摘 要 針對重慶市玉米大斑病研究現狀,分析重慶市玉米大斑病抗性研究及利用工作中存在的問題,提出“開展玉米大斑病生理小種的監測工作、建立新審定品種及推廣品種的抗性評價機制、開展玉米大斑病流行區劃研究、開展主栽品種抗性鑒定工作、規范抗原篩選與評價工作”等對策。
關鍵詞 玉米大斑病;抗病性;抗原;建議;重慶市
中圖分類號:S435.131 文獻標志碼:C 文章編號:1673-890X(2014)13-016-03
知網出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.S.20140704.2038.020.html 網絡出版時間:2014-7-4 20:38:00
玉米大斑病又稱條斑病,主要為害玉米的葉片、葉鞘和苞葉,是重慶市玉米生產中的主要病害之一。重慶市位于中亞熱帶的四川盆地東部,屬于典型的中亞熱帶季風氣候,地域差異大,立體氣候明顯,其寡日照與高溫高濕造成玉米大斑病的頻繁發生[1-3]。從1922年印度學者Mitra報道玉米大斑病菌生理分化現象以來,已先后發現1號、23號、23N號、2N號小種[4-7]。我國小種分化研究始于20世紀70年代末,到目前已發現針對抗玉米大斑病基因Ht1、Ht2、Ht3和HtN所有組合的16種小種類型[8-12]。
我國西南地區(如四川、貴州和云南)已對本地區玉米大斑病生理小種致病型分化有所報道,重慶市還未開展玉米大斑病生理小種監測和品種的抗性鑒定研究,多年來重慶市玉米品種及種質資源病害抗性鑒定都在四川省農業科學院植物保護研究所進行。玉米大斑病病菌群體結構復雜,小種組成變化較大,一旦某個生理小種上升為優勢小種,就會對玉米生產造成巨大的威脅。筆者結合重慶玉米生產實際,提出建立玉米大斑病抗性研究與利用的一些建議,以供有關部門參考。
1重慶市玉米大斑病抗性研究及評價現狀
1.1尚未開展玉米大斑病優勢小種的監測工作
重慶市地域差異大,立體氣候明顯,雖在氣候和生態類型方面與四川地區有相似之處,但也有其獨特的氣候和生態類型。加之多年來重慶市玉米品種種植的多樣化及其耕作制度的不同,使得玉米大斑病致病性分化與四川地區存在一定的差異。到目前為止,重慶市還沒有玉米大斑病生理小種致病性分化研究等方面的報道,這就使玉米品種布局帶有一定的盲目性。一旦大面積推廣某個帶Ht基因的品種,勢必加大病菌群體的選擇壓力,造成玉米大斑病的暴發和流行。
1.2有待建立玉米新審定品種及推廣品種的抗性評價
機制
據有關資料表明,不同玉米品種對玉米大斑病的抗性存在明顯的差異。一個優良的玉米品種,不僅要具有高產優質的優勢,還要具有較強的抗病性。多年來重慶市對于玉米新審定品種和引進推廣品種的病害抗性鑒定(包括玉米大斑病的抗性鑒定)都在四川省農業科學院植物保護研究所進行,這樣鑒定的結果可能在抗性評價上與重慶本地生態條件存在一定的差異。例如評價所選用的菌株是否為重慶市生態條件下(不同海拔地區)的優勢小種;所選用的病害鑒定圃是否代表重慶市不同生態條件下(不同海拔地區)玉米推廣種植區;對新引進推廣的玉米品種是否在重慶市生態條件下(不同海拔地區)適應其生理小種的變異。目前這些問題還缺乏相關試驗數據的證明,因此盡快建立重慶市生態條件下新審定品種及推廣品種的抗性評價機制,以便進一步完善重慶市玉米品種抗病鑒定工作。
1.3有待開展生態病區區劃研究工作
受重慶市立體氣候特征及生態區域差異較大的影響,重慶市在玉米品種審定上分為山區組和平丘組。彭洪江等對重慶市稻瘟病進行了不同生態區區劃,并對不同生態區稻瘟病優勢小種進行了研究,為重慶市水稻布局及抗病育種提供了理論依據。玉米大斑病同稻瘟病一樣具有生理小種的分化,僅依靠某一局部生態條件下鑒定的大斑病發生情況不能代表某一品種抗病性的實際情況。重慶市目前未見對該病生態區區劃的報道,這將使玉米抗病育種及品種布局存在一定的盲目性。
1.4有待建立主栽品種抗性監測體系
目前,生產上已經喪失抗性的品種缺乏抗性跟蹤監測,也沒有科學理論依據實行品種退出制度,這就造成高感品種在病區長期種植,造成病害大面積流行。同時某些新審定的高感品種在病區大面積種植,妨礙了新抗病品種的推廣,一旦發病的生態條件適宜,就會造成玉米大面積減產。
1.5抗原篩選及評價體系待完善
抗病育種是防治病害發生的最有效途徑,而品種的抗病性主要取決于親本自交系的抗病性。玉米品種對大斑病抗性喪失的主要原因是大面積推廣種植垂直抗性品種,且抗原單一化,這也使得病原菌生理小種組成迅速發生變化。目前重慶市玉米大斑病抗原篩選與評價沒有專項資金支持,從事抗原篩選及改良創新工作積極性受到影響。育種者只憑自己的經驗認定,缺乏科學的抗性評價體系,不同抗性基因無法準確檢驗,這樣使得育種者無法得到有效的抗原,致使許多育種專家盲目組培,浪費時間和精力,最終導致抗病育種水平低下。
2重慶市玉米大斑病抗性研究及評價
的改進措施
2.1開展玉米大斑病生理小種的監測工作
在玉米大斑病盛發期,采集重慶市不同生態區玉米大斑病病原菌進行單孢分離,參照我國及西南地區玉米大斑病生理小種鑒定方法,選取部分代表菌株監測重慶市不同生態區玉米大斑病生理小種,了解重慶市各生態區的優勢種群和生理小種組成類型。建議由專項資金支持,持續對重慶市各生態區生理小種的消長動態進行監測。不同生態區設立專門的病害鑒定圃,定期對專業鑒定人員進行培訓,實行科學統一的操作規程,提高病害鑒定的準確性。
