外引改良玉米自交系对广西主要病害抗性鉴定

蒙成 黄艳花

摘要：对外引改良玉米自交系进行抗病性鉴定，筛选出抗病材料，为玉米抗病育种奠定基础。采用田间人工接种鉴定和自然发病2种方法，对76份外引改良玉米自交系进行南方玉米锈病、玉米纹枯病、玉米小斑病抗病鑒定。结果表明，通过人工接种抗病性鉴定，筛选出高抗南方玉米锈病5份;高抗玉米纹枯病14份;高抗玉米小斑病6份;高抗玉米纹枯病和玉米小斑病的自交系3份;高抗玉米纹枯病和南方玉米锈病的自交系1份;兼抗3种病害（含高抗、抗、中抗病）的自交系24份。对田间接种鉴定和自然发病2种鉴定方法比较表明，人工接种鉴定发病病级普遍重于自然发病鉴定，进行人工接种鉴定是鉴定玉米自交系抗病性准确、有效的途径。

关键词：玉米自交系;外引改良;人工接种;抗病性鉴定;外引改良玉米;人工接种;自然发病

中图分类号： S513.02  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）07-0111-05

南方玉米锈病已成为我国黄淮海夏玉米主产区和南方玉米区的重要病害，会对我国玉米生产造成严重威胁[1]。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的报道，在我国南方玉米产区以及东南亚国家和地区发生尤为严重[2-5]。玉米小斑病是玉米主产区的重要病害之一，是我国温暖潮湿玉米产区的重要叶部病害[6]。南方玉米锈病、玉米纹枯病、玉米小斑病这3种病害是广西壮族自治区玉米生产上的主要病害，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与危害[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极大的关系[8]。近代以来，我国已有不少研究人员分别开展了玉米抗纹枯病、南方玉米锈病、玉米小斑病种质资源材料筛选和鉴定的基础研究工作[9-13]，并从大量的玉米品种（品系）中筛选出一些抗病品种（品系）。李石初等也开展了杂交种对这3种病害的抗病性鉴定研究[7]。但同时开展这3种病害种质资源材料筛选鉴定未见报道。抗病鉴定方法常用人工接种鉴定法和自然诱发鉴定法，在种质资源材料筛选和鉴定中2种方法鉴定结果差异比较未见报道。为丰富广西玉米种质资源，2013年从国外引进了一批玉米自交系并进行3年6代适应性等性状改良后开展抗病性鉴定，试图通过成株期对多种病害的抗病性鉴定，筛选出适合广西栽培的多抗性外引改良玉米自交系，为培育出优质、高产、抗病、适应性强的玉米新品种奠定基础。本研究同时采用田间接种和自然发病2种方法，对76份外引改良玉米自交系进行3种病害抗病性鉴定，初步明确其抗病性，并对田间接种和自然发病2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

76份玉米自交系来自美国、泰国、巴西、印度、老挝等地，经3年6代改良。试验于2017年春秋2季进行3种主要病害接种鉴定。接种鉴定用的南方锈病病原菌（夏孢子）是从当年广西早播春糯玉米品种南方锈病典型病株叶上采集到的。玉米纹枯病病菌及小斑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、分离获得。

1.2 田间试验设计

1.2.1 试验地点 试验在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，前茬作物为玉米，试验地四周种植各类玉米种质材料。

1.2.2 试验设计 试验设南方玉米锈病、玉米纹枯病、玉米小斑病各1个处理，自然发病设1个处理，每个处理76份玉米自交系，每份种植1行，行距0.7 m、行长3.5 m，每行定植15株。以齐319、黄早四作对照品种，常规田间管理。

1.3 鉴定方法

1.3.1 田间人工接种鉴定1.3.1.1 南方玉米锈病 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，用自来水洗下夏孢子后，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[14]，充分搅拌均匀，用背负式喷雾器喷雾接种植株叶片，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片展开叶时进行首次接种，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。

1.3.1.2 玉米纹枯病 从试验地采集典型新鲜的玉米纹枯病菌核，在无菌室内超净工作台下，利用CMA（玉米粉琼脂）平板培养基[15]作常规无菌分离、培养、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片展开叶时接种，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。

