玉米種質資源抗絲黑穗病鑒定與評價

謝志軍　郭滿庫　劉永剛　郭建國

摘要在田間采用0.1％絲黑穗病菌土覆蓋種子接種的方法，于2002-2006年對893份玉米種質資源材料進行了抗絲黑穗病的鑒定與評價。結果表明，表現抗病類型(高抗一中抗反應)的自交系材料有42份，占鑒定自交系材料總數的20.5％。其中，表現高抗絲黑穗病的有917、P12等14份材料，表現抗病的有91黃1、興79等7份材料，表現中抗的有6116、9238等21份材料。表現抗病類型(高抗一中抗反應)的其他資源材料有12份，占鑒定其他資源材料總數的1.7％。其中，表現高抗的有3份，抗病的有4份，中抗的有5份。

關鍵詞玉米；種質；絲黑穗病；抗性評價

中圖分類號S 432.21，S 435.131.42

由絲孢堆黑粉菌[Sporisorium reilianum(Kuhn)Langdon et Fullerton]引起的玉米絲黑穗病是世界性玉米重要病害，也是中國玉米生產中的主要病害之一，在我國以北方春播玉米區、西南丘陵山地玉米區受害較重。2000年以來，玉米絲黑穗病在我國東北、西北又再次暴發，造成嚴重損失。玉米絲黑穗病在甘肅省從東至西均有不同程度的發生危害，特別是在位于河西走廊的玉米制種區呈逐年上升趨勢，由于在該區域種植的品種和制種自交系絕大多數不抗絲黑穗病，從而導致病害大流行。2005年，涼州區玉米制種田絲黑穗病發生普遍且嚴重，1.8萬hm²制種田中平均發病株率18.3％，嚴重的地塊發病率達65％，直接影響種子產量和質量，同時也為病害的遠距離傳播提供了初侵染菌源。

多年研究結果表明，玉米絲黑穗病的發生流行與品種的抗病性及土壤中菌源數量密切相關，大面積種植感病品種及土壤帶菌量高是病害嚴重發生的主要因素。對絲黑穗病的防治必須采取選用抗病品種為主，兼顧農業栽培、化學防病的綜合措施，而選育和種植抗病品種是防治絲黑穗病最經濟有效的措施之一。以往，一些研究者對部分玉米種質進行過抗絲黑穗病的鑒定工作，獲得了一些抗病性突出的自交系，如Mo17、自330、齊319和4F1等，一些材料的抗病遺傳特點得到研究，抗性已在育種中被利用。為持續、有效地控制玉米絲黑穗病，需要不斷地鑒定抗性資源，分析其攜帶的抗性基因特性，發掘新抗病基因，為抗病育種工作提供重要的基礎材料。

2002—2006年，對893份來自國家農作物種質資源庫保存的玉米種質，在田間進行了玉米絲黑穗病人工接種抗性鑒定與評價，旨在進一步篩選抗性穩定的自交系和其他材料，為玉米抗絲黑穗病育種及種質創新研究提供優異抗病種質，也為抗病種質的合理利用提供可靠依據。

1材料與方法

1.1供試材料

供試材料共893份，包括205份玉米自交系，地方品種等其他類型種質688份，均由中國農業科學院作物科學研究所提供。

接種用的玉米絲黑穗病病原菌，由甘肅省農業科學院植物保護研究所保存。保存方法為：在鑒定病圃采集發病植株上的絲黑穗病雌穗和雄穗，采集時期應在病穗外部包膜未破裂時進行。采集的病穗放在通風處陰干，在干燥條件下保存，待次年鑒定時接種用。

1.2試驗方法

鑒定病圃設在甘肅省農業科學院植物保護研究所甘谷試驗站，該病圃是多年玉米絲黑穗病的鑒定圃。試驗地海拔1271m，當地年平均氣溫為9.5～10.9℃，年降雨量為478mm，無霜期為180d。

1.2.1菌土制備

取保存的玉米絲黑穗病病組織并剝除外部的苞葉等玉米組織，充分捻碎病菌冬孢子團，用50目細籮過篩，除去雜物，使病原菌成為均一的菌粉。每100g菌粉拌100kg過篩的細土，反復攪拌，使菌粉與細土充分混合均勻，待播種時接種用。

1.2.2播種與接種

每年4月上旬至中旬播種，每份材料種1行，每行種25穴，行、穴距為60cm×50cm，供試材料按照鑒定編號田間順序排列，并在鑒定區內設M017(HR)、黃早四(HS)對照3～5組(每50份鑒定材料設1組對照)。每穴點播種子4粒，然后用配制好的0.1％菌土100g覆蓋種子接菌，再覆蓋田土后耙磨。幼苗生長到4～5片葉時，每穴隨機留苗2株。播種至出苗階段5cm地溫范圍在11.3～19.2℃，播種至出苗的平均氣溫范圍為7.4～18.8℃。

