江苏省玉米种质对南方锈病的抗病性评价

任春梅 陆芳 刘庆强 程兆榜

摘要：玉米南方锈病是玉米生产过程中重要的叶部病害，可通过气流进行远距离传播，严重影响了玉米产量，因此培育并推广抗病品种是保障玉米生产最经济有效的措施。为了给抗病玉米品种的选育提供可靠依据，采用人工喷雾接种法对江苏省2019年区域试验玉米品种进行南方锈病的抗病性鉴定。结果显示，在鉴定的80个玉米品种中，对南方锈病的抗性仅有中抗、感和高感3个级别，其中普通玉米表现为中抗水平的品种占鉴定总种数的12.5%，鲜食甜糯玉米占比仅为1.25%，说明该批玉米品种抗南方锈病的能力较差，提醒各部门在玉米种植区要注意南方锈病的防治，早防早治，争取将该病害带来的经济损失降到最低。

关键词：玉米;南方锈病;抗病性鉴定;人工喷雾接种法;抗病品种

中图分类号： S435.131  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2020）24-0072-04

玉米是我国三大主要粮食生产作物之一，从2012年开始，玉米生产已超过稻谷，位居粮食产量第1位[1]。玉米病害种类繁多，每年因玉米病害流行造成的产量与质量损失严重，其中由多堆柄锈菌（Puccinia polysora）引起的玉米南方锈病是一种重要的玉米叶部真菌性病害，严重阻碍了玉米生产活动的顺利进行[2-3]。

玉米南方锈病病菌最初是从鸭茅状摩擦禾上发现的，并于1897年正式命名[4]。早在20世纪70年代，就有研究人员在海南省多个地方发现了玉米南方锈病的危害[5]。玉米南方锈病多发生在热带、亚热带等低纬度地区，在我国该病主要分布在海南省、福建省、安徽省北部、河南省南部等高温潮湿地区。近年来，由于气候变暖、种植结构调整等因素，玉米南方锈病开始向北方扩展，并造成大面积危害[6]。目前，已有的玉米种质资源对南方锈病的抗性差异较大，并且玉米资源中高抗南方锈病的种质较为匮乏。杜青等对11份普通玉米品种进行抗性鉴定的结果显示，感病玉米品种占9.09%[7]。李余良等对550份糯玉米品种进行抗性鉴定的结果显示，高感和感病玉米品种的占比高达71.82%[8]。

玉米生产是保障我国粮食安全供给的重要途径，防治玉米病害有利于提高玉米的产量与质量，优质高产抗病玉米品种的选育是降低病害危害的重要举措之一，其中的关键环节在于抗病品种的鉴定与筛选。虽然目前江苏省鲜食玉米的生产规模在大幅提升，但其生长及采食期极易碰上多雨潮湿的天气，而玉米南方锈病可在全生育期侵染，又喜好温湿天气，因此筛选出该病的抗性品种尤为重要。本试验在田间采用人工喷雾接种法对江苏省的玉米种质资源进行抗病性评价，以期筛选出抗性优良的目标品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试玉米品种 本试验所用80份玉米种质由江苏省种子管理站提供，包括21份2019年江苏省区域试验春播普通玉米品种（编号为JCQ1901～JCQ1916、JCS1901～JCS1905）、23份夏播普通玉米品种（编号为JXQ1901～JXQ1917、JXS1901～JXS1906）、12份鲜食甜玉米种品（编号为JTQ1901～JTQ1908、JTS1901～JTS1904）、24份鲜食糯玉米品种（编号为JNQ1901～JNQ1916、JNS1901～JNS1908），鉴定对照为齐319（抗病）、黄早四（感病）。

1.1.2 供试菌株 供试菌株为玉米南方锈病病菌GX18，由广西农业科学院提供。

1.2 鉴定方法

1.2.1 病菌的扩繁 摘取锈病发病叶片，用清水洗下病叶上的孢子，将溶液过滤后加入几滴吐温-20配制成孢子悬浮液，在感病玉米展开11～13张叶时，于雨后将悬浮液喷洒至玉米的心叶及周围2～3张叶上，再将带菌病叶剪碎后撒到喇叭口，根据天气情况不定期进行喷灌保湿，创造锈病的发病条件，使玉米南方锈病病菌在活体植株上扩繁，直至患病叶片上产生黄褐色夏孢子堆。

1.2.2 接种体的准备 用无菌水对发病叶片进行冲洗，并用2层纱布过滤，取滤液在显微镜下观察，若每个视野中有20个以上孢子，即认为获得所需浓度的玉米南方锈病病菌孢子悬浮液。

1.3 试验设计

1.3.1 鉴定圃 抗性鉴定圃设在江苏省农业科学院南京市六合动物科学基地，不同鉴定圃之间种植高粱隔离带。设置行长5 m，行间距为0.6 m，每2行播种1个品种，播种密度为75 000株/hm2。六合地区在夏季气候温暖潮湿，田间湿度大，具备良好的自然发病条件。

