西南地區(qū)玉米紋枯病菌致病力鑒定與23份玉米品種的抗性鑒定

崔麗娜，李 曉，章振羽，張海燕，劉世建，龍 強(qiáng)，鄒成佳

（1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西南作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610066；2.雅安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，四川 雅安 625000；3.西昌市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 西昌 615000）

玉米紋枯病在世界玉米產(chǎn)區(qū)廣泛存在，中國(guó)最早于1966年在吉林省報(bào)道了該病害的發(fā)生［1］。在中國(guó)西南玉米種植區(qū)，受氣溫高、濕度大和寡照的影響，紋枯病成為該地區(qū)的主要病害［2］。近年來(lái)，隨著免（少）耕措施的實(shí)行、施肥水平的提高、密植栽培技術(shù)的推廣和抗病品種的缺乏，紋枯病發(fā)生有日益加重的趨勢(shì)［3］。

玉米紋枯病由絲核菌（Rhizoctoniaspp.）引起。在不同地區(qū)玉米紋枯病病原菌組成有所差異，印度玉米紋枯病菌只發(fā)現(xiàn)茄絲核菌融合群AG1-ⅠA和AG1-ⅠB［4］，土耳其玉米子粒樣品上主要發(fā)現(xiàn)茄絲核菌融合群AG-4、AG-5和AG-10，玉蜀黍絲核菌（Rhizoctoniazeae）及雙核 絲核菌融 合群AG-Ba［5］。中國(guó)東北地區(qū)為AG1-ⅠA、AG1-ⅠB、AG4-HG-I、AG4-HG-Ⅲ、AG-5、WAG-Z、AG-Ba［6］；遼寧省玉米紋枯病致病菌只有AG1-ⅠA［7］；華北［8］地區(qū)有茄絲核菌中的AG1-ⅠA、AG1-ⅠB、AG3、AG5以及禾谷絲核菌中的CAG3、CAG6、CAG8、CAG9、CAG10等融合群；黃淮海地區(qū)為AG1-ⅠA、AG1-ⅠB、AG4-HG-I、AG-5、AG-A、AG-Ba和WAG-Z融合群，并新發(fā)現(xiàn)了AG-Ba融合群的菌株［9］；江蘇省則主要為AG1-ⅠA和AG1-ⅠC［10］；湖 北 省 為AG1-ⅠA、AG4、AG5、AGA、AGE和WAG-Z共6個(gè)菌群［11］；西南地區(qū)為茄絲核菌的AG1-ⅠA、AG1-ⅠB、AG2-2ⅢB、AG4-HGI、AG-5和玉蜀黍絲核菌WAG-Z融合群［12］。在對(duì)紋枯病菌的致病力方面，譚方河等［13］報(bào)道了AG4對(duì)玉米幼苗的致病力大于AG-1ⅠA，而AG-1ⅠA對(duì)玉米成株的致病力大于AG4。肖炎農(nóng)等［11］對(duì)湖北省玉米紋枯病病菌進(jìn)行了致病力測(cè)定，除AGA不致病外，其他6個(gè)菌群均致病，其中，AG4致病力最強(qiáng)，AG1-ⅠA次之，AG5最弱。Yang等［14］報(bào)道在抽穗期AG1-ⅠA致病力最強(qiáng)，AG-5、AG1-ⅠC、WAG-Z致病力較弱，AG-4和AG-A致病力最弱。對(duì)中國(guó)西南地區(qū)玉米紋枯病病原致病力尚缺乏系統(tǒng)報(bào)道。本研究選取西南地區(qū)紋枯病菌不同融合群的代表菌株，進(jìn)行苗期與成株期致病力鑒定，對(duì)不同融合群及同一融合群不同菌株在玉米不同生育期進(jìn)行致病力比較，明確西南地區(qū)玉米紋枯病菌致病力分化情況，并對(duì)玉米生產(chǎn)品種進(jìn)行紋枯病的抗性鑒定，為玉米紋枯病的防治和品種布局提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

從西南地區(qū)采集的玉米紋枯病菌菌株中選取來(lái)源于不同融合群的33株絲核菌菌株用于紋枯病致病力研究（表1）。

表1 供試菌株來(lái)源

隨機(jī)選用菌株SC01（AG1-ⅠA）、SC13（AG4，分離頻率）、SC09（AG2-2ⅢB）、SC16（WAG-Z）分別進(jìn)行23個(gè)玉米品種的抗性鑒定。通過(guò)苗期與成株期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)GZ05（AG5）致病力均較弱，故未用其進(jìn)行多品種抗性鑒定。

