广东省甜玉米常见病害的发生及抗病育种对策
2016-03-28闫志广付昊昊
闫志广 吴 段 付昊昊
(1广东省云浮市云城区种子管理站,527300;2广东省云浮市云城区农业技术推广中心,527300)
广东省甜玉米常见病害的发生及抗病育种对策
闫志广1吴段2付昊昊1
(1广东省云浮市云城区种子管理站,527300;2广东省云浮市云城区农业技术推广中心,527300)
通过对广东省甜玉米主要病害的发生及原因的分析,认为广东省主推甜玉米品种容易受气候条件变化、人为因素和耕作方式的变化、主推品种遗传基础狭窄等因素的影响而发生病害。结合现代人健康饮食的理念,初步探讨了甜玉米抗病育种对策:扩大甜玉米种质,加大野生近缘种抗病基因的研究与利用,加大种质资源的抗性鉴定。
甜玉米;病害发生;育种策略
甜玉米是鲜食玉米的一种,也被称为水果玉米。目前我国甜玉米年种植面积约400万hm2,超过美国成为第一生产国。广东经济发达,气候适宜,2013年甜玉米种植面积16.08万hm2[1],已成为广东特色和经济农作物之一。由于广东省甜玉米种植规模大,且周年种植,再加上华南地区气候潮湿,市面上推广品种遗传基础较窄,导致甜玉米病虫害发生严重。甜玉米病虫害的发生直接影响到产量和甜玉米子粒的商品品质和食用品质。目前广东省甜玉米常见病害主要有大斑病、小斑病、纹枯病和锈病。种植者对甜玉米病虫害发生认识不足,滥用化学农药,致使采摘的甜玉米中农药残留严重超标,威胁到消费者身体健康。
在食品安全日益受到消费者关注的大环境下,滥用化学农药以达到对病虫害的防治已不符合人们健康饮食的习惯。因此,筛选和选育抗病甜玉米新品种具有非常重要的经济价值和生态意义。本文通过对广东省甜玉米常见病害的发生及原因的探讨,为甜玉米病害的防治及育种策略提供参考。
1 广东省甜玉米常见病害
1.1甜玉米大、小斑病的发生及防治大、小斑病是甜玉米主要的病害之一,发病后将会对甜玉米造成很严重的危害。大、小斑病一般在甜玉米拔节期到出穗期间发生,主要对甜玉米的叶片、叶鞘和苞叶造成较为严重的危害。当大斑病侵染到叶片的时候,叶片的表面会出现许多水渍状青灰色斑点,这些斑点会沿着叶脉慢慢扩展最后形成大斑,病情严重时叶片黄枯而死。小斑病常伴随大斑病的发生而发生,小斑病除了危害叶片、叶鞘和苞叶外还危害果穗和茎秆,其发病比大斑病早,初期会在叶片上生出半透明水渍褐色小斑点,然后扩大为椭圆形褐色小病斑,病情进一步发展时,渐变为暗褐色。
在发病初期及时防治,大斑病可用80%代森锰锌可湿性粉剂600倍液喷雾;小斑病可用50%多菌灵可湿性粉剂600倍液,隔10d喷施1次,连续2~3次。
1.2甜玉米纹枯病的发生及防治纹枯病主要危害甜玉米的叶鞘,有时茎秆也会受到侵染,当甜玉米的果穗发病时说明病情已经十分严重。发病初期在植株的基部茎节叶鞘产生水渍状暗绿色的病斑,随着病情的不断恶化,逐渐形成不规则状大病斑,苞叶染病后的病症与其相同。果穗染病后秃顶,子粒干缩霉变甚至腐烂。
发病初期可用5%井冈霉素1000倍液喷施茎基部、穗部及叶鞘叶片,隔7d左右再次喷施,连续2~3次。施药前先摘除病叶。
1.3甜玉米锈病的发生及防治广东省甜玉米锈病较为常见,主要危害叶片,病情严重的时候可感染果穗、苞叶甚至雄穗。发病初期在叶片正反两面散生小脓疱,小疱破裂后散发出铁锈色粉状病菌夏孢子,发病后期病斑上生出黑色突起,裂开以后会有黑褐色冬孢子露出。
在发病初期要及时喷药防治,可施用25%三唑酮可湿性粉剂800倍液、65%代森锌500倍液、40%多硫悬浮剂600倍液、25%粉锈宁可湿性粉剂1500倍液喷施。每隔7~10d喷施1次,连续喷施2~3次。
2 甜玉米常见病害发生原因
2.1气候条件变化加速病害发生甜玉米是对气候变化最为敏感的农作物之一,适宜的温度、湿度和光照等气候有利于病害的发生。广东夏季高温、多雨和潮湿等气候条件加速病害发生,冬季春季温暖潮湿,极利于病原菌、介体昆虫等的越冬。
2.2人为因素和耕作方式的变化随着经济的不断发展,生产效率不断提高。为了在单位时间和单位面积的土地上创造更多的产量,人为地通过苗盘育苗缩短甜玉米在田间的生长周期,一年种植3~4造。这种通过调整甜玉米的播种期,加大种植密度的方式,导致病害在土壤中传播的速度加快。甜玉米的常年连作重茬,致使病原菌在土壤中不断积累,进一步使甜玉米的病害加重。2.3主推品种遗传基础狭窄甜玉米种质基础狭窄的状况不可忽视,大部分现代甜玉米自交系的祖先为Golden Bantam和2个栽培种Stowell's Evergree、Country Gentleman[2]。由于人们对黄色子粒的偏爱,所以对来源于Golden Bantam的材料选择使用率较高,导致现代很多甜玉米自交系种都含有Golden Bantam的血缘[3]。遗传基础狭窄,血缘关系相近,抗病类型相似,一旦突发某种病害,将会对甜玉米的种植带来极其严重的危害。
