广西部分甘蔗品种对黑穗病的抗性测定

霍秀娟，李朝生，陆荣生，（.广西农业科学院植物保护研究所，南宁530007；.广西农业科学院生物技术研究所，南宁530007；3.广西农业科学院广西作物病虫害生物学重点实验室，南宁530007）

蔗糖业是广西经济的优势产业和全国糖业的支柱产业。2012/2013榨季，甘蔗种植面积约109万hm2，甘蔗总产量达7500万t，预计产糖800万t，惠及2000多万农户，产业规模连续20年居全国第一位。随着蔗糖业的发展，甘蔗种植对高产高糖的要求，甘蔗品种单一化种植伴随而来的病害问题也日益突出。由鞭黑粉菌（Ustilaye seitaminea Sydow）引起的甘蔗黑穗病是大多数植蔗国家和地区的重要病害之一，也是危害广西甘蔗生产的最主要真菌性病害，在蔗区普遍发生，不但造成甘蔗产量损失，还使甘蔗蔗糖分降低，影响品质。黑穗病为系统性侵染病害，一株发病，其余所有分蘖均可发病，感病植株矮小，产量降低。典型症状是在感病茎的梢头长出一条向下卷曲的黑色鞭状物，称为黑穗鞭，长达数寸至数尺。病株抽出的黑穗鞭能散发大量的黑粉，即冬孢子。冬孢子可以借助气流、雨水、灌溉水和昆虫传播。病菌冬孢子落在甘蔗芽、甘蔗宿根和土壤中越冬，这些带菌的种蔗、宿根和土壤成为次年发病的初次侵染源。丘陵旱地、宿根蔗和连作多年的蔗地黑穗病发生严重。据廖咏梅等（1999）报道，马山县67hm2粤糖79-177品种，甘蔗黑穗病发病率高达20%～30%，而扶绥县部分桂糖11号品种，黑穗病的发生率也达10%～20%[1]。韦昌联（2012）报道，主栽品种新台糖22号平均发病率达18%，部分宿根蔗田高达50%，严重影响到甘蔗产量和品质[2]。

自上个世纪80年代以来，F134、桂糖11、新台糖16和新台糖22先后成为广西蔗区的当家品种，最高种植比例均超过50%，其他推广面积较大的甘蔗品种还有：F172、桂糖12、粤糖93/159、粤糖79/177、新台糖10、台优和新台糖25等[3]。利用抗病品种是防治甘蔗黑穗病一项最有效的措施，因此，我们对上述部分甘蔗主栽品种进行了抗性测定，以期为抗病育种、品种合理布局和综合防治提供的理论依据和技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试甘蔗品种：桂糖11、新台糖10、新台糖16、新台糖22、桂糖94/116、粤糖93/159、新台糖25。3个标准对照品种：F134（感小种 2，抗小种 1）、NCO310（感小种 1，抗小种 2）、NCO376（高抗）。

1.2 甘蔗黑穗病菌冬孢子的采集、保存和发芽率检测

于2010年10月—11月，分别从武鸣县双桥镇、武鸣县宁武镇、南宁市西乡塘区坛洛镇和扶绥县中东镇等地的RCO22、ROC16等主栽品种上采集新鲜的黑穗病鞭子，共收集甘蔗黑穗病鞭子113份，于室内自然风干后混合过筛，将混合黑穗病孢子分装到牛皮纸袋中，保存于-20℃冰箱中备用。

在进行抗性鉴定前，取微量上述黑粉菌混合孢子，加入20mL含1500 mg/L硫酸链霉素的无菌水中，混匀后，用移液器移1mL孢子悬浮液至琼脂蔗糖平板培养基，均匀涂布平板培养基表面，在28℃的恒温培养箱中培养48h，用显微镜镜检冬孢子发芽率。