1.2 供試品種

收集西南地區(qū)23個(gè)玉米生產(chǎn)品種：東單60、中單808、南玉8號(hào)、中玉15、正紅6號(hào)、正紅505、成單30、臨奧9號(hào)、綿單10、神龍玉5號(hào)、川單418、雅玉8號(hào)、川單28、保玉7號(hào)、會(huì)單4號(hào)、海禾1號(hào)、宜黃單4號(hào)、宜黃單2號(hào)、興黃單892、中農(nóng)大236、成單12、川單13、川單14。

1.3 接種物的準(zhǔn)備

高粱粒煮30～40 min后，裝入三角瓶中，于121℃下滅菌1 h，冷卻后備用。將培養(yǎng)基平板培養(yǎng)的絲核菌接種于經(jīng)高壓滅菌的高粱粒上，25℃黑暗培養(yǎng)。培養(yǎng)5～7 d，菌絲布滿高粱粒后用于接種。

1.4 苗期致病力鑒定

苗期致病力鑒定用玉米品種川單13進(jìn)行。采用盆播法，設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)7盆，每盆留苗5株。在接種前進(jìn)行病原物接種體的繁殖。接種時(shí)，每株苗的基部?jī)蓚?cè)各放置1粒帶菌高粱粒，接種物需貼近葉鞘以保證發(fā)病，接種后蓋上薄膜保濕。接種后10 d，進(jìn)行調(diào)查，測(cè)量植株高度與病斑高度。計(jì)算單株病級(jí)與平均病級(jí)［15］。

1.5 成株期致病力鑒定與品種抗性鑒定

在四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所郫縣基地進(jìn)行成株期致病力鑒定與品種抗性鑒定，其中成株期致病力鑒定寄主用品種川單13。于4月初播種，每個(gè)品種播種2行，3次重復(fù)。按行距0.7 m，穴距0.3 m，每行20穴，每穴3粒種子進(jìn)行播種，留單株，種植密度為47 640株/hm2。常規(guī)大田管理。采用定位接種法，在玉米拔節(jié)中后期于基部葉鞘內(nèi)側(cè)接種2粒帶菌高粱粒。

在玉米乳熟期病情穩(wěn)定后逐株調(diào)查，根據(jù)病斑到達(dá)的最高葉鞘位，記載病情級(jí)別。

病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［16］：0級(jí)，全株不發(fā)病；1級(jí)，果穗位下第四葉鞘及以下葉鞘發(fā)病；3級(jí)，果穗位下第三葉鞘及以下葉鞘發(fā)??；5級(jí)，果穗位下第二葉鞘及以下葉鞘發(fā)病；7級(jí)，果穗位下第一葉鞘及以下葉鞘發(fā)病；9級(jí)，果穗位及以上葉鞘發(fā)病。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel 2016和SPSS 16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期致病力鑒定結(jié)果

如表2所示，在苗期接種不同絲核菌后，川單13苗期平均病級(jí)為0.19～7.97。其中茄絲核菌AG1-ⅠA有14個(gè)菌株，接種后病級(jí)最高，為5.24～7.97；AG4-HGI有6個(gè)菌株，接種后病級(jí)為0.19～4.63；AG2-2ⅢB有3個(gè)菌株，接種后病級(jí)為0.72～1.17；AG5有1個(gè)菌株，病級(jí)為0.34；玉蜀黍絲核菌的WAG-Z有9個(gè)菌株，接種后病級(jí)為0.71～3.31。結(jié)果表明，在苗期，茄絲核菌的AG1-ⅠA融合群致病力最強(qiáng)，顯著高于玉蜀黍絲核菌WAG-Z及茄絲核菌的其他融合群。

表2 玉米紋枯病菌株苗期致病力鑒定結(jié)果

2.2 成株期致病力鑒定結(jié)果

如表3所示，在川單13成株期接種不同絲核菌后，其病情指數(shù)為1.30～76.88。其中接種茄絲核菌AG1-ⅠA的玉米植株病情指數(shù)最高，為30.08～76.88；接種AG4-HGI的病情指數(shù)為10.03～13.94；接種AG2-2ⅢB的病情指數(shù)為11.09～18.48；接種AG5的病情指數(shù)為10.60；接種玉蜀黍絲核菌WAG-Z的病情指數(shù)為1.30～25.89。綜合苗期與成株期的結(jié)果可以看出，苗期與成株期均是茄絲核菌的AG1-ⅠA融合群致病力總體最強(qiáng)，顯著高于茄絲核菌的其他融合群及玉蜀黍絲核菌的WAG-Z，但個(gè)別菌株成株期致病力與玉蜀黍絲核菌的WAG-Z接近，如隸屬于AG1-ⅠA融合群的GZ01和GZ02，與隸屬于WAG-Z的YN03成株期之間致病力無(wú)顯著差異。

