河南省玉米粗縮病抗病品種鑒定及病害與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

施 艷， 韓曉玉， 劉焱昆， 袁虹霞， 李洪連，2

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，鄭州 450002； 2.小麥玉米作物學(xué)省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450002）

玉米粗縮病是一種世界性的病毒病害，自1949年開(kāi)始在意大利被發(fā)現(xiàn)后，又陸續(xù)在南美洲、歐洲和亞洲的一些國(guó)家均有不同程度的發(fā)生［1］，我國(guó)河南、山東等省曾大面積發(fā)生，對(duì)玉米產(chǎn)量造成嚴(yán)重?fù)p失. 國(guó)內(nèi)外已經(jīng)報(bào)道的玉米粗縮病的病原有4種，分別是玉米粗縮病毒（Maize rough dwarf virus，MRDV）［2］、里奧夸爾托病毒（Mal de Rio Cuarto virus，MRCV）［3］、水稻黑條矮縮病毒（Rice black-streaked dwarf virus，RBSDV）［4-5］和南方水稻黑條矮縮病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus，SRBSDV）［6］，而引起我國(guó)玉米粗縮病發(fā)病的主要病原是RBSDV和SRBSDV［4］. 1954年甘肅和新疆首次發(fā)現(xiàn)并鑒定了玉米粗縮病，20世紀(jì)60年代該病在中東部夏玉米產(chǎn)區(qū)開(kāi)始大面積發(fā)病，成為威脅玉米產(chǎn)量的重要病害，并在70 年代傳入我國(guó)各個(gè)重要玉米產(chǎn)區(qū)［7］，黃淮海夏玉米地區(qū)發(fā)病比較嚴(yán)重，特別是近年來(lái)套播或晚春播、早夏播玉米尤其嚴(yán)重.

玉米作為一種世界性重要的糧食作物，對(duì)我國(guó)乃至世界都有十分重要的意義，玉米粗縮病的大面積發(fā)生和對(duì)玉米產(chǎn)量造成的嚴(yán)重減產(chǎn)，使得找到一種經(jīng)濟(jì)有效的防治方法愈加迫切，除了農(nóng)藥防治和加強(qiáng)田間管理，其中選育和推廣種植抗病品種是最經(jīng)濟(jì)有效的方法. 因此，玉米抗粗縮病品種的鑒定是推廣抗病品種和抗病育種的基礎(chǔ). 在抗病種質(zhì)資源篩選上，我國(guó)學(xué)者對(duì)大量收集的玉米種質(zhì)資源及選育的自交系進(jìn)行了抗性鑒定［8-11］，研究發(fā)現(xiàn)在我國(guó)現(xiàn)有的玉米種質(zhì)中缺乏對(duì)粗縮病完全免疫的品種，但不同種質(zhì)材料的抗病性差異顯著，大部分玉米種質(zhì)對(duì)粗縮病表現(xiàn)為感病. 近年經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的不懈研究，在玉米抗病品種的鑒定中取得階段性成績(jī)，其中我國(guó)部分農(nóng)家種、熱帶種質(zhì)和國(guó)外的一些種質(zhì)中可能存在粗縮病抗性基因［12］. 為了進(jìn)一步明確河南省選育的玉米種質(zhì)資源對(duì)粗縮病的抗感情況，選擇了30個(gè)新審定的玉米品種進(jìn)行抗感性鑒定與評(píng)價(jià)，以期為河南省玉米粗縮病防治和抗病品種選育提供依據(jù).

1 材料和方法

1.1 供試玉米品種

供試的玉米品種30個(gè)，種子均由河南省種子管理站提供.

1.2 田間設(shè)計(jì)

抗性鑒定試驗(yàn)區(qū)在河南滎陽(yáng). 該試驗(yàn)點(diǎn)多年種植玉米，肥力中等，地勢(shì)平坦，排灌條件較好. 5月中旬播種，方式為穴播，每穴2粒，三葉期定苗. 每個(gè)品種種植2行，行長(zhǎng)6～8 m. 品種隨機(jī)排列，3個(gè)重復(fù). 試驗(yàn)田周?chē)O(shè)2行保護(hù)行.

1.3 病害調(diào)查方法

鑒定材料粗縮病調(diào)查和抗性水平的劃分標(biāo)準(zhǔn)參照文獻(xiàn)［13］的方法進(jìn)行. 在玉米抽雄期，逐株調(diào)查每份鑒定材料是否已經(jīng)發(fā)病，詳細(xì)記錄發(fā)病率.