1.3 试验方法

采用人工浸渍接种田间种植法，每个供试材料取60个健康芽（均为双芽茎段），甘蔗黑穗病菌用0.02%稀盐酸配成5×106个活孢子/mL悬浮液，将双芽苗浸入孢子悬浮液10min，然后将种苗存放在25℃下，用塑料袋或薄膜保湿24h，再直播种植到试验地。

试验采用不完全随机区组设计，设3个重复，单行区，行长4m，行距1m，每小区约30个芽，蔗芽向两侧平摆，下种后用碎泥覆盖一寸左右，其他田间管理按一般大田生产操作。试验材料于2011年3月16日种于广西武鸣县宁武镇伏唐村的甘蔗试验地中，试验地为坡地，土壤肥力中等。

1.4 调查方法

甘蔗出苗后记录出苗总母株数，记载黑穗病鞭子始发期，初侵染每7d观察1次；初侵染发病基本停止后，每15d观察1次，直至鞭子停止抽出为止。每次调查记录发病株（丛）数，一丛蔗只记录第1次抽出的黑鞭，并用红漆作好标记，以免重计，并将病株拔除。最后累计各参试材料的总发病株（丛）数，计算发病率。

表1 甘蔗黑穗病抗性分级标准

1.5 甘蔗黑穗病抗性鉴定分级标准

采用1～9级分级标准来评价供试材料的抗性反应。具体标准见表1。

表2 甘蔗品种对黑穗病抗性鉴定结果

2 结果与分析

人工接种条件下供试甘蔗品种发病情况及抗性反应列于表2。从结果可知，在人工接种条件下，供试的7个广西甘蔗主栽品种中，抗性级别为4级的有粤糖93/159、桂糖94/116和新台糖25，平均发病率分别为11.41%、11.96%、10.17%，属中抗（MR）黑穗病的品种；抗性级别为5级的有新台糖10和新台糖16，平均发病率分别为16.51%、14.16%，属中感（MS）黑穗病的品种；抗性级别为6级的有新台糖22，平均发病率为24.93%，属感病品种；抗性级别为7级的是桂糖11，平均发病率为36.16%，属感病品种。

对照3个甘蔗品种中，NCO376的抗性级别为2级，平均发病率为4.89%，属抗病品种；NCO310和F134的抗性级别都是7级，平均发病率分别为38.68%和36.12%，属感病品种。

3 结论与讨论

在自然植物病害系统中，寄主植物、病原物和环境条件三者相互影响，相互作用。病原物依赖寄主植物生存繁衍，寄主植物的遗传基础和生长状况会影响其自身的发病程度，依据寄主植物抵抗病原物能力大小，通常把它们分为免疫、高抗、中抗、中感、感病和高感等类型。病原物在不同环境条件下与寄主植物长期相互作用，经过长期的自然选择和人工选择可能形成独特的病原菌群体或毒性菌株，不同地区的病原菌群体构成和毒性不同，同一病原菌群体中不同菌株间毒性也不一定相同，存在着毒性的共性与个性问题。由于对甘蔗黑穗病菌缺乏系统的鉴定，从田间采集菌株用于品种抗病性测定时，若使用的菌株毒性不同，试验结果也会有差异。Stephen等（1992）比较了6个国家（或地区）黑穗病菌对夏威夷11个自育品种的致病性，发现感病品种对黑穗病菌的反应基本一致，但从抗病品种的反应型来看，则表现为巴西、牙买加和菲律宾黑穗病菌群体的毒性比罗德西亚和中国台湾省的强[4]。比较国内有关甘蔗黑穗病抗性鉴定的文献，也能发现类似的情况，例如，夏红明等于2003年将甘蔗品种“新台糖10”鉴定为中抗[5]，随后又于2007年将“新台糖10”鉴定为高抗[6]，陈庭俊等（2001）也认为“新台糖10”为高抗品种[7]，而谭芳等（2006）的试验中，新台糖10平均发病率为19.61%，属中抗品种[8]。黄家雍等（2001）将“新台糖20”鉴定为高抗[9]，同样是人工接种条件下，在沈万宽等（2011）的试验中，“新台糖20”的发病率高达52.94%，为高感品种[10]。本试验结果与其他人报道结果不一致的问题，应该也是环境条件和病菌毒性不同所致。

