒定中，人工接種方法是比較準確和可靠的[10]。因此，本研究選擇南京市六合地區(qū)的自然鑒定圃，運用人工噴霧接種法進行鑒定。鑒定結果顯示，2019年江蘇省區(qū)域試驗玉米種質資源對南方銹病的抗性水平低，普通玉米有12.5%的品種表現(xiàn)為中抗水平，鮮食甜糯玉米僅有1.25%的品種表現(xiàn)為中抗水平。試驗結果提醒當?shù)剞r業(yè)相關部門要重視玉米南方銹病的防治工作，一旦遇上適宜的氣候條件，該病害就有暴發(fā)的可能性。

另外，本鑒定結果也可能與菌株的強致病力有關。玉米抗病品種不斷更新，就會促使病菌產生新的致病型;抗病品種的大規(guī)模連片種植，也會為病菌的侵入和繁殖創(chuàng)造十分有利的條件，從而加速病害的流行，對病原菌小種的變異產生定向壓力[11]。已有報道顯示，玉米自交系較易感染南方銹病[12]，而目前應用的抗病品種中引入的是單基因的抗病基因[13]，研究發(fā)現(xiàn)用這種基因育成的品種不利于抗性的持久性。因此在充分利用現(xiàn)有抗南方銹病玉米品種的同時，應該尋找一些遺傳背景差異較大、特殊氣候條件下的種質資源作為開發(fā)材料。

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