3 抗病育种对策
3.1扩大甜玉米种质由于主推品种遗传基础狭窄,有必要对甜玉米的种质进行扩充研究。可结合新引进品种和本地农家种,筛选优良抗病基因。广东省本地农家品种适应本地气候,对本地多发性病害具有较好抗性,可利用QTL(Quantitative Trait Locus)和高通量测序(High-throughput Sequencing)等技术筛选出优良抗病基因,并通过分子标记辅助回交转育等手段进行抗病基因的有效转育,扩充现有种质材料。利用回交育种技术把本地农家种和引进的品种进行回交,以此来扩充本地农家种的遗传背景。采用物理辐照和化学诱变等技术手段,结合回交、测交等传统育种手段,打破基因内连锁遗传,并利用分子标记辅助技术实现抗病基因的定向转移,丰富原有的抗病种质资源库。
3.2加大野生近缘种抗病基因的研究与利用狭窄的种质遗传基础严重地制约了甜玉米抗病育种进程,拓宽和创新种质基因库成为了进一步提高甜玉米抗病性的关键。玉米野生近缘植物类玉米有2个种,一个种是一年生的墨西哥类玉米,另一个种是多年生类玉米。其中,多年生类玉米有2个变种,一个是二倍体多年生类玉米,另一个是四倍体多年生类玉米。这些野生种在严酷的自我进化中形成了许多优良特性,尤其在抗病虫害和抗逆性方面特别明显。中国农业科学院研究表明,野生玉米除了抗玉米叶斑病和青枯病外,还是褪绿矮化病和斑纹病毒的免疫抗原[4]。玉米野生近缘种携带优良抗病基因,可将主推甜玉米品种与其进行杂交以拓宽主推品种的遗传背景,创新种质基因库,提高抗病育种效率。
3.3加大种质资源的抗性鉴定种质资源是育种工作的物质基础[5]。玉米抗病育种成效的大小,在很大程度上取决于育种者掌握抗病种质资源数量的多少和对抗病性状表现及其遗传规律的研究深度。所谓鉴定就是对种质资源作出客观科学的评价,而抗病鉴定就是抗病育种中最基础最重要的工作。要想实现新的抗病育种目标,必须加大种质资源的抗性鉴定,从而进一步摸清甜玉米种质对单一病害或多种病害的抗性。王桂跃等[6]经过9年时间对250个甜、糯玉米新品种进行大斑病、小斑病、茎腐病等的鉴定表明,多数甜玉米品种对大斑病、小斑病、茎腐病等病害中抗以上的比例较高,很少有同一个品种对多种病害同时具有抗性。崔丽娜[7]对620份玉米种质材料纹枯病的抗性进行了鉴定和评价,在鉴定的玉米材料中未发现免疫和高抗材料,为了寻找和筛选抗性好的玉米材料,还应继续大量的对玉米种质资源进行纹枯病的抗性鉴定与评价[8]。近年来,我国玉米育种者在锈病抗性鉴定筛选和选育方面已做了很多的尝试,但高抗锈病的玉米材料仍然非常缺乏[9]。田耀加等[10]用224份鲜食玉米新组合对玉米南方锈病的抗性进行鉴定,主要表现为中抗,缺乏高抗或免疫类型,甜糯玉米抗锈病能力属主效基因加修饰基因模式。
甜玉米病害防控工作系统而复杂,目前化学防治法已不符合食品安全的主题,选育抗病新品种的重要性已逐渐深入民心。广东省属热带和亚热带季风气候区,夏季多雨,冬季温暖潮湿。病害的发生受气候、人为因素和耕作方式影响,而影响最为严重的是遗传因素。育种者在进行常规抗病育种的同时,还要注重加强甜玉米种质的基础性研究、种质资源抗性鉴定研究和分子生物学的研究,选育抗病新品种成为了防治甜玉米病害最直接有效的途径。
[1]甘万英,万忠,刘蔚楠,等.2014年广东甜玉米产业发展形势与对策建议.广东农业科学,2015(11):11-15
[2] Tracy W F.Sweet corn//Hallaurer A R,Specialty 2nd Ed Boca Raton,F L,CRC Press,2001:155-197
[3] Tapley W T,Enzie W D,Van E G P.Sweet corn.Vegetables of New York,State of New York,Albany,1934
[4]李维岳.吉林玉米.长春:吉林科学技术出版社,2000
[5]葛建镕.分子标记技术在东北地区玉米种质资源鉴定、评价与保护中的利用.长春:长春理工大学,2009
[6]王桂跃,俞琦英,谭禾平,等.甜糯玉米新品种抗病虫性的鉴定与评价.玉米科学,2012,20(3):134-138
[7]崔丽娜.西南地区玉米纹枯病菌(Rhizoctonia sPP.)的种群组成及我国玉米种质资源对纹枯病的抗性评价.成都:四川农业大学,2010
[8]黄天述,叶华智,王晓鸣.玉米种质资源对纹枯病的抗性鉴定与评价.植物遗传资源学报,2005,6(3):291-294
[9]袁虹霞,邢小萍,李潮海,等.不同玉米品种对南方锈病的抗性比较.玉米科学,18(2):107-109
[10]田耀加,赵守光,张华,等.鲜食玉米杂交组合抗南方锈病鉴定及抗病遗传初析.南方农业学报,2014,45(7):1188-1192
2016-05-29)