70份外引改良玉米种质对广西主要病害抗性鉴定

蒙 成，梁庆平，蒋益敏，吴 地，吴 烈

(广西农业职业技术学院，广西 南宁 530007)

【研究意义】玉米南方锈病，大、小斑病和玉米纹枯病是我国玉米主产区的重要病害，也是广西玉米生产上的主要病害。其中，玉米南方锈病对我国黄淮海夏玉米主产区和南方玉米生产区危害较大[1]；玉米大、小斑病是我国温暖潮湿玉米产区的重要叶部病害[2]；玉米纹枯病是一种世界性病害，在许多国家和地区均有发生和危害报道，我国南方玉米产区以及东南亚国家和地区尤为严重[3-6]。广西地处亚热带地区，温度适中、湿度大，比较适宜这些病害的发生流行[7]。在玉米育种工作中，新种质、新材料的应用是培育优质、高产玉米杂交种的基础，而新材料的抗病性与其所组配出的杂交种的抗病性有着密切关联[8]。为丰富广西玉米种质资源，2013年广西农业职业技术学院从国外引进一批玉米种质材料并进行3年6代适应性等性状改良，开展抗病性鉴定和适合广西气候的多抗性外引改良玉米自交系筛选研究，对选育出优质、高产、抗病、适应性强的玉米新品种具有重要意义。【前人研究进展】近年来, 我国已有不少研究人员分别开展了玉米抗南方锈病、大小斑病及纹枯病种质资源筛选和鉴定的研究工作，并从大量的玉米品种(品系)中筛选出一些抗病品种(品系)。杜青等[9]开展玉米种质资源抗南方锈病鉴定与评价研究，结果表明CIMMYT的玉米自交系中存在丰富的抗锈病资源；江凯等[10]开展玉米种质资源抗南方锈病鉴定研究，筛选出赤556等18份自交系、老来秕等3份地方品种、A69等4份来自津巴布韦的材料及引自CIMMYT的Dr11，皆表现出稳定的南方锈病高抗性。李晓光等[11]和陶烨等[12]开展玉米种质对玉米大斑病的抗性鉴定与评价，筛选出中抗为主的抗病种质116份。赵聚莹等[2]开展不同玉米品种对小斑病强致病力菌的抗病性检测，结果表明不同玉米品种对玉米小斑病的抗病性存在差异，供试的28个玉米品种中大多数品种属于抗或高抗水平。李芦江等[13]开展玉米自交系纹枯病抗性鉴定与评价，结果表明玉米纹枯病抗性资源较为缺乏，旅大红骨、Reid、PA和塘四平头类群自交系中未发现玉米纹枯病抗源，PB类群和Lancaster类群自交系纹枯病抗性相对较好。李石初等[7]开展了玉米杂交种对广西玉米主要病害(南方锈病、小斑病和纹枯病)的抗病性鉴定，研究发现广西目前种子市场上的玉米品种繁多，但兼抗多种玉米病害的品种很少，同时兼抗3种病害的玉米品种只有3个：桂单0810、桂单589和正大808。【本研究切入点】广西地处亚热带地区，温度适中、湿度大，比较适宜病害的发生流行，前人关于玉米南方锈病、纹枯病、大斑病和小斑病的研究报道较多，但有关供试种质资源同时对4种病害的抗病性筛选鉴定尚鲜见报道。此外，本研究在种质资源材料筛选和鉴定中对人工接种鉴定法和自然诱发鉴定法两种方法的鉴定结果差异进行了比较，对准确筛选出多抗性种质材料并应用于广西玉米抗病育种具有重要意义。【拟解决的关键问题】同时采用田间接种和自然发病2种方法，对70份外引改良玉米种质材料进行4种病害抗病性鉴定，初步明确其抗病性，并对两种鉴定方法进行比较，为玉米抗病育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

70份玉米种质材料引自美国、泰国、巴西、印度、老挝等地，历经3年6代改良。分别于2017和2018年春季进行4种主要病害接种鉴定。接种鉴定所用南方锈病病原菌(夏孢子)分别自2017和2018年广西早播春糯玉米品种南方锈病典型病株叶上采集而得。大、小斑病及纹枯病病菌从广西农业职业技术学院作物研究所玉米试验基地采集、分离而得。

