玉米穗腐病的研究進展

張慶芳

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)作物海南育種中心，海南樂東 572541）

玉米是禾本科玉蜀屬植物，作為一種糧食作物，含有豐富的膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)元素等，同時，玉米還充當飼料作物、生物能源作物等角色[1-3]。我國作為農(nóng)業(yè)大國，玉米種植已超過4 300 萬hm2，因此，玉米的生產(chǎn)安全直接關(guān)系到我國糧食安全及可持續(xù)發(fā)展。由于全球氣候變化等原因，玉米病害嚴重，這直接影響玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)[4-6]。該文從玉米病害入手，著重分析玉米穗腐病的種類、危害、發(fā)病因素、發(fā)生規(guī)律及防治，以期為玉米穗腐病的治理和防控提供參考。

目前，危害玉米的主要病害有玉米瘤黑粉病、玉米大斑病和小斑病、玉米灰斑病、玉米絲黑穗病、玉米穗腐病等[7]。玉米穗腐病最典型的特征是種子發(fā)霉變爛、幼苗較弱小、莖和穗出現(xiàn)腐壞，帶病種子播種后，嚴重時不能發(fā)芽，輕者出苗后，苗比較弱小，不能正常生長，穗軸頂端和籽粒會變成黑褐色、粉紅色、黃褐色等，如遇降雨量大時，全部果穗都會霉變，籽粒上有一層白色或淺紅色霉層，絮狀，莖稈折斷后會露出維管束組織。

1 玉米穗腐病概述

1.1 玉米穗腐病的致病菌及危害

玉米穗腐病最早發(fā)現(xiàn)于1907 年的美國，直到1977年印度科研工作者發(fā)現(xiàn)了2 種玉米穗腐病的致病菌：Corticium sasakii 和 Sclerotium rofsii。我國 20 世紀 80 年代，在主要玉米種植區(qū)發(fā)現(xiàn)了穗腐病，1987 年，我國學者首次報道了引起玉米穗腐病的致病菌——擬輪枝鐮刀菌（Fusarium verticilliodes）。由于玉米的廣泛種植，所以其病源菌的組成也比較復(fù)雜。到目前為止，引起玉米穗腐病的病原菌主要有玉米座腔菌（Botryos Phaeria zeae）、綠色木霉菌（Trichoderma viride）、青霉（Penicillium sp.）、枝頂孢霉菌（Acremonium sp.）、禾谷鐮刀菌（Fusarium gramine graminearum）等。近幾年研究總結(jié)發(fā)現(xiàn)，歐洲、北美洲、亞洲引起玉米穗腐病的鐮刀菌有20 多種，其中致病范圍最廣泛的是禾谷鐮刀菌和擬輪枝鐮刀菌[8-9]。玉米穗腐病的致病菌主要存在于種子、秸稈或雜草中，這些真菌孢子借助風媒，侵染玉米植株，主要表現(xiàn)為顆粒褶皺、癟陷、缺少光澤，玉米顆粒上會出現(xiàn)一層白霉，不易分離，有時玉米苞葉會與籽粒、果穗粘連在一起，有時籽粒上會有紅色、灰色、白色的真菌菌絲[10]。

1.2 玉米穗腐病對人畜的危害

感染穗腐病的玉米，籽粒呈現(xiàn)紅褐色或黑褐色，使玉米品質(zhì)變壞，口感澀苦、酸臭。如果人畜誤食后，會引起中毒反應(yīng)，食用過量時會出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹痛、腹脹、頭暈、四肢無力、發(fā)熱等。牲畜誤食后，會出現(xiàn)腹瀉、厭食、食欲減退、肉蛋減產(chǎn)等現(xiàn)象。

2 影響玉米穗腐病的發(fā)病因素及規(guī)律

影響玉米穗腐病的發(fā)病因素主要分為內(nèi)外因2 個因素[11-12]。內(nèi)因主要是玉米本身的特性會影響其抗病原菌的能力，如苞葉長度、籽粒中水分蒸發(fā)速率、口緊程度、花絲強度、病原菌致病種類、病原菌強度、病原菌傳播速度等。外因主要是指一些外在的環(huán)境條件，如緯度位置、海拔高度、土壤性質(zhì)、土壤濕度、空氣溫度、空氣濕度、降水量等。研究發(fā)現(xiàn)，在較陰涼、光照較少、濕度大、溫度為10～20℃條件下，有利于病原菌的繁殖和傳播[13-14]。除此之外，種植地條件也會影響玉米穗腐病的發(fā)生，如果在地勢較低、排水不暢、通風不足、光照不充足的地區(qū)，也易導(dǎo)致穗腐病的發(fā)生[15-16]。

玉米穗腐病的致病菌可侵染整個玉米生長周期，病原菌可依附在玉米種子、秸稈、莖、葉上，越冬后，隨著春季雨水的到來，環(huán)境潮濕，病原菌迅速生長，成熟的孢子借助風媒傳播，以此侵染更多的玉米植株。穗腐病的發(fā)病輕重程度受玉米品種、溫度、濕度、種植方式以及儲藏條件的影響，不同玉米品種抗穗腐病的能力差別很大。每年雨季是控制穗腐病的關(guān)鍵時期，也是穗腐病發(fā)病最為嚴重的時期。

3 玉米穗腐病的防治

3.1 常規(guī)方法

播種前，對種子進行精選包衣。適當提前播種并采用地膜覆蓋，這樣可使玉米早熟，降低玉米籽粒含水量，從而減輕生長后期有可能帶來的病原菌侵害。在生產(chǎn)管理中，發(fā)現(xiàn)有病害的果穗時，應(yīng)多去除一些健康的部分來控制病情的進一步發(fā)展。收割時節(jié)應(yīng)及早去掉苞葉，不要將果穗、苞葉等大量堆積，使病原菌蔓延。如遇降雨，及時覆蓋和遮擋，避免受潮。玉米秸稈、果穗、根茬要及時處理，通過粉碎、漚肥、燃燒（燒火做飯）、發(fā)酵（生產(chǎn)沼氣）等方式徹底處理，以免再次感染。

3.2 現(xiàn)代生物及化學技術(shù)防治方法

第一，利用基因改造技術(shù)，選育抗病性較強的優(yōu)良品種。第二，由于病原菌會產(chǎn)生殘留，因此要減少病原體殘留，如及時清理病害區(qū)域的殘株，并通過輪作，改變病原菌宿主環(huán)境，注意防澇抗旱，營造干爽透氣的土壤環(huán)境。第三，利用氣象科學預(yù)測，調(diào)整播種期，減少降雨量和空氣濕度對病原菌致病的影響。第四，適當采用化學防治來控制致病菌，由于玉米穗腐病的病原菌復(fù)雜，傳播途徑多種多樣，受到氣候、栽培條件的影響，化學防治也許效果不理想，但也可在一定程度上控制病情[17-18]。

4 展望

隨著現(xiàn)代分子生物學技術(shù)的快速發(fā)展，科學家從基因?qū)用鎭斫鉀Q玉米抗病性的問題[19-20]。目前研究發(fā)現(xiàn)，玉米抗穗腐病的遺傳屬于數(shù)量遺傳，受少數(shù)主效基因和多數(shù)微效基因調(diào)控，其中抗性以加性效應(yīng)為主，顯性效應(yīng)較小。綜合考慮，如果想從源頭實現(xiàn)對玉米穗腐病的防治，應(yīng)從遺傳基因入手，運用分子生物學手段來實現(xiàn)抗病新品種的選育。