45個(gè)玉米雜交組合對(duì)玉米紋枯病的抗性鑒定

段海明, 李可文, 陸西輝, 王長(zhǎng)進(jìn), 余 利

(安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院， 安徽 鳳陽(yáng) 233100)

玉米紋枯病是世界性的玉米病害之一[1]，在我國(guó)西南、東南等玉米主產(chǎn)區(qū)連年發(fā)生，危害嚴(yán)重，造成重大損失，對(duì)我國(guó)的糧食安全產(chǎn)生重大影響[2]。該病害屬于土傳病害，防治比較困難。隨著機(jī)械化生產(chǎn)和全球氣候變化以及秸稈還田、免耕、少耕等技術(shù)的推廣應(yīng)用，致使病菌積累，病害流行風(fēng)險(xiǎn)逐年上升[3]。該病害主要危害莖稈，發(fā)病后造成花稈爛莖，危害嚴(yán)重者病斑可達(dá)果穗及以上，對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生較大影響[4]。關(guān)于玉米紋枯病的防治主要以培育抗性品種和施用化學(xué)殺菌劑為主。其中化學(xué)防治對(duì)環(huán)境和非靶標(biāo)生物存在較大影響，故化學(xué)農(nóng)藥減量已成為社會(huì)的共識(shí)[5]。加之后期玉米植株高大密實(shí)，施藥困難[6]。因此，培育對(duì)玉米紋枯病抗性強(qiáng)且產(chǎn)量高的玉米品種成為病害防控的首選措施[7]。因此，本文以玉米紋枯病致病菌-立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani)作為鑒定菌株，對(duì)安徽省玉米育種工程技術(shù)研究院新制備的45份玉米雜交組合進(jìn)行田間接種，旨在探明玉米組合對(duì)紋枯病的抗性水平，也為抗玉米紋枯病高產(chǎn)新品種的審定和推廣提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

AK39等45個(gè)普通玉米新雜交組合由安徽省玉米育種工程技術(shù)研究院提供(表1)，以鄭單958為對(duì)照。玉米紋枯病致病菌-立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani)由安徽科技學(xué)院植物病理實(shí)驗(yàn)室保存。

1.2 方法

試驗(yàn)在安徽科技學(xué)院種植科技園農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)田進(jìn)行。玉米雜交組合于2019年7月3日播種，日常管理同大田管理。抗性鑒定流程按照《玉米抗病蟲(chóng)鑒定技術(shù)規(guī)范》第9部分進(jìn)行，計(jì)算病情指數(shù)[8]。根據(jù)《安徽省主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)供試組合作抗性評(píng)價(jià)[9]。2019年10月16日收獲果穗，充分晾曬后考種，記載軸色、穗重、粒重、穗長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)，利用SPSS 13.0計(jì)算各項(xiàng)農(nóng)藝指標(biāo)平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 45份玉米組合的軸色和抗性

AK39等45份玉米組合的軸色、病情指數(shù)、病情級(jí)別及抗性評(píng)價(jià)結(jié)果數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1，結(jié)果顯示，試驗(yàn)45份玉米組合中，其中14份玉米組合穗軸為白色，31份組合穗軸為紅色，各占參試組合的31.1%和68.9%。對(duì)照鄭單958對(duì)紋枯病表現(xiàn)為中抗，4個(gè)參試玉米組合抗性表現(xiàn)為中抗(MR)，其中3個(gè)組合是紅軸，1個(gè)為白軸，占參試組合的8.9%。18個(gè)組合表現(xiàn)為感(S)，占參試組合的40.0%，14個(gè)為紅軸，4個(gè)為白軸；23個(gè)組合對(duì)紋枯病表現(xiàn)為高感(HS)，占參試組合的51.1%，其中18個(gè)紅軸，5個(gè)為白軸。

表1 45個(gè)玉米組合的軸色及抗性

2.2 玉米組合果穗的農(nóng)藝性狀

2.2.1 白軸玉米組合接種與未接種果穗的農(nóng)藝性狀 參試10個(gè)白軸玉米組合中，AK39表現(xiàn)中抗(MR)，占參試白軸組合的10.0%；另AK01、AK38、AK42和AK49 4個(gè)組合表現(xiàn)為感病(S)，占參試組合的40.0%；AK11、AK12、AK26、AK30和AK50 5個(gè)組合表現(xiàn)為高感(HS)，占參試組合的50.0%。由表2可知，未接種穗重以AK12最大,達(dá)292.2 g，其次為AK30和AK39,分別為257.2和243.3 g，以AK11最小,為 174.9 g；接種的穗重以AK12最大,為218.8 g，其次為AK39 和AK01,分別為212.3和211.8 g，以AK11最小,為147.7 g；接種造成的穗重?fù)p失以AK12最大,為73.4 g，其次為AK30和AK50，分別損失67.9和57.3 g，接種后損失較小的AK49為11.9 g。未接種的粒重最大為AK12,達(dá)258.2 g，其次為AK30和AK39，未接種粒重AK11最小,為153.8 g；接種病菌后，粒重最大的為AK12,達(dá)194.6 g，其次為AK49和AK39，接種粒重最小的AK11為126.9 g；接種后造成粒重?fù)p失較大的為AK30，損失達(dá)65.2 g，其次為AK12和AK05，分別損失63.6和53.0 g。對(duì)照鄭單958未接種穗重為213.9 g，接種后穗重為156.7 g，9個(gè)白軸組合未接種穗重和接種后穗重均超過(guò)對(duì)照，僅有AK11小于對(duì)照；鄭單958未接種粒重為189.6 g，接種粒重為136.6 g，6個(gè)白軸組合未接種粒重超過(guò)對(duì)照，AK26等 4個(gè)組合小于對(duì)照；9個(gè)白軸組合接種粒重超過(guò)對(duì)照，也僅有AK11小于對(duì)照。