1.3.1.3 玉米小斑病 玉米小斑病菌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]。小斑病菌在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，在26 ℃下培养12～15 d，于玉米10～13片展开叶时接种，将病菌培养物撒入玉米心叶喇叭口内，每株投放量约5 g，在傍晚进行。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。

1.3.2 自然诱发鉴定 以自然诱发方式对76份供试玉米自交系进行鉴定，田间管理及时进行浇灌，保证病害发生所需的条件。其他管理与接种鉴定的3个处理一致。

1.4 田间调查与抗病鉴定

1.4.1 南方玉米锈病 在第2次接种后30 d，对每份材料进行调查，对每份玉米自交系以目测的方法对其进行整体观察，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（表1），然后依据病情级别评价自交系抗性[17]。

1.4.2 玉米纹枯病 在玉米蜡熟期进行逐株调查，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编著的《玉米病虫害田间手册》[17]纹枯病鑒定标准进行，详见表2。

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

1.4.3 玉米小斑病 在玉米蜡熟期逐株进行调查，对接种的植株以目测的方法对其进行整体观察，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编著的《玉米病虫害田间手册——病虫害鉴别与抗性鉴定》[17]玉米小斑病鉴定标准进行，详见表3。

1.4.4 自然诱发鉴定 南方玉米锈病、玉米纹枯病、玉米小斑病3种病害自然诱发的田间调查时间与人工接种鉴定法调查时间同日，鉴定标准一致。

2 结果与分析

外引改良玉米自交系采用田间人工接种鉴定法和自然诱发鉴定法，对广西3种重要病害的抗病性鉴定结果具体见表4。

2.1 人工接种鉴定与自然诱发鉴定比较

2.1.1 南方玉米锈病鉴定结果比较 南方玉米锈病对76份玉米自交系人工接种鉴定抗病级别大于或等于自然发病抗病级别，5份材料抗病级别相等，占6.6%;1份材料抗病级别相差1.0，占1.3%;24份材料抗病级别相差2.0，占31.6%;40份材料抗病级别相差4.0，占52.6%;6份材料抗病级别相差 6.0，占7.9%。抗病级别相等的5份材料中，有3份材料抗病级别为1级。

2.1.2 玉米纹枯病鉴定结果比较 南方玉米纹枯病对76份玉米自交系人工接种鉴定病情指数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1.3%;19份材料病情指数相差4.7～19.0，占25.0%;28份材料病情指数相差 20.6～39.7，占36.8%，19份材料病情指数相差25.0～57.1，占25.0%;9份材料病情指数相差60.3～77.8，占11.8%。

2.1.3 玉米小斑病鉴定结果比较 玉米小斑病对76份玉米自交系人工接种鉴定抗病级别大于或等于自然发病抗病级别，7份材料抗病级别相等，占9.2%;2份材料抗病级别相差1.0，占2.6%;44份材料抗病级别相差2.0，占57.9%;3份材料抗病级别相差3.0，占3.9%;20份材料抗病级别相差4.0占26.3%。抗病级别相等的7份材料中，有4份材料抗病级别为1。

2.2 人工接种鉴定方法抗病结果

从表4比较可见，南方玉米锈病和玉米小斑病人工接种鉴定抗病级别大于或等于自然发病抗病级别，玉米纹枯病人工接种鉴定病情指数大于或等于自然发病病情指数。借鉴王晓鸣编著的《玉米病虫害田间手册》[17]，根据2季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。本试验76份玉米自交系对南方玉米锈病、玉米小斑病、玉米纹枯病鉴定评价以人工接种鉴定评价结果为标准。

2.2.1 不同玉米自交系对南方玉米锈病抗病性评价 从表4可以看出，在鉴定的76份玉米自交系中HR材料5份，占6.6%;R材料5份，占6.6%;MR材料21份，占27.6%;S材料28份，占36.8%;HS材料17份，占22.4%。说明这批自交系多数表现为感南方玉米锈病，抗病材料相对较少。

