|
|
|
|
|
玉米种质资源抗弯孢菌叶斑病特性研究
王晓鸣 戴法超 焦志亮 朱振东 (中国农业科学院作物品种资源研究所，北京 100081)
摘要 针对近年弯孢菌叶斑病日益严重的发生趋势，对1698份玉米种质（自交系、群体、杂交种以及特殊材料）进行了抗弯孢菌叶斑病鉴定。结果表明，中国玉米种质抗性较引进种质抗性好；不同省份所供种质抗性存在差异，北京、四川、广西种质总体抗性较好；在新选育的自交系中，鉴定出12份高抗材料；在当前培育的杂交种中，有22份高抗或抗弯孢菌叶斑病；玉米对弯孢菌叶斑病抗性在相同核基因、不同细胞质种质间无差异；玉米抗大斑病基因对抗弯孢菌叶斑病无效。 关键词 玉米种质；弯孢菌叶斑病；抗性；评价
玉米弯孢菌叶斑病是由致病真菌弯孢菌 (Curvularia lunata (Wakk.) Boed.) 引起的病害，近年来在我国普遍发生，在华北和辽宁玉米产区发生较严重［1～4］。弯孢菌叶斑病以往主要发生在热带和亚热带玉米种植区，如印度、泰国、墨西哥、委内瑞拉、波多黎各、巴拿马、埃及、苏丹、津巴布韦等国家，近年在匈牙利、南斯拉夫、澳大利亚、美国、日本等国家也有报道。致病菌除Curvularia lunata外，还有C. pallecens、C. trifolii、C.tubeculata、C. verruculosa等弯孢菌种。弯孢菌叶斑病在我国发生面积逐年扩大，病情渐趋严重，一般减产20%～30%，受害严重地块减产50%以上，甚至绝收，如1996年辽宁绥中县大面积发生玉米弯孢菌叶斑病，病级达4级(最高为5级)，玉米损失800万kg以上。该病害是玉米生产中继大斑病、小斑病得到有效控制之后，新的重要叶部病害并有上升为主要病害的趋势。 由于玉米弯孢菌叶斑病蔓延速度较快，田间侵染循环周期短，同时又属于玉米生长后期病害，一旦在田间发生，防治十分困难。因此，培育抗病品种成为控制玉米弯孢菌叶斑病的主要技术措施。目前，对现有玉米种质资源对弯孢菌叶斑病的抗性，特别是对当前生产推广的重要杂交种和育种家使用的自交系的抗性状况不了解，制约了抗病育种工作的开展。从1995年开始，我们对部分中国的及引进的玉米资源，包括地方品种、自交系、群体、杂交种等，开展了在人工接种条件下的抗病性鉴定工作和抗性评价分析，以便为生产和育种提供重要信息。 1 材料和方法 1.1 玉米种质来源 1698份玉米种质资源来自19个省（直辖市、自治区）的34个单位，包括中国的地方品种795份，群体材料24份，自交系497份，杂交种137份，引进的品种和群体77份，自交系154份，特殊种质（不同细胞质、不同抗大斑病基因、不育系和保持系种质）14份。各供种单位按所在地进行归类如下：北京（中国农科院，中国农业大学，北京农科院及其他单位），河北（河北农科院），天津（天津农科院），黑龙江（黑龙江农科院），吉林（吉林农科院），辽宁（辽宁农科院，沈阳市农科院，丹东市农科院），内蒙古（内蒙古农科院），山西（山西农科院），陕西（陕西农科院），山东（山东农科院），河南（河南农科院，河南农业大学），江苏（江苏农科院，扬州大学），湖北（湖北农科院，华中农业大学），湖南（中国科学院长沙所），广西（广西农科院），海南（海南农科院），贵州（贵州农科院），云南（云南农科院），四川（四川农科院，四川农业大学）。 1.2 抗性鉴定所用病原菌菌株 玉米种质抗弯孢菌叶斑病鉴定采用弯孢菌北京菌株，编号95-01，1995年分离自西玉3号玉米品种，经接种鉴定，证明有较强的致病力。 1.3 玉米种质抗病性鉴定方法 玉米种质抗性鉴定圃根据鉴定材料的数量分别设在北京中国农科院品资所农场和北京中国农科院昌平试验基地。鉴定材料均在6月中旬播种，行长4m，行距0.7m，每行留15～20株。在玉米7～8叶期和10～11叶期进行两次人工接种。接种用菌种经高粱粒培养基扩繁，接种用分生孢子悬浮液浓度为1×106分生孢子/ml，人工喷雾接种。第二次接种后30天调查。 1.4 病情调查和抗性评价方法 玉米种质对弯孢菌叶斑病抗性调查采用判断每份材料群体接种叶片发病程度的方法进行，叶片发病程度以接种后果穗上三叶和下三叶病斑占叶面积的多少划分6级。