1.2 试验方法

试验于广西农业职业技术学院作物研究所玉米育种试验基地进行，前茬作物玉米，试验地四周种植各类玉米种质材料。设南方锈病、大斑病、小斑病、纹枯病人工接种各1个处理，自然发病1个处理，每个处理70份玉米种质材料，每份种植1行，行长3.5 m、行距0.7 m，每行定植15株，田间管理人工接种鉴定处理与自然发病处理相一致，及时进行浇灌，保证病害发生所需条件，其他进行常规田间管理。采用田间接种和自然诱发方式对供试玉米种质材料进行鉴定。

1.3 抗性鉴定方法及田间调查与评价

根据两年抗性鉴定结果对材料进行抗病性评价，抗性以记载的最高病情级别为准[14]。自然发病田间调查与人工接种鉴定田间调查时间相同，鉴定标准一致。

1.3.1 南方锈病 从早播糯玉米品种上采集布满锈病夏孢子堆而无其他明显病害症状的新鲜病叶或茎杆，用自来水清洗夏孢子，用纱布过滤，配成浓度为100倍显微镜下每视野40～50个孢子的孢子悬浮液，加入0.02 %吐温80[15], 充分搅拌均匀，用背负式喷雾器喷雾接种于植株叶片，每株喷孢子悬浮液约10 mL。接种在傍晚进行，采用喷雾接种法，在玉米7～8片展开叶进行首次接种，1周后再接种1次。接种前先进行田间浇灌, 接种后连续7 d早晚对叶面喷水保湿，满足其发病要求的湿度条件。设齐319(R)、掖478(HS)为抗病、高感对照材料。在第2次接种后30 d逐份材料进行调查，对每份玉米自交系以目测的方法对其整体观察，调查重点部位为玉米果穗下方的接种叶片，根据其整体发病情况确定该自交系的病级，记录病情级别，然后依据王晓鸣[14]编著的《玉米病虫害田间手册》中的南方锈病鉴定标准进行自交系抗性评价，见表1。

1.3.2 大斑病、小斑病 大斑病、小斑病菌分别从试验地感病植株病叶上分离获得，单孢分离后保存于PCA斜面，置于4 ℃冰箱中保存备用[16]。病菌在PDA培养基上复壮培养后再转入灭菌的带皮高粱粒培养基上扩繁，大斑病在24 ℃中培养11 d，小斑病在26 ℃中培养13 d，于玉米10～13片展开叶接种, 将病菌培养物撒入玉米心叶喇叭口内，每株投放量约5 g，在下午17:00-19:00进行。接种前先进行田间浇灌, 接种后连续7 d早晚对叶面喷水保湿。大斑病设Mo17(MR)、获白(HS)为中抗、高感对照材料；小斑病设Mol7(R)、罗31(HS)为抗病、高感对照材料。在玉米蜡熟期逐株进行调查，对接种的植株以目测方法对其整体观察，根据玉米果穗上3叶与下3叶病斑划分病级，病情分级标准按照王晓鸣[14]编著的《玉米病虫害田间手册》中的大小斑病鉴定标准进行，详见表2。

表1 玉米南方锈病的抗性级别划分

1.3.3 纹枯病 从试验地采集典型新鲜玉米纹枯病菌核，在无菌室内超净工作台下，利用CMA平板培养基作常规无菌分离、培养和纯化后再转入灭菌的带皮小麦粒培养基上扩繁。在28 ℃恒温黑暗条件下培养20 d后获得田间接种菌物[8]，保存备用。于玉米10～12片展开叶接种，接种时将病菌培养物接于植株靠近地表的2片叶的叶鞘内，每个叶鞘接3粒。接种在傍晚进行，接种前先进行田间浇灌，接种后保持田间土壤湿润。设掖478(HS)为高感对照材料。在玉米蜡熟期逐株进行调查, 调查重点部位为果穗以下茎节, 记录病害级别及各级别株数, 计算病情指数, 依据病情指数评价自交系抗性。病情分级标准按照王晓鸣[14]编著的《玉米病虫害田间手册》纹枯病鉴定标准进行，见表3。

