山西省特用玉米種質(zhì)抗穗粒腐病鑒定與評價

王建軍，楊俊偉，趙變平，李彥良，賈鑫，王富榮

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所，國家植物保護(hù)忻州觀測實驗站，山西 忻州 034000）

隨著人們生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)的不斷改善，具有較高附加值的特用玉米逐漸受到重視，種植面積呈逐年增加趨勢。但是由于全球氣候變暖[1]、耕作方式改變和感病品種的大量種植，導(dǎo)致玉米病害日趨嚴(yán)重，局部地區(qū)暴發(fā)成災(zāi)。玉米穗粒腐病（maize ear rot）是我國玉米產(chǎn)區(qū)的主要病害之一，一般品種發(fā)病率為5%～7%，感病品種發(fā)病率高達(dá)50%左右。玉米穗粒腐主要由串珠鐮刀菌（Fusarium moniliforme）和禾谷鐮刀菌（F. graminearum）侵染引起[2～5]，常造成果穗腐爛，子粒發(fā)霉病變，種子發(fā)芽率降低，嚴(yán)重影響玉米品質(zhì)和產(chǎn)量，危害人類和其他動物健康，成為生產(chǎn)中亟待解決的問題。玉米穗粒腐病的發(fā)生流行與品種抗病性密切相關(guān)，大面積種植感病品種是造成該病害流行的主要原因。選育和種植抗病品種是防治玉米穗粒腐病最經(jīng)濟(jì)、有效的方法，而品種的抗病性鑒定是抗病育種的重要內(nèi)容。科學(xué)的抗病性鑒定技術(shù)是保證鑒定結(jié)果正確、有效的前提[6]。目前我國采用的玉米穗粒腐病接種方法主要有4 種：（1）花絲噴霧法：在玉米吐絲盛期，用喉頭噴霧器將孢子懸浮液均勻噴灑在花絲上，至花絲有液滴為止；（2）牙鐫法：在玉米乳熟期，用消毒牙簽沾孢子液插入玉米果穗中部，牙簽保留至收獲：（3）苞葉內(nèi)注射法：用注射器將孢子懸浮液注入苞葉內(nèi)（不刺入果穗）；（4）針刺果穗注射法：用注射針刺入果穗較深處（子粒與穗軸之間），然后注入孢子懸浮液。其中針刺果穗注射法的發(fā)病率較高。本研究采用針刺果穗注射法對山西省特用玉米新品種的穗粒腐病抗性進(jìn)行鑒定與評價，以期為玉米品種審定和后續(xù)推廣利用提供技術(shù)支撐，同時為抗玉米穗粒腐病材料的培育和篩選提供參考。

1 材料與方法

試驗玉米品種為2001～2010 年參加山西省玉米區(qū)域試驗的青貯、糯、甜、高油4 種特用玉米雜交種，共計238 份，均由山西省農(nóng)作物品種審定辦公室提供。供試菌種為串珠鐮刀菌，從感病果穗中分離獲得，并在高粱粒上繁殖培養(yǎng)。

試驗在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所試驗農(nóng)場進(jìn)行。采用穴播方式播種玉米，每個品種均種植2 行，行長10 m，行距67 cm，株距30 cm。在玉米乳熟期，采用針刺果穗注射法將孢子濃度為2×106個/mL 的孢子懸浮液（用無菌水配制）注射到果穗較深處（子粒與穗軸之間），每穗接種約2 mL；分別以吉853 和掖196 作為抗、感病對照品種。果穗成熟后去除苞葉，逐穗調(diào)查子粒被侵染的面積，參照國家玉米區(qū)域試驗制定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[6]（表1）進(jìn)行玉米穗粒腐病抗性評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 山西省區(qū)域試驗特用玉米種質(zhì)對穗粒腐病的抗性表現(xiàn)

238 個特用玉米雜交種穗粒腐病抗性鑒定結(jié)果（表2）顯示，有10 個品種表現(xiàn)高抗，分別是鮮糯4號、玉糯三號、忻糯1 號、晉單糯41、糯玉527、晉園超甜、高油1263、青貯一號、瑞德001、綠育9928，占參試材料總數(shù)的4.2%；有158 個品種表現(xiàn)抗病，包括昌糯80、鮮糯5 號、晉黑甜一號、大豐糯1 號、品黑糯301、加甜6 號、奧甜8210、真甜美1 號、長粘1號、臨果玉701、紫香糯一號、騰科甜糯1 號、白糯38號、嘉玉黃糯1 號、汾糯1 號、臨紫糯901、坤臻、大豐高油229、青試8651、忻玉（油） 6004、中青1 號、高油687、糧試029、華夏糧飼5 號、同油1 號、飼07-1、綠育9915、科飼9 號等，占參試材料總數(shù)的66.4%；有53 個品種表現(xiàn)中抗，包括大豐糯2 號、晉糯6383N、加甜糯278、綠北超甜、超甜625、蠡甜2號、真甜美2 號、魯糯16 號、晉糯12 號、黑糯1號、陽糯118、迪甜10 號、迪甜17 號、高油304等，占參試材料總數(shù)的22.2%；有13 個品種表現(xiàn)感病，占參試材料總數(shù)的5.5%；有4 個品種表現(xiàn)高感，占參試材料總數(shù)的1.7%?？梢钥闯觯赜糜衩纂s交種對穗粒腐病的抗性普遍較高，有92.8%的品種達(dá)到了中抗及以上，其中高抗品種僅有10 個。