甘蔗品种和黑穗病菌是相互联系，相互制约的，按照基因对基因关系原理，用几个单基因抗性的鉴别寄主应能测出2n个病菌小种，但由于选择压力和恶劣生存条件，而使人们实查到的小种数远小于2n。一旦条件具备时，新小种（或者毒性菌株）可能会出现，甚至成为优势小种，抗性品种的抗性会随着新小种的出现发生变化而导致病害爆发流行[4]。1954年，当时号称世界蔗王的NCO310抗病性丧失，导致甘蔗黑穗病菌在南非南罗德西亚蔓延。20世纪50年代以前，我国大陆主要种植感黑穗病的竹蔗，后来引进台湾高抗黑穗病品种F134，并成为主栽品种，抗病品种长期单一化种植，黑穗病菌2号小种成为优势小种而导致F134抗性丧失，引起大面积的黑穗病流行。这也是桂糖11、台糖16和台糖22等甘蔗品种经大力推广种植后，甘蔗黑穗病日趋严重的主要原因之一。

3个对照品种，包括NCO310、F134和NCO376，是中国台湾地区甘蔗黑穗病菌生理小种鉴别寄主，其中，NCO310对甘蔗黑穗病菌1号小种感病，F134对甘蔗黑穗病菌2号小种感病，NCO376对甘蔗黑穗病菌1号和2号小种均免疫。在本试验中，人工接种条件下，F134的平均发病率为36.12%，NCO310的平均发病率为38.68%，说明本试验采用的混合冬孢子中包含甘蔗黑穗病菌1号小种和2号小种；NCO376平均发病率4.89%，抗性级别是2级，抗性类型为抗病（R），说明本试验所采用的混合冬孢子中可能出现了除1号小种和2号小种以外的其他小种或者毒性变异菌株，导致原免疫品种NCO376发病。由此推测广西蔗区可能存在3个或者3个以上的甘蔗黑穗病菌生理小种，3号小种可能是随着新台糖系列甘蔗品种在广西推广而被引入广西蔗区的[2]。

[1]廖咏梅，王忠文.广西甘蔗病害的发生现状及其防治策略[J].广西植保，1999（2）：25-26.

[2]韦昌联.广西蔗区新台糖22号种性退化现状分析及对策措施[J].南方农业学报，2012，43（12）：2113-2117.

[3]张琼.粤、桂、滇蔗区甘蔗品种更替概况[J].甘蔗糖业，2007（6）：8-13.

[4]林清山，王建南.甘蔗品种与黑穗病菌的互作分析[J].甘蔗，1996，3（1）：5-9.

[5]夏红明，陈学宽，范源洪，等.甘蔗优异育种材料的抗黑穗病鉴定[J].甘蔗，2003，10（3）：5-7.

[6]夏红明，吴才文，陈学宽，等.甘蔗材料的黑穗病抗性鉴定[J].中国糖料，2007（3）：26-27.

[7]陈庭俊，林一心.抗黑穗病甘蔗优异育种材料的鉴定[J].甘蔗糖业，2001（4）：9-11，17.

[8]谭芳，黎焕光，杨荣仲.优良甘蔗新品种（系）抗黑穗病鉴定试验研究初报[J].广西蔗糖，2006（4）：7-9，29.

[9]黄家雍，何红，闭少玲，等.抗黑穗病甘蔗优良品系的筛选[J].广西蔗糖，2001（1）：6-8.

[10]沈万宽，邓海华.引进甘蔗品种黑穗病抗性鉴定及结果分析[J].中国农学通报，2011（19）：234-238.