1.2.3病情調查及抗性評價標準

在玉米進入乳熟后期，對供試材料逐株調查，分別記載調查總株數、發病株數，計算發病株率。根據發病率，評價供試材料的抗性水平。

病情分級和對應的抗性為1級：發病株率0～1.0％，高抗(HR)；3級：發病株率1.1％～5.0％，抗病(R)；5級：發病株率5.1％～10.0％，中抗(MR)；7級：發病株率10.1％～40.0％，感病(S)；9級：發病株率40.1％～100％，高感(HS)。

供試材料在初次鑒定中表現為中抗以上時，次年用相同的方法進行重復鑒定，以便對供試材料進行客觀、準確的抗病性評價，兩次鑒定結果以發病率最高者為準。

2結果與分析

2.1對照材料歷年病情

2002—2006年間，感病對照黃早四的發病株率每年均達高感水平，5年22次重復平均發病株率為88.7％；抗病對照Mo17在5年中22次重復平均發病株率為1.5％(表1)，對照材料抗性水平的穩定表現說明每年鑒定接種是成功的，病圃發病非常充分，對供試材料的抗性評價是有效和可靠的。

2.2自交系對絲黑穗病的抗性

鑒定結果表明，在205份供鑒玉米自交系中，表現高抗(發病率為0)的有917、7144、P12、8913、育系549、育系560、育系1065、育系1066、KLI、哲341、哲357、哲5731、哲5735、哲4679等14份材料，表現抗病(發病率1.9％～4.3％)的有91黃1、興79、D2369、庫6-57、2019、2045、赤L037等7份材料，表現中抗(發病率5.4％～10.0％)的有赤黃27、6116、9238、0591、興136、龍輻61112、L0932、美K201G、5304-47、4018、33、SSE76—1、育系184、育系567、育系609、哲4654、哲4705、哲5756、哲4702、哲4688、宋1145等21份材料，分別占供鑒定自交系的6.8％、3.4％和10.2％(表2)。

從鑒定結果進一步看出，表現高抗、抗病和中抗的自交系有42份材料，占供試自交系的20.5％，這充分說明我國玉米自交系中蘊藏著寶貴的抗絲黑穗病材料，可利用的抗性自交系相對較為豐富。但同時也表明，供鑒自交系中高抗絲黑穗病的材料非常匱乏，僅占供試自交系的6.8％，絕大多數自交系對絲黑穗病表現感病和高感，占供鑒定自交系的79.5％。

2.3其他玉米資源對絲黑穗病的抗性

除自交系外，鑒定材料還包括地方品種(農家種)、群體材料和國外引進資源，共計688份。從中篩選出高抗絲黑穗病(發病率為0)的有C-276、Kneja-3920、A107等3份材料，表現抗病(發病率2.0％～5.0％)的有八路糯(紅粒)、白包谷、黏包谷、美國食用白玉米等4份材料，表現中抗(發病率6.0％～9.1％)的有白包谷、美278713、小八趟、象牙白、白糯包谷等5份材料，分別占除自交系外的鑒定資源材料的0.4％、0.6％和0.7％(表3)。

在688份資源中，表現高抗和抗病的材料僅有7份，占這部分資源的1.0％，感病和高感材料是絕大多數，占供鑒定一般性資源材料的98.3％。這充分說明一般性玉米種質資源對絲黑穗病的抗性水平相對較低，同時，從田間觀察結果看，這7份材料的綜合農藝性狀相對較差，尚不能直接作育種親本利用。

3討論

本項鑒定是在多年絲黑穗病鑒定圃里人工接菌條件下進行的，每年感病對照黃早四的發病株率都在85％以上，均達高感水平，病害的誘發非常充分，證明鑒定是成功的，對供試材料的抗性評價也是可靠的，可為玉米絲黑穗病選育抗病品種和資源的利用提供抗性依據。

通過鑒定篩選出的42份表現中抗以上的自交系及12份地方品種和引進種質，可以進行深入的研究與利用，如自交系能夠直接作為抗病育種的重要抗源，高抗材料可以作為抗性基因分析、基因定位與標記以及抗性基因挖掘的重要研究材料。

推廣抗病品種是控制玉米絲黑穗病發生危害的最經濟、最有效的措施，而鑒定篩選抗性種質是選育抗病品種以及抗性研究與利用的基礎。因此，應不斷收集國內外玉米種質資源，持續開展對各種病害的抗性鑒定和篩選工作，在精細表型鑒定的基礎上，通過遺傳學研究和分子生物學研究，利用現代技術充分發掘各類資源中存在的抗性基因，并逐步將這些基因轉育至育種親本中加以利用，以有效控制玉米病害的流行，提高我國玉米生產水平。