病情指数=[Σ(各病级株数×相应病级数值)/(调查总株数×最高病级数值)]×100

2 结果与分析

2.1 南方锈病鉴定结果及抗病性评价

由表4可知，玉米南方锈病对70份玉米种质材料人工接种鉴定抗病级别100 %大于或等于自然发病抗病级别，6份材料抗病级别相等，占8.6 %；21份材料抗病级别相差2，占30 %；38份材料抗病级别相差4，占54.3 %；5份材料抗病级别相差6，占7.1 %。抗病级别相等的6份材料中，有4份材料抗病级别为1级，分别为：B335、DZ1、D99-2和M36。

表2 玉米大、小斑病的抗性级别划分

表3 玉米纹枯病病情指数及抗性评价标准

70份种质材料中，高抗材料5份，占7.1 %；抗病材料4份，占5.7 %；中抗20份，占28.6 %；感病材料26份，占37.1 %；高感材料15份，占21.5 %。说明这批自交系大多表现感南方锈病，抗病材料相对较少。

2.2 大斑病、小斑病鉴定结果及抗病性评价

由表4可知，玉米大斑病对70份玉米种质材料人工接种鉴定抗病级别100 %大于或等于自然发病抗病级别，6份材料抗病级别相等，占8.6 %；59份材料抗病级别相差2，占84.3 %；5份材料抗病级别相差4，占7.1 %。抗病级别相等的6份材料中，有4份材料抗病级别为1级，分别为：NKH9、Jan-11、M2015-4和TS3629。

由表4可知，玉米小斑病对70份玉米种质材料人工接种鉴定抗病级别100 %大于或等于自然发病抗病级别，9份材料抗病级别相等，占12.9 %；44份材料抗病级别相差2，占62.9 %；17份材料抗病级别相差4，占24.2 %。抗病级别相等的9份材料中，有6份材料抗病级别为1级，分别为：NKH9、Jan-11、5085-1-1、M2015-4、JBM1和TS3629。

70份种质材料中，大斑病高抗材料4份，占5.7 %；抗病材料32份，占45.7 %；中抗29份，占41.5 %；感病材料5份，占7.1 %；没有高感材料。小斑病高抗材料6份，占8. 6 %；抗病材料27份，占38.5 %；中抗31份，占44.3 %；感病材料6份，占8.6 %；没有高感材料。说明这批种质材料中含有较丰富的大斑、小斑抗源，是抗大、小斑病育种极其宝贵的种质资源，在今后的抗病育种中应加以重视，并通过各种育种技术手段充分利用。

2.3 纹枯病鉴定结果及抗病性评价

由表4可知，玉米纹枯病对70份玉米种质材料人工接种鉴定病情指数100 %大于或等于自然发病病情指数，1份材料病情指数相等，都是1.6，占1.4 %；16份材料病情指数相差4.7～19.0，占22.9 %；28份材料病情指数相差20.6～39.7，占40.0 %，18份材料病情指数相差25.0～57.1，占25.7 %，7份材料病情指数相差60.3～77.8，占10. 0 %。

70份种质材料中，高抗材料11份，占15.7 %；抗病材料26份，占37.2 %；中抗20份，占28.6 %；感病材料12份，占17.1 %；高感材料1份，占1.4 %。说明这批玉米种质材料中含有较丰富的纹枯病抗源，是抗纹枯病育种极其宝贵的种质资源，在今后的抗病育种中应加以重视，并通过各种育种技术手段充分利用。

2.4 供试种质材料抗病鉴定结果与评价

供试种质材料南方锈病、大斑病、小斑病人工接种鉴定抗病级别均100 %大于或等于自然发病，纹枯病人工接种鉴定病情指数均100 %大于或等于自然发病。借鉴王晓鸣[14]编著的《玉米病虫害田间手册》，根据两年抗性鉴定结果对材料进行抗病性评价，抗性以记载的最高病情级别为准。供试种质材料对南方锈病、大斑病、小斑病和纹枯病的鉴定评价以人工接种鉴定评价结果为标准。