表2 白軸玉米組合接種與未接種的穗重、粒重

由表3可知，未接種穗長(zhǎng)以AK39最長(zhǎng)為20.9 cm，其次為AK12和AK49，以AK11最小為17.1 cm；接種的穗長(zhǎng)以AK39最長(zhǎng)為20.1 cm，其次為AK49 和AK12，以AK11最小為15.2 cm；接種造成的穗長(zhǎng)損失以AK42最大為2.3 cm，其次為AK30和AK11，接種后損失最小的AK01為0.1 cm。未接種的穗行數(shù)以AK01最多達(dá)18.5 行，其次為AK30、AK11和AK39，以AK50最少為13.0行；接種的穗行數(shù)以AK30最多為17.0行，其次為AK11和AK26，以AK12和AK38最少為12.0行；接種造成的穗行數(shù)損失以AK01最大為4.5行，其次為AK39和AK38，接種后穗行數(shù)無(wú)損失的為AK26、AK30、AK49和AK50。未接種的行粒數(shù)以AK39最多達(dá)42.8粒，其次為AK49和AK30，以AK26最少為34.1粒；接種的行粒數(shù)以AK39最多為42.5粒，其次為AK12和AK49，以AK26最少為32.6粒；接種造成的行粒數(shù)損失以AK30最大為6.9粒，其次為AK11和AK50，接種后AK12行粒數(shù)損失0.1粒，AK42無(wú)損失。

表3 白軸玉米組合接種與未接種其它農(nóng)藝性狀的變化

2.2.2 紅軸玉米組合接種與未接種果穗的農(nóng)藝性狀 參試35個(gè)紅軸玉米組合中，AK10、AK14和AK47 3個(gè)組合表現(xiàn)中抗(MR)，占參試紅軸組合的8.6%；14個(gè)組合表現(xiàn)為感病(S)，占參試紅軸組合的40.0%，18個(gè)組合表現(xiàn)為高感(HS)，占參試組合的51.4%。由表4可知，未接種穗重以AK47最大達(dá)288.9 g，其次為AK19和AK37，穗重分別為263.3和258.5 g，AK04最小為142.4 g；接種的穗重以AK19最大達(dá)254.5g，其次為AK47和AK08分別為238.0和219.2 g，以AK33最小為124.4g；接種造成的穗重?fù)p失以AK23最大為 98.8 g，其次為AK37和AK18，分別損失為81.4 g和70.5 g，AK08損失最小為11.9 g。未接種粒重以AK47最大達(dá)258.5 g，其次為AK19和AK37分別為235.2和 228.3 g，AK04最小為124.5g；接種的粒重以AK19最大為227.8 g，其次為AK47和AK08分別為204.8和194.0 g，以AK33最小為102.4g；接種造成的粒重?fù)p失以 AK23最大為 89.8 g，其次為AK37和AK18分別損失75.1和64.8 g，接種后AK31無(wú)損失。與對(duì)照鄭單958相比，18個(gè)紅軸玉米組合未接種穗重超過(guò)對(duì)照，占到參試紅軸組合的51.4%；接種后穗重有25個(gè)組合超過(guò)對(duì)照，占參試紅軸組合的71.4%；18個(gè)紅軸組合未接種粒重超過(guò)對(duì)照，占參試紅軸組合的51.4%，24個(gè)紅軸組合接種粒重超過(guò)對(duì)照，占參試組合的68.6%。