表3 玉米紋枯病菌株成株期致病力鑒定結(jié)果

從表4可以看出，菌株苗期與成株期致病性顯著相關(guān)，苗期與成株期致病力較為一致，但在部分菌株上表現(xiàn)有所差異，如隸屬于AG4-HGI融合群的SC11、SC13、SC12苗期致病力明顯強(qiáng)于成株期，但同屬于AG4-HGI融合群的另一菌株YN02致病力低于成株期；隸屬于AG5融合群的GZ05苗期致病力也明顯低于成株期。

表4 玉米紋枯病菌苗期與成株期致病力的相關(guān)系數(shù)

對(duì)14株AG1-ⅠA致病力進(jìn)行分析，苗期接種后平均病級(jí)高于7.60的有3株，占21.42%；在6.00～7.50的有9株，占64.29%；小于6.0的有2株，占14.29%。成株期接種后病情指數(shù)大于60.0的有6株，占42.86%；病情指數(shù)為40.0～60.0的有6株，占42.86%；病情指數(shù)低于40.0的有2株，點(diǎn)14.28%。該結(jié)果表明，同一融合群內(nèi)，無(wú)論苗期還是成株期，致病力均存在分化。

2.3 23份品種的抗性鑒定結(jié)果

如表5所示，用4個(gè)融合群菌株進(jìn)行不同品種的抗性鑒定，結(jié)果差異明顯。用AG1-ⅠA接種時(shí)，品種間抗性差異明顯，其中，表現(xiàn)高感（HS）的品種1份，占比為4.35%；表現(xiàn)感病（S）的品種6份，占比為26.09%；表現(xiàn)中抗（MR）的品種11份，占比為47.82%；抗病（R）的品種5份，占21.74%；無(wú)高抗（HR）品種。用AG4-HGI和AG2-2ⅢB接種時(shí)，所有品種均為高抗。用WAG-Z接種時(shí)，僅有表現(xiàn)抗病的品種2份，占比為8.70%，其余品種均表現(xiàn)為高抗。

3 討論

玉米紋枯病是近年來(lái)西南地區(qū)玉米生產(chǎn)中的主要病害，目前對(duì)玉米紋枯病的防治多依靠化學(xué)方法，這不僅導(dǎo)致玉米種植成本的增加，且防治效果不明顯。盡管目前種植的玉米尚缺乏對(duì)紋枯病免疫或者高抗的品種，但是發(fā)現(xiàn)不同品種和資源之間對(duì)該病害的抗病或者耐病程度存在顯著差異［17-19］。因此，根據(jù)不同玉米品種的特點(diǎn)，有針對(duì)性地進(jìn)行品種布局成為控制玉米紋枯病危害的重要策略。系統(tǒng)全面地研究病原菌的致病力，將有助于推進(jìn)玉米紋枯病的防治工作。

植物病原物普遍存在著致病力的分化。本研究對(duì)絲核菌不同融合群菌株進(jìn)行致病力鑒定，苗期與成株期的鑒定結(jié)果均表明不同融合群的絲核菌致病力有明顯差異，其中AG1-ⅠA致病力最強(qiáng)，這與Yang等［14］報(bào)道在抽穗期AG1-ⅠA致病力最強(qiáng)的結(jié)果相一致。而對(duì)于其他融合群，本研究發(fā)現(xiàn)其他融合群致病力均較弱。Yang等［14］認(rèn)為AG-5、AG1-ⅠC、WAG-Z致病力較弱，AG-4和AG-A致病力最弱，譚方河等［13］認(rèn)為AG4對(duì)玉米幼苗致病力大于AG1-ⅠA，而AG1-ⅠA對(duì)玉米成株致病力大于AG4，這些差異有可能是接種方式的不同等原因造成。對(duì)14株AG1-ⅠA致病力進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)致病力存在明顯分化，這與嚴(yán)吉明等［20］報(bào)道AG1-ⅠA菌株間存在致病力差異相符。用不同融合群的菌進(jìn)行不同品種的抗性鑒定發(fā)現(xiàn)，4個(gè)融合群中只有主要致病群G1-ⅠA能充分表現(xiàn)品種間的抗性差異，其他3個(gè)融合群AG4-HGI、AG2-2ⅢB、WAG-Z則不能體現(xiàn)品種間的抗性差異。本研究證明，在進(jìn)行玉米品種紋枯病抗性鑒定時(shí)，菌株的選用至關(guān)重要，選擇主要致病菌AG1-ⅠA才能反映品種的抗性梯度，達(dá)到篩選出抗性好的自交系和品種的目的。本研究對(duì)供試玉米品種的紋枯病抗性鑒定結(jié)果表明，23份品種中無(wú)高抗品種，有1份品種和6份品種分別表現(xiàn)高感和感病，對(duì)生產(chǎn)具有一定威脅，在玉米的育種中，要重視對(duì)紋枯病抗源的篩選和利用，加快抗病育種，以降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。