供试种质材料对4种病害抗性表现不同，有的单抗，有的双抗，有的多抗。从表4得知，Y-8201-3同时中抗4种病害；同时高抗大、小斑病，纹枯病的种质材料有：NKH9、Jan-11；兼抗4种病害(含高抗、抗、中抗)的种质材料有：TS1129、TS3717、X1388、M11、J88、H168-1、Y3104-5、T3-1、TS33、TS3926、TS771、T3-19、013A-6、DZ1、Y-8201-3、Y-8204-3、D99-2、ID352、Jan-11、5085-1-1、M36、TS3629共22份，占31.4 %；兼抗3种病害的种质材料22份，占31.4 %。结果表明，这批外引种质材料经过改良后对广西玉米主要病害的抗性是丰富的，不同的种质材料对南方锈病、大斑病、小斑病、纹枯病的抗性差异较大。总体来看，抗大、小斑病和抗纹枯病材料所占比重较大，抗南方锈病材料相对较少。

表4 70份外引改良玉米种质材料对广西4种主要病害抗病性鉴定结果

续表4 Continued table 4

材料名称Name材料来源Source 鉴定方式Identification method南方玉米锈病Southern corn rust玉米大斑病Northern leaf blight玉米小斑病Southern leaf blight玉米纹枯病Corn sheath blight病级Disease grade抗性Resistance病级Disease grade抗性Resistance病级Disease grade抗性Resistance病情指数Disease index抗性ResistanceJJ700选美国A9HS7S7S71.4SB5558.9M2016-2美国A9HS3R3R28.5RB51123.8S11美国A5MR5S3R55.5MRB1311.6X33-3美国A9HS3R3R65.0SB5117.9X33-4美国A9HS5MR5MR55.5MRB5313.2X33-5美国A7S5MR5MR68.2SB5117.9M28美国A5MR5MR5MR65.0SB13311.1TS1129美国A5MR3R3R46.0MRB11112.7Y808-1美国A7S3R3R61.9SB51119.0TS3717美国A5MR3R3R39.6RB11114.3X1388美国A5MR3R5MR33.3RB3111.6MY102-1美国A7S3R5MR14.3HRB1134.8M1美国A9HS5MR3R42.9MRB3313.2GM10美国A7S5MR3R34.9RB3314.8M11美国A5MR3R3R28.6RB3113.2D407-1美国A7S5MR5MR46MRB5331.6J88美国A5MR5MR5MR33.3RB1333.2H168-1美国A5HR3R3R49.2MRB1113.2H168-2美国A5MR5MR7S11.1HRB3354.85016D泰国A7S7S5MR61.9SB35311.1Y5013-6泰国A7S3R3R36.5RB3116.3M2016-4泰国A9HS3R3R36.5RB3116.3Y3104-5泰国A3R5MR5MR49.2MRB1333.2

续表4 Continued table 4

材料名称Name材料来源Source 鉴定方式Identification method南方玉米锈病Southern corn rust玉米大斑病Northern leaf blight玉米小斑病Southern leaf blight玉米纹枯病Corn sheath blight病级Disease grade抗性Resistance病级Disease grade抗性Resistance病级Disease grade抗性Resistance病情指数Disease index抗性ResistanceT3-1泰国A3R5MR5MR39.6RB1334.8P7072泰国A5MR3R3R68.2SB1113.2TS33泰国A5MR3R3R38.0RB11112.7T1泰国A7S3R3R55.5MRB31120.6T2泰国A5MR5MR7S26.9RB53322.2TS59泰国A5MR5MR3R74.6SB3313.2TS3926泰国A3R3R3R46.0MRB3111.6Q607泰国A7S5MR5MR15.0HRB5316.3M05-4泰国A7S5MR5MR23.8RB3113.2TS551泰国A7S5MR5MR42.9MRB3334.8M13-7泰国A7S3R5MR31.7RB3134.89818-2-1泰国A7S5MR7S42.9MRB3354.8TS771泰国A3R5MR5MR34.9RB1334.8T3-19泰国A5MR3R5MR20.6RB1134.8013A-6泰国A5MR5MR5MR23.8RB3333.2M09-1泰国A7S5MR5MR1.6HRB3111.6M05-7泰国A7S3R3R61.9SB5119.5DZ1泰国A1HR3R3R46MRB1137.4X20泰国A7S5MR5MR49.2MRB33511.1Y206泰国A7S3R3R30.2RB3139.5NKH9泰国A7S1HR1HR11.1HRB3114.8S501泰国A9HS3R3R23.8R