0级：叶片上无可见病斑（HR）；0.5级：叶片上病斑占叶片面积少于5%（HR）；1级：叶片上病斑占叶片面积6%～10%（R）；2级：叶片上病斑占叶片面积11%～20%（MR）；3级：叶片上病斑占叶片面积21%～30%（MS）；4级：叶片上病斑占叶片面积31%～70%（S）；5级：叶片上病斑占叶片面积71%以上，叶片多数枯死(HS)。 2 结果与分析 2.1 不同类型玉米种质的抗病性比较 对1698份玉米种质资源鉴定数据进行分类统计，结果表明，中国玉米种质明显较国外引进种质抗性好。在1453份中国种质中，高抗（HR）种质23份，抗的（R）51份，中抗（MR）196份，抗病类型种质占18.6%，而在引进的231份种质中，无高抗（HR）种质，抗的（R）种质3份，中抗（MR）29份，抗病类型种质占13.4%。在中国自交系和群体中有15份高抗和17份抗级种质，是今后开展抗病育种的重要基础。在中国杂交种中，有7份高抗和16份抗级种质，是当前重病区生产可选择的品种。137份杂交种的总体抗性水平尚可，但感病类型比率近60%，如种植面积过大，仍会造成较大损失。自交系中尽管有一些高抗材料，但80%以上为感病种质，在弯孢菌叶斑病常发区的育种中要慎重使用。 2.2 不同省份来源玉米种质的抗病性差异 不同省份提供的玉米种质（包括国内种质和引进种质）在对弯孢菌叶斑病抗性方面存在差异，表现高抗（HR）和抗（R）的种质主要集中在辽宁、北京、江苏、湖北、广西、贵州和四川等地。在鉴定种质数量较多的11个省份中，仅有北京、四川和广西感病类型种质所占的比率低于76%，其它8省份感病种质均在83.0%～97.8%之间，由此可见，在总体上，玉米种质对弯孢菌叶斑病的抗性还是较低的。 2.3 特殊材料对弯孢菌叶斑病的抗性 对不同细胞质材料的鉴定表明，在C103的T、S、C细胞质及其正常细胞质间，抗性无差别，4份种质均为感病（S）反应；Mo17正常细胞质和Mo17C细胞质种质均呈中感（MS）反应。结果表明，玉米对弯孢菌叶斑病抗性的遗传受核基因的控制，与细胞质无关，这与赵君（2000，未发表）利用玉米正反交组合鉴定抗性遗传规律所得结论一致。 在鉴定材料中，4份含有不同的抗大斑病基因，分别为77 Ht1、黄早4 Ht2、黄早4 Ht3、黄早4 HtN，但对弯孢菌叶斑病都呈感病反应（MS、S、S、HS），表明抗大斑病基因对抗弯孢菌叶斑病无效。 在4份不育系和1份保持系中，不育系EL7239-1A和保持系EL7239-1B抗性反应为高抗（HR）和抗（R），其它3份不育系成687A、YA941A、YA970A都为中感（MS）反应。抗性差异与种质来源有关。 2.4 玉米自交系抗病性差异 共鉴定了650余份自交系材料，对其中在我国当前玉米育种中利用的自交系进行了抗性归类，初步分析结果表明，在这些重要自交系中，有许多对弯孢菌叶斑病表现较好的抗病性，特别是有22份高抗和抗的材料，高抗自交系基本是从引进国外玉米材料中选育出的。合理地利用这些抗病自交系，对于有效控制弯孢菌叶斑病十分重要。 2.5 杂交种的抗病性现状 在生产中推广或即将推广的玉米杂交种对弯孢菌叶斑病的抗病性。根据现有结果，可见在当前阶段，我国北方（不含东北地区）春夏玉米种植区的生产杂交种缺乏高抗弯孢菌叶斑病品种，许多重要生产杂交种抗性为中抗或中感，即对该病害具有一定的田间抗性。因此，应注意在这一区域范围广大的种植区中，培育和推广有较高抗性的品种，以避免当环境适宜时由于弯孢菌叶斑病流行造成严重生产损失。对于感病类型的杂交种，推广时应注意避开弯孢菌叶斑病高发区，以充分发挥这些杂交种综合农艺性状好、生产潜力高、对其它病害抗性强的优势。 3 讨论 3.1 杂交种抗病性脆弱是当前弯孢菌叶斑病发生的重要原因 弯孢菌叶斑病在中国各玉米种植区普遍发生仅是近年的事情。随着全球气候的变暖，加速了原本发生在热带、亚热带的弯孢菌叶斑病快速向温带蔓延。由于缺乏自然选择和人工选择压力，无法了解我国玉米种质对弯孢菌叶斑病的抗性状况。初步抗性鉴定表明，多数生产杂交种和育种亲本都有较高的感病性，这是该病害普遍发生并在局部地区严重发生的根本原因［5～6］。今后的控制病害策略，主要应通过抗病育种手段，培育具有较高抗性水平的杂交种和品种，同时辅以必要的栽培措施。 3.2 病原菌致病力未见小种分化，利用抗病品种防治病害效果显著 目前的研究表明，在我国北方地区发生的弯孢菌叶斑病主要由弯孢菌（Curvularia lunata）引起，偶见其它弯孢菌种。对C. lunata 大量分离物鉴定结果表明，未见明显的小种分化，病菌之间致病力强弱有差异，因此，选用致病力强菌株进行抗病性鉴定对于筛选抗病材料是有效的。抗病品种的利用将会对病害流行起到有效的控制作用。