2.2.2 不同玉米自交系对玉米纹枯病抗病性评价 从表4可以看出，在鉴定的76份自交系中HR材料14份，占 18.4%;R材料26份，占34.2%;MR材料20份，占26.3%;S材料14份，占18.4%;HS材料2份，占2.6%。说明这批玉米自交系中含有较丰富的玉米纹枯病抗源，这对抗玉米纹枯病育种是极其重要的宝贵资源，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。

2.2.3 不同玉米自交系对玉米小斑病抗病性评价 从表4可以看出，在鉴定的76份玉米自交系中HR材料6份，占 7.9%;R材料28份，占36.8%;MR材料33份，占43.4%;S材料9份，占11.8%;没有HS材料。说明这批自交系中含有较丰富的玉米小斑病抗源，这对抗玉米小斑病育种是极其重要的宝贵资源，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。

2.2.4 不同玉米自交系抗病性综合评价 供试材料的抗性鉴定结果表明，对3种病害的抗性表现不同，有的是单抗，有的是双抗，有的是多抗。76份玉米自交系中没有同时高抗3种病害的自交系。同时高抗纹枯病和玉米小斑病的材料有津巴M1、Jan-11、那空H9;同时高抗纹枯病和南方玉米锈病的材料有太99-2;兼抗3种病害（含高抗、抗、中抗病）的材料有S11、TS1129、3104、ID352、泰3-1、TS3717、M36、TS3629、TS33、TS3926、先1388、M11、集88、TS771、泰3-19、013A-6、华168-1、东正1、Jan-11、Y8201、Y8204、南美-2、5085-1-1、大99-2共24份，占31.6%。多抗性鉴定结果表明，这批外引自交系经过改良后对玉米主要病害的抗性是丰富的，不同的自交系对南方玉米锈病、玉米纹枯病、玉米小斑病的抗性差异较大。总体来看，在这些抗性资源中抗玉米小斑病和玉米抗纹枯病的材料占的比重相对较大，而抗南方玉米锈病的材料相对较少。

3 讨论与结论

玉米抗病性鉴定现尚缺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病菌鉴定，并且材料抗病评价标准不统一[18]。充分发病是抗病性鉴定的前提条件[19-20]。初始菌量和温湿度是影响病害发病程度的重要因素[21]。李石初等采用人工接种鉴定方法开展了玉米杂交种对南方玉米锈病、玉米纹枯病、玉米小斑病3种病害的抗病性鉴定研究，从54个供试玉米杂交种中筛选出3个兼抗3种病害的玉米杂交种[7]。本研究同时采用田间接种和自然发病2种方法，对76份外引改良玉米自交系进行3种病害的抗病鉴定，对田间人工接种和自然发病2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，除了抗病级别都为1以外，南方玉米锈病 97.3% 的材料相差1～6级;玉米小斑病95.8%的材料相差1～4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。这与戴法超等的研究结果[22]相一致。李芦江等也认为人工接种是鉴定玉米种质资源抗性准确、有效的途径[23]，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。

通过对76份外引改良玉米自交系的抗病性鉴定结果表明，参试的76份玉米自交系对玉米主要病害的抗性是丰富的，不同的自交系间抗性差异显著，试验筛选出高抗南方玉米锈病材料5份，占6.6%;抗病材料5份，占 6.6%;中抗材料21份，占27.6%;玉米纹枯病高抗材料14份，占18.4%;抗病材料26份，占34.2%;中抗材料20份，占26.3%。玉米小斑病高抗材料6份，占7.9%;抗病材料28份，占36.8%;中抗材料33份，占43.4%。其中一些具有多抗性，同时高抗玉米纹枯病和玉米小斑病的材料有3份;同时高抗玉米纹枯病和南方玉米锈病的材料有1份;兼抗3种病害（含高抗、抗、中抗病）的玉米材料有24份，占31.6%;抗2种以上病害的种质资源有33份，占43.4%。这些多抗性自交系的筛选对于我国玉米抗病育种和选育多抗性品种具有重要的利用价值，拓宽了抗性基因的遗传基础，是今后开展抗病育种的重要基础材料。鉴定筛选出的这批抗源可以通过各种育种技术手段在今后的育种工作中创造性地加以利用，有的放矢，达到事半功倍的效果。

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