续表4 Continued table 4

材料名称Name材料来源Source 鉴定方式Identification method南方玉米锈病Southern corn rust玉米大斑病Northern leaf blight玉米小斑病Southern leaf blight玉米纹枯病Corn sheath blight病级Disease grade抗性Resistance病级Disease grade抗性Resistance病级Disease grade抗性Resistance病情指数Disease index抗性ResistanceB7313.2S-25112泰国A9HS3R3R33.3RB5111.6Y-8201-3泰国A5MR5MR5MR44.4MRB3313.2Y-8204-3泰国A5MR5MR3R46.0MRB3316.3S-CH1泰国A9HS3R3R39.7RB5113.2S-CH2泰国A9HS5MR5MR36.5RB5310CML171-1泰国A9HS5MR5MR7.9HRB5111.6CML171-2泰国A9HS7S7S11.1HRB5531.6591-1泰国A7S7S7S52.4MRB3533.2D99-2泰国A1HR3R5MR7.9HRB1113.2S-ZS512泰国AB73S51MR51MR37.811.1RYDH-1印度A9HS3R5MR42.9MRB3311.6YD-2印度A7S3R3R55.6MRB5113.2ID352越南A5MR3R3R58.7MRB1113.2Jan-11老挝A5MR1HR1HR17.5HRB3113.25085-1-1老挝A5MR3R1HR20.6RB1116.3M2015-4缅甸A7S1HR1HR77.7SB5114.8JBM1津巴布为A7S3R1HR17.4HRB3114.8QZ8巴西A7S3R3R68.2SB51114.3M36巴西A1HR3R5MR33.3RB11114.3TS3629巴西A5MR1HR1HR28.5RB11114.3BXM1巴西A7S3R5MR49.2MRB5117.9

续表4 Continued table 4

材料名称Name材料来源Source 鉴定方式Identification method南方玉米锈病Southern corn rust玉米大斑病Northern leaf blight玉米小斑病Southern leaf blight玉米纹枯病Corn sheath blight病级Disease grade抗性Resistance病级Disease grade抗性Resistance病级Disease grade抗性Resistance病情指数Disease index抗性ResistanceM3034巴西A9HS5MR5MR30.1RB5331.6TSMZ巴西A7S5MR5MR19.0HRB3336.3

注：A：人工接种鉴定；B：自然发病，下同。

Note: A:Artificial inoculation identification; B: Natural incidence, the same as below.

3 讨 论

玉米抗病性鉴定现尚缺乏统一的病害分级标准和抗性评价标准，各单位和研究人员采用的鉴定方法有所不同；目前许多育种单位育种时只是靠自然诱发鉴定率来确定自交系及杂交种的抗病性，在种质资源的抗病评价上缺乏人工控制下的接种鉴定，并且材料抗病评价标准不统一[17]。充分发病是抗病性鉴定的前提条件，初始菌量和温湿度是影响病害发病程度的重要因素[18]。试验同时采用田间接种和自然发病两种方法，对70份外引改良玉米种质材料进行4种病害抗病性鉴定，对田间人工接种和自然发病两种鉴定方法结果进行比较，结果表明：人工接种鉴定发病病级普遍重于自然诱发鉴定。南方锈病6份材料抗病级别相等，其中4份抗病级别为1级，其余材料相差2～6级；大斑病6份材料抗病级别相等，其中4份抗病级别为1，其余材料相差2～4级；小斑病9份材料抗病级别相等，其中6份抗病级别为1，其余材料相差2～4级；纹枯病除了1份材料病情指数都是1.6外，其余病情指数相差4.7～77.8。这与戴法超等[19]的研究结果基本一致。李芦江等[20]也认为人工接种鉴定是鉴定玉米种质资源抗性准确、有效的途径，因此在玉米种质资源抗病材料筛选过程中，进行人工接种鉴定其抗性是必要的。

4 结 论

参试的种质材料对广西玉米主要病害的抗性较丰富，不同种质材料各有差异，试验筛选出抗(含高抗、抗、中抗)南方锈病材料29份、大斑病材料65份、小斑病材料64份、纹枯病材料57份。其中一些材料具有多抗性，同时高抗大、小斑病，纹枯病的材料有2 份；兼抗(含高抗、抗、中抗)4种病害和兼抗3种病害的材料各有22份。这些多抗性种质材料的筛选对于广西玉米抗病育种具有重要的利用价值，拓宽了抗性基因遗传基础，是今后开展抗病育种的重要基础材料。