2.2建立新審定品種及推廣品種的抗性評價機制
根據重慶市不同生態條件下優勢種群和生理小種組成類型,開展抗性評價機制研究。(1)確定重慶市玉米大斑病不同生態條件下的優勢小種及毒力菌株,通過人工接種測定品種的抗性程度,然后結合不同生態病圃自然誘發鑒定,驗證其抗性結果。(2)對于參加區試的新品種,通過1個中心病圃和3~4個不同生態區輔助病圃的聯鑒體系,對品種進行2年以上的多點鑒定與綜合評價,確定品種的抗性程度,建立新品種抗性標志制度和品種布局控制度。(3)對已經通過審定的推廣品種和引進品種,應通過聯鑒體系進行跟蹤監測,建立品種抗性標記變更制度,如果連續2年以上表現為感病或高感的品種,取消其抗性標記,禁止在病區銷售和種植。(4)根據生理小種監測結果及品種抗性情況,提出重慶市玉米品種合理布局的建議,保護病區玉米生產安全,促進非病區優質品種推廣的目的。
2.3開展玉米大斑病流行區劃研究
通過3~5年不同生態區病圃鑒定,設海拔600 m以下低海拔種植區、700~1000 m中海拔種植區和1000 m以上高海拔種植區。根據玉米大斑病發生特點、病害消長動態、病原菌小種組成情況和品種抗性鑒定結果,按照各種植區玉米大斑病發生規律,初步確定重慶市相關生態范圍內玉米大斑病的發病頻率和產量損失率,用指示品種進行系統檢測,確立生態區劃結果,明確重病區、中病區、輕病區和無病區的生態范圍。
2.4開展主栽品種抗性鑒定工作
玉米大斑病病菌致病性變異快,病菌種群隨著主栽品種的變化而變化,某一抗病品種推廣多年后其抗性逐漸喪失,因此要盡快開展主栽品種的抗性鑒定工作。根據種子管理部門對推廣品種的統計,對不同生態區推廣的品種在聯鑒圃進行抗性鑒定,并將抗性鑒定結果及時傳達相關部門,對病區主栽品種實行病害退出機制,以確保達到玉米生產的安全。
2.5規范抗原篩選與評價工作
(1)收集各育種單位的玉米種質資源,通過人工接種和各生態病圃自然誘發鑒定相結合對育種材料進行多點鑒定,一般情況下要連續鑒定5年以上,對新創制的各世代材料要在每個世代進行抗性選擇,結合育種目標進行材料的抗性篩選。(2)按抗原評價標準確立抗原類型,同時利用分子生物技術進行分類,建立抗原登記制度,特別注重選擇含有多個抗性基因的抗原材料,根據需要發給育種單位,以提高重慶市抗病育種水平。
參考文獻
[1]霍仕平,張興端,向振凡,等.重慶市玉米雜交育種的思考[J].作物雜志,2001,(1):109-112.
[2]霍仕平,晏慶九,張興端,等.重慶三峽農科所玉米育種50年[J].玉米科學,2003,11(3): 45-47,51.
[3]霍仕平,張興端,向振凡.重慶市直轄以來玉米雜交育種的主要成就[J].玉米科學,2009, 17(增刊):74.
[4]Bergquitt R R,Masis R.Physiologic specialization in Trichometasp haeria turcica f.sp.zeae and T.turcica f.sp. sorghi in Haw aii[J].Phytopathology,1974,64:645-649.
[5]Smith D R,Kinsey J G.Further physiologic races of Helminthosporium maydis[J].Plant Disease Report,1980,64:779-781.
[6]Thakur R P,Leonard K J,Jones R K.Characterization of Exserohilum turcicum virulent on corn with resistance gene HtN[J].Plant Disease,1989,73:151-155.
[7]Windes J M,Pederson W L.An isolate of Exserohilum turcicum virulent on maize inbreeds with resistance gene HtN[J].Plant Disease,1991,75(7):430.
[8]楊繼良,王斌.玉米大斑病抗性遺傳的研究進展[J].遺傳,2002,24(4):501-506.
[9]王玉萍,王曉鳴,馬青.我國玉米大斑病菌生理小種組成變異研究[J].玉米科學,2007,15(2):123-126.
[10]趙輝,高增貴,張小飛,等.我國玉米大斑病菌生理小種種群動態分析[J].沈陽農業大學學報,2008,39(5):551-555.
[11]蘇前富,宋淑云,王巍巍,等.吉林省玉米大斑病菌生理小種的組成變異與動態預測[J].玉米科學,2008,16(6):123-125.
[12]Dong J G,Fan Y S,Gui X M,et al.Geographic distribution and genetic analysis of physiological races of Setosphaeria turcicain northern China[J].American Journal of Agricultural and Biological Sciences,2008,3(1):389-398.
(責任編輯:敬廷桃)