鑒定材料抗性水平的劃分根據(jù)其病情級(jí)數(shù)確定，二者與植株發(fā)病率的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：1 級(jí)，病株率0%～3.0%，高抗（HR）；3 級(jí)，病株率3.1%～10.0%，抗（R）；5 級(jí)，病株率10.1%～20.0%，中抗（MR）；7 級(jí)，病株率20.1%～40.0%，感（S）；9 級(jí)，病株率40.1%～100%，高感（HS）. 依據(jù)調(diào)查的病情級(jí)別，計(jì)算玉米病情指數(shù).

圖1 不同抗性水平玉米品種數(shù)量Fig.1 The numbers of maize varieties showing different resistance and susceptibility

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米品種的抗性鑒定

通過(guò)計(jì)算30 個(gè)供試玉米品種的病株率進(jìn)行抗性評(píng)價(jià). 由表1和圖1可見(jiàn)，在供試的30個(gè)玉米品種中，抗性和感性品種分別為16 和14 個(gè)，其中抗性品種有4個(gè)，分別為內(nèi)秀10、懷川82、粒農(nóng)12和技豐336，中抗品種有12個(gè)，感病品種有14個(gè)，尚未鑒定到高抗和高感的品種.

表1 不同玉米品種對(duì)玉米粗縮病抗性的鑒定結(jié)果Tab.1 Resistance screening of maize varieties against maize rough dwarf

2.2 不同玉米品種產(chǎn)量分析

由圖2 可見(jiàn)，北青680 的20 株平均穗重最高，達(dá)4.19 kg；鄭單958 穗重最低，20 株平均穗重為2.58 kg；20株穗重在3 kg以上的品種有19個(gè)，占總品種的63%.

圖2 不同玉米品種的平均穗質(zhì)量Fig.2 The average panicle weight of different maize varieties

2.3 病情指數(shù)與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

依據(jù)不同品種玉米粗縮病的病情指數(shù)與產(chǎn)量進(jìn)行雙Y 軸折線圖分析，由圖3 可見(jiàn)，病情指數(shù)的趨勢(shì)整體與產(chǎn)量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，以粒農(nóng)301和豫豐107 為例，病情指數(shù)分別為17.96 和18.33，20 株平均穗重為2.72 kg 和2.70 kg；年年豐1 號(hào)的病情指數(shù)較低，為7.96，20 株平均穗重相對(duì)較高，為3.66 kg，說(shuō)明玉米粗縮病的病情指數(shù)與產(chǎn)量有直接關(guān)系.

3 結(jié)果與討論

圖3 玉米產(chǎn)量和粗縮病病情指數(shù)的相關(guān)性分析Fig.3 Relationship between maize yield and disease index of rough dwarf

經(jīng)過(guò)對(duì)玉米粗縮病的抗性評(píng)定，獲得了4個(gè)抗性較好的玉米品種，分別是內(nèi)秀10、懷川82、粒農(nóng)12和技豐336. 其中內(nèi)秀10和技豐336的20株平均穗重較高，分別為3.47 kg和3.6 kg. 分析試驗(yàn)調(diào)查結(jié)果顯示，玉米的粗縮病的發(fā)病嚴(yán)重程度與玉米的產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，玉米粗縮病嚴(yán)重影響玉米的產(chǎn)量.

目前為止，國(guó)內(nèi)外學(xué)者尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)玉米粗縮病完全免疫的玉米品種，即使高抗的品種也極少［14］. 因此，選育和篩選鑒定優(yōu)質(zhì)抗病品種迫在眉睫. 研究熱帶玉米種質(zhì)資源并篩選獲得抗粗縮病的3份高抗的種質(zhì)品種［15］，本實(shí)驗(yàn)采取的是田間病圃自然發(fā)病進(jìn)行抗性鑒定，因此結(jié)果存在部分不確定性，下一步考慮選取部分重病區(qū)并輔以人工接種精確鑒定高抗品種，并擴(kuò)大鑒定的范圍繼續(xù)優(yōu)選品種，為黃淮海地區(qū)玉米的抗病育種奠定基礎(chǔ).

在本試驗(yàn)中，大多數(shù)玉米試驗(yàn)品種粗縮病的病情指數(shù)與產(chǎn)量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，僅少數(shù)品種相關(guān)性不明顯，這可能是由于品種間差異或者環(huán)境發(fā)病情況強(qiáng)弱造成的，少部分品種雖然對(duì)玉米粗縮病有一定的抗性，但對(duì)其他病蟲(chóng)害表現(xiàn)較為敏感，從而造成產(chǎn)量也呈現(xiàn)下降的趨勢(shì). 此外，玉米粗縮病發(fā)生與年度環(huán)境條件有較大關(guān)系，尚需進(jìn)行多年多點(diǎn)鑒定.