1.3.2 接种方法 鉴定采用人工喷雾法，在玉米植株展11～13张叶时进行接种鉴定。先用清水淘洗经南方锈病病菌接种发病含夏孢子堆的玉米病叶，用纱布过滤得到滤液，再向滤液中加入吐温-20，制备成孢子浓度为1×105个/mL的孢子悬浮液。在傍晚或雨后，用背负式喷雾器将孢子悬浮液喷洒到玉米喇叭口，接种后24 h内进行人工輔助喷施清水，并根据天气情况进行不定期喷灌保湿。

1.4 病害调查

在玉米蜡熟期即受精后30～50 d，调查南方锈病的发病情况。根据病害症状描述及病级划分标准，调查每株玉米穗部的上、下各3张叶片，记载每份材料的病情级别，病情级别的划分情况见表1。

2 结果与分析

2.1 对照品种的田间发病情况

在接种玉米南方锈病病菌20 d后，调查田间对照品种的发病情况。结果显示，分布于鉴定圃随机4个点的抗病品种齐319叶片上只有极少数孢子堆，占叶片面积的比例不到5%，为1级，鉴定为高抗。分布于鉴定圃随机4个点的感病对照黄早四叶片上有2处孢子堆，占叶片面积的比例为60%左右，为7级;有2处约占叶片面积的90%，为9级，综合评价其发病情况为感病至高感。

2.2 供试普通玉米品种的抗性分析

如表2所示，在44个供试玉米品种中，中抗品种有10份，占比为22.73%;感病玉米品种有19份，占比为43.18%;高感玉米品种有15份，占比为34.09%。结果表明，2019年江苏省区域试验普通玉米品种对南方锈病的抗性较差，感病至高感的品种占总鉴定品种的比例达77%以上，其余均表现为中抗水平，尚未发现表现出高抗的品种。

2.3 供试鲜食玉米品种的抗性分析

如表3所示，在36个供试鉴定玉米品种中，中抗品种仅有1份，为甜玉米品种，占比为2.78%;感病品种有6份，占比为16.67%;高感玉米品种有29份，占比为80.55%。结果表明，2019年江苏省区域试验甜糯玉米品种对南方锈病的抗性极差，仅1份甜玉米品种表现为中抗水平，高感品种占鉴定品种的比例达80%以上。

2.4 供试普通玉米与鲜食玉米品种的抗性比较

比较不同类型玉米种质的抗性发现，2019年抗南方锈病的玉米品种总体上很少，且抗性水平仅表现为中抗;表现为高感水平的玉米品种较多。甜糯玉米品种的抗性较普通玉米品种差一些，其中甜糯玉米区域试验品种中感病、高感品种占鉴定总数的 43.75%，在所有鉴定的玉米品种中，中抗水平甜糯玉米品种的比例僅为1.25%，中抗水平的普通玉米品种占12.50%（图1）。该研究结果显示，江苏省鲜食玉米抗南方锈病品种的选育工作存在一定的挑战。

3 讨论

南方锈病是玉米叶片上常见的一种真菌性病害，随着耕作条件的改善、全球气候的变暖以及易感病品种的大面积连片种植，病害的流行速度与危害程度在不断增加，培育并推广抗病玉米品种是防止病害发展蔓延、减少经济损失的重要举措之一。江苏省地处黄淮海地区，在玉米种植季常高温多雨，在温湿环境下，极易暴发玉米南方锈病，一旦暴发不仅会影响鲜食玉米的口感，对玉米产量的影响也极大。因此，筛选出适合在江苏省种植的抗性玉米品种尤为重要。

玉米南方锈病的接种方法主要分为人工接种和田间自然发病2种。田间自然发病能真实反映品种的抗性，但易受环境影响，常用于玉米南方锈病常发区域鉴定圃的鉴定[9]。江苏省玉米南方锈病流行程度低，自然发病率低，更适合使用人工接种，李芦江等也认为，在玉米种质资源抗性鉴定中，人工接种方法是比较准确和可靠的[10]。因此，本研究选择南京市六合地区的自然鉴定圃，运用人工喷雾接种法进行鉴定。鉴定结果显示，2019年江苏省区域试验玉米种质资源对南方锈病的抗性水平低，普通玉米有12.5%的品种表现为中抗水平，鲜食甜糯玉米仅有1.25%的品种表现为中抗水平。试验结果提醒当地农业相关部门要重视玉米南方锈病的防治工作，一旦遇上适宜的气候条件，该病害就有暴发的可能性。

另外，本鉴定结果也可能与菌株的强致病力有关。玉米抗病品种不断更新，就会促使病菌产生新的致病型;抗病品种的大规模连片种植，也会为病菌的侵入和繁殖创造十分有利的条件，从而加速病害的流行，对病原菌小种的变异产生定向压力[11]。已有报道显示，玉米自交系较易感染南方锈病[12]，而目前应用的抗病品种中引入的是单基因的抗病基因[13]，研究发现用这种基因育成的品种不利于抗性的持久性。因此在充分利用现有抗南方锈病玉米品种的同时，应该寻找一些遗传背景差异较大、特殊气候条件下的种质资源作为开发材料。

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