性在苗期和成株期有一定差异［3，7］。在田间鉴定条件下，应以成株期抗性鉴定为主，以确保品种抗性的有效表达。若有温度和湿度可控的温室条件，可以通过苗期人工接种鉴定，淘汰感病材料，减少田间鉴定的工作量。
参考文献 1 赵来顺，田学军，李玉琴，等. 玉米黄斑病在河北的发生. 植物病理学报. 1996，25(4)：360 2 甘贤友，周国顺，袁桂荣，等. 玉米弯孢霉叶斑病初步研究. 植物保护. 1995，21(5)：24～25 3 戴法超，王晓鸣，朱振东，等. 玉米弯孢菌叶斑病研究. 植物病理学报. 1998，28(2)：123～129 4 吕国忠，刘志恒，何富刚，等. 辽宁省爆发一种新病害椨衩淄滏呔栋卟? 沈阳农业大学学报. 1997，28(1)： 75～76 5 戴法超，高卫东，王晓鸣，等. 玉米弯孢菌叶斑病的初步研究简报. 植物保护. 1996，22(4)：36～37 6 李济宸，苑凤瑞，李军阁，等. 玉米弯孢菌叶斑病的防治与识别. 北京农业科学. 1997，15(4)：30～33 7 蔺瑞明，高增贵，崔明珠，等. 玉米弯孢菌叶斑病苗期抗病性鉴定及遗传初步分析. 植物保护. 1999，25(5)：1～3
Evaluation of resistance of maize germplasm to Curvularia leaf spot
WANG Xiaoming DAI Fachao JIAO Zhiliang ZHU Zhendong (Institute of Crop Germplasm Resources, CAAS, Beijing 100081)
Abstract 1698 maize germplasm (inbred lines, populations, hybrids and special germplasm) were screened and evaluated for resistance to Curvularia leaf spot caused by Curvularia lunata. The resistance of China germplasm was better than that of introduced ones. There was difference in resistance level among maize germplasm from different provinces, and the resistance was higher in germplasm from Beijing, Sichuan and Guangxi. There were 12 inbred lines that were high resistant (HR), and 22 hybrids that were high resistant (HR) and resistant (R) to Curvularia leaf spot. There were indifferent in resistance between maize germplasm with same nucleus genes and different cytoplasm background. The resistance genes to Turcicum leaf blight were inefficient to Curvularia leaf spot. Key words Maize germplasm; Curvularia leaf spot; Resistance; Evaluation
|