表4 紅軸玉米組合接種與未接種的穗重、粒重

由表5可知，紅軸組合未接種穗長(zhǎng)以AK18最長(zhǎng)達(dá)21.8cm，其次為AK14和AK37，以AK34最小為 15.7 cm；接種的穗長(zhǎng)以 AK14最長(zhǎng)為20.2 cm，其次為AK46和AK18，以AK33最小為14.4cm；接種造成的穗長(zhǎng)損失以AK23最大為2.9cm，其次為AK37和AK18，接種后無(wú)損失的為AK46和AK41。未接種的穗行數(shù)以AK47最多達(dá)19.2行，其次為AK19和AK21，以AK03最少為12.0行；接種的穗行數(shù)以AK47最多為17.6行，其次為AK21和AK14，以AK03最少為12.0行；接種造成的穗行數(shù)損失以AK23最大為3.6行，其次為AK17和AK37，穗行數(shù)無(wú)損失的為AK04、AK09、AK14、AK28和AK31。未接種的行粒數(shù)以AK43最多為46.8粒，其次為AK47和AK44，以AK20和AK02最少均為34.5粒；接種的行粒數(shù)以AK43最多為44.6粒，其次為AK44和AK03，以AK02最少為 29.5粒；接種造成的行粒數(shù)損失以AK09最大為6.4粒，其次為AK47、AK40和AK04分別損失6.3、5.5和5.5粒，AK41和AK18損失最少為0.1粒。

表5 紅軸玉米組合接種與未接種其它農(nóng)藝性狀的變化

3 結(jié)論與討論

根據(jù)最新公布的《安徽省主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)》，新配制的普通玉米組合審定通道分為抗病品種、機(jī)收品種和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種三個(gè)類型，應(yīng)根據(jù)配制組合的特點(diǎn)判斷適合的審定通道[9]。可以看出，品種審定對(duì)玉米紋枯病的最低要求是非高感(HS)，共有22個(gè)組合符合要求，占參試組合的48.9%。本研究?jī)H發(fā)現(xiàn)4個(gè)組合為中抗(MR)，未發(fā)現(xiàn)抗(R)及以上組合，說(shuō)明抗玉米紋枯病的雜交組合較少，也反映了抗紋枯病自交系是較缺乏的[10-11]。從所配制的中抗組合來(lái)看，和自交系161配制的3個(gè)組合均表現(xiàn)為中抗，占所有中抗組合的75%，推測(cè)自交系161含有抗紋枯病的相關(guān)基因，可在抗紋枯病育種上加以利用。除此之外，本研究依照白軸和紅軸對(duì)參試玉米組合作了劃分，以期發(fā)現(xiàn)抗性和軸色表型之間的關(guān)系。參試10個(gè)白軸玉米組合中，中抗(MR)占參試白軸組合的10.0%，4個(gè)組合表現(xiàn)為感病(S)占40.0%，5個(gè)組合表現(xiàn)為高感(HS)占50.0%；參試35個(gè)紅軸玉米組合中，3個(gè)組合表現(xiàn)中抗(MR)，占參試紅軸組合的8.6%；14個(gè)組合表現(xiàn)為感病(S)占40.0%，18個(gè)組合表現(xiàn)為高感(HS)占51.4%，綜上發(fā)現(xiàn)對(duì)紋枯病高感到中抗數(shù)量在白軸和紅軸組合中占比相當(dāng)。另?yè)?jù)報(bào)道，59份玉米雜交組合對(duì)莖基腐病的抗性鑒定中發(fā)現(xiàn)，紅軸玉米組合中抗(MR)及以上的組合占比87.9%，感病及以下組合占比12.1%；白軸組合中，中抗(MR)及以上組合占比88.5%，感病及以下組合占比11.5%，白軸和紅軸組合對(duì)莖基腐病的抗、感占比也是相當(dāng)[12]。從表型上分析，軸色和抗病性之間的相關(guān)性可能較低。

王朝海等[13]通過(guò)調(diào)查畢單4號(hào)品種的病情指數(shù)，發(fā)現(xiàn)玉米紋枯病造成的產(chǎn)量損失與病情嚴(yán)重度級(jí)別之間存在顯著正相關(guān)，但是不同的品種接種紋枯病菌后，其產(chǎn)量損失情況未見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)產(chǎn)量(穗重、粒重)評(píng)估可以看出，高感(HS)組合 AK12未接種穗重、粒重均為最大，分別達(dá)292.2和258.2 g，但接種后穗重、粒重?fù)p失達(dá)73.4和63.6 g；而中抗(MR)組合AK47的穗重、粒重均達(dá)到288.9和258.5 g，但接種后穗、粒重?fù)p失也達(dá)50.9和53.7 g；接種后穗重?fù)p失較小的為高感(HS)組合AK08和高感(HS)組合AK19,分別為7.9和8.8 g；而感病(S)組合AK01接種后粒重顯示無(wú)明顯損失。再者，隨著病情指數(shù)的升高，其穗重和粒重的減少量也缺乏規(guī)律性。可以推測(cè)，接種病菌后玉米產(chǎn)量損失除病菌侵染所致之外，還受品種自身特性以及外界環(huán)境等多種因素的影響。AK47組合對(duì)紋枯病的抗性較強(qiáng)，產(chǎn)量也較高，應(yīng)進(jìn)一步研究其對(duì)其它病害的抗性，綜合其產(chǎn)量水平，最終研判得出該雜交組合的利用價(jià)值。