表1 玉米穗粒腐病抗性評級標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluation criteria of resistance to maize ear rot

2.2 山西省區(qū)域試驗不同類型特用玉米種質(zhì)對穗粒腐病的抗性表現(xiàn)

不同類型玉米雜交種穗粒腐病抗性鑒定結(jié)果（表3）顯示，青貯、糯、高油玉米對穗粒腐病的抗性差別不大，表現(xiàn)中抗及以上的品種數(shù)占其相同類型參試品種總數(shù)的比例均達(dá)到94%以上。其中，青貯玉米75 個，有71 個品種表現(xiàn)中抗及以上，占94.7%；糯玉米103個，有100 個品種表現(xiàn)中抗及以上，占97.1%；高油玉米19 個，有18 個品種表現(xiàn)中抗及以上，占94.7%。甜玉米41 個，有27 個品種表現(xiàn)中抗及以上，占該類型參試品種總數(shù)的比例僅65.9%；有8 個品種表現(xiàn)高感，占該類型參試品種總數(shù)的19.5%，高感品種比例為4個品種類型最高。

表2 特用玉米雜交種的穗粒腐病抗性鑒定結(jié)果Table 2 Results of resistance identification of special maize hybrids to maize ear rot

表3 不同類型玉米雜交種的穗粒腐病抗性鑒定結(jié)果Table 3 Results of resistance identification of different types of special maize hybrids to maize ear rot

2.3 山西省審定特用玉米種質(zhì)對穗粒腐病的抗性表現(xiàn)

2001～2010 年山西省共審定特用玉米品種30 個，鑒定結(jié)果顯示，有26 個品種表現(xiàn)抗病，占審定品種總數(shù)的86.7%；無高感品種。這些抗病品種中，有1 個品種表現(xiàn)高抗，為瑞得1 號，占審定品種總數(shù)的3.3%；有22 個品種表現(xiàn)抗病，包括晉單糯47 號（益豐1 號）、中北410、田糯2號、田糯3 號、晉黑玉2 號、中北307、鮮糯2 號、中農(nóng)大698、大豐青貯1 號、牧玉2 號、晉糯41 號、玉糯1 號、騰糯1 號、騰糯2 號、忻糯5 號、品糯1號、晉單（甜）49 號、運(yùn)高油1 號、臨高油1 號、青油2號、晉黑糯3 號、晉白糯1 號，占審定品種總數(shù)的73.3%；有3 個品種表現(xiàn)中抗，分別是瑞德2 號、忻糯301、迪糯27 號，占審定品種總數(shù)的10.0%。審定的30 個特用玉米品種中，有4 個品種表現(xiàn)感病，分別是中北412、鮮甜2 號、晉糯8 號、大豐高油303，占審定品種總數(shù)的13.3%。

3 結(jié)論與討論

不同接種方法對玉米穗粒腐病抗性鑒定效果存在顯著差異，通過多年試驗比較發(fā)現(xiàn)，針刺果穗注射法發(fā)病率較高，與前人的研究結(jié)果[7～11]一致。該方法接種量容易控制，能使品種較準(zhǔn)確地表達(dá)抗病能力，適于進(jìn)行玉米穗粒腐病的研究。本研究結(jié)果表明，2001～2010 年參加山西省玉米區(qū)域試驗的特用玉米對穗粒腐病的抗性較高，表現(xiàn)中抗及以上的品種數(shù)占鑒定品種總數(shù)（238 個）的92.8%。不同類型的玉米中，青貯、糯、高油玉米達(dá)到中抗及以上的品種數(shù)占其相同類型參試品種總數(shù)的比例分別為94.7%、97.1%和94.7%，而甜玉米中僅有65.9%的品種表現(xiàn)中抗及以上。這表明甜玉米較其他類型雜交種更易感染穗粒腐病，該結(jié)果與史曉榕等[12]的研究結(jié)果一致。2001～2010 年通過山西省審定的30 個特用玉米新品種中，有86.7%的品種表現(xiàn)抗病。這些抗病品種大面積推廣與合理應(yīng)用于生產(chǎn)后，將會有效降低玉米穗粒腐病的為害。

選育和種植抗病品種是控制玉米穗粒腐病流行最經(jīng)濟(jì)、有效的途徑，而抗病育種的成效取決于抗病種質(zhì)的篩選以及對其抗性遺傳規(guī)律的認(rèn)識[13]。前人研究表明，玉米對穗粒腐病的抗性遺傳中加性效應(yīng)起主導(dǎo)作用，存在部分顯性和上位效應(yīng)，雜交種F1代對穗腐病的抗病指數(shù)優(yōu)于其雙親平均抗病值，玉米對不同類型致病菌的抗性遺傳有一定差異[14～17]。因此，選育優(yōu)良抗病種質(zhì)材料顯得尤為重要。在利用常規(guī)育種方法的同時應(yīng)緊密結(jié)合現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)，發(fā)掘我國主要玉米種質(zhì)資源中的抗病基因，為建立高效的抗病育種及種質(zhì)改良技術(shù)奠定基礎(chǔ)。