7 个玉米品种对串珠镰刀菌病原菌抗性研究

王稼苜,任帅,丁强,杨京华,李传胜,卫晓轶

（1.河南省新乡市农业科学院,河南新乡453002；2.新乡市政务服务和大数据管理局,河南新乡453000）

玉米作为我国主要粮食作物之一,其播种面积仅次于小麦、水稻居第三位[1-2].河南省作为我国玉米主产区,玉米苗期病害是制约该地区产量的主要因素,进行抗病性研究工作有着尤为重要的生产意义.玉米苗期的主要病害是腐霉菌、苗枯病和根腐病,特别是串珠镰刀菌引起的猝倒病、茎基腐病等危害严重,植株幼苗根系生长受到抑制.苗期病虫害导致大范围地区缺苗断垄,最终导致严重减产[3].目前对玉米苗期病害研究较少,特别一些玉米新品种的苗期病害研究更少,因此提高玉米苗期抗病能力是减轻农作物病害危害的防治关键之一[4].

1 材料与方法

1.1 试验材料与种植方法

试验材料选择已通过审定且大田生产上大规模种植的郑单958、先玉335、泽玉8911、迪卡653、登海662、新单61、新单65 等.

种植方式分为培养皿发芽试验和花盆土壤种植苗期试验两种.培养皿发芽试验方法是各挑选7 个品种300 粒饱满种子,统一进行串珠镰刀菌接种处理.在25 ℃条件下,转入垫有湿润滤纸的培养皿,每个培养皿中均匀摆放100 粒种子,每个品种设置3 次重复.当胚根突破种皮长出0.5 cm 即为发芽,记录每个品种正常发芽种子数,计算发芽率.

花盆土壤种植方法是将大田土取回后,过筛清理,放置灭菌锅高压灭菌.取出在恒温培养箱培植好的串珠镰刀菌,依次将培养基划成细颗粒状,均匀拌至无菌土中.戴上一次性手套,将已准备好的玉米种子按顺序依次种入土中,适当浇水后放在温室培养.每个品种种植4 盆,其中3 盆为接种处理,另外1 盆为设立相应的空白（不接种串珠镰刀菌病原菌）对照.

1.2 试验方法与数据处理方法

当出苗15 d 后,每个品种随机取5 株接种处理过的幼苗和5 株空白对照幼苗.使用扫描仪（Epson 7500,分辨率为400 Dpi）对幼苗进行全植株洗根扫描,扫描时将根系放入特制的透明托盘内,加入3～5 mL水避免根系分支的互相缠绕,扫描后保存图像.WinRHIZO 是一套用于洗根后的专业分析系统[5],采用WinRHIZO ProVision 5.0 分析程序对图像进行分析,得到不同品种的总根长、次生根长、根系表面积等.计算每个品种幼苗在病原菌胁迫下总根长度、次生根长度比空白对照中的胁迫值,胁迫值=接种处理平均值-空白对照平均值.数据处理采用Excel 2013 进行整理和作图,采用LSD 法进行差异显著性分析.

2 结果与分析

7 个品种接种病原菌后,扫描根系根总长、次生根长度,计算发芽率等,得到接种处理后的胁迫值见表1.

表1 不同品种接种后总根长胁迫值、次生根长度胁迫值比较及对发芽率影响Tab.1 Comparison of total root length stress value,secondary root length stress value of different varieties after inoculations and influence on germination rate

由表1 可知,不同玉米品种接种镰刀菌总根长影响胁迫值比较结果为：在0.05 水平上,新单61、迪卡653 没有显著性差异,先玉335、新单65、郑单958、登海662 和泽玉8911 没有显著性差异.迪卡653、新单61 与先玉335、新单65、郑单958、登海662 和泽玉8911 有显著性差异.说明迪卡653、新单61 在接病菌的情况下比对照生长快,呈正值；而其他品种都比对照生长慢,呈负值,原因有待于进行讨论和分析.在0.01 水平上,迪卡653、新单61、先玉335 没有差异,新单65 和郑单958 没有差异,登海662 和泽玉8911 没有差异.迪卡653、新单61 与登海662、泽玉8911 有极显著差异.

不同玉米品种接种镰刀菌次生根长度影响胁迫值比较结果为：在0.05 水平上,迪卡653、新单61 与先玉335、登海662 没有显著性差异,但与郑单958、新单65、泽玉8911 有显著性差异；在0.01 水平上,迪卡653、新单61 与新单65、泽玉8911 有极显著差异.

为了比较串珠镰刀菌接种后对发芽率的影响,根据发芽率高低,登海662（100%）＞新单61（95%）和郑单958（95%）＞迪卡653（90%）和新单65（90%）＞泽玉8911（85%）＞先玉335（80%）.根总长、根表面积、主根、次根、健康根比重、发病根比重测定结果见表2.

表2 不同品种根生长测定结果分析Tab.2 Analysis of root growth determination results of different maize varieties

根据表2 数据进行聚类分析,结果见图1.

图1 不同品种苗期接种后生长特性及抗病性聚类分析Fig.1 Cluster analysis of growth characteristics and disease resistance ofdifferent varieties after seedling inoculation

由图1 可知,玉米的7 个品种的根生长共分为6 大类.部分分析如下：在0.05 水平上泽玉8911 和登海662 首先聚为一类；在0.68 水平上郑单958 和新单65 聚为一类.在3.39 上水平上新单65、郑单958、迪卡653、泽玉8911、登海662、新单61 聚为一类,最后与先玉335 聚成一大类.

根据病菌侵染病情大小进行降序排列,病情由大到小结果如下：泽玉8911＞迪卡653＞新单61＞登海662＞郑单958＞先玉335＞新单65.

3 结论与讨论

镰刀菌是黄淮麦区小麦茎基腐病的优势病原菌,是引起小麦茎基部变褐的主要病原物之一,同时病原菌寄主范围主要包括小麦、大麦、玉米等禾本科作物及杂草,一般不侵染双子叶作物,但对后茬玉米苗期有很大影响[6-8],有时还会持续影响到玉米穗部病害.根系大部分都分布在0～5 cm 土层中,根长密度（RLD）和根面积比（RAR）均沿土壤深度呈幂函数递减分布,这也是病菌侵染根茎部分的关键位置[9].为了更好地预防此类病害对玉米种植的影响,生产上广泛采用玉米种子包衣作为防治措施[10-11].

不同品种在接种串珠镰刀菌后,与对照相比生长情况不同,如玉米根总长、次生根总长、根发病情况等,其抗性表现也不同.结果表明：串珠镰刀菌病原菌接种后玉米根总长、次生根长度等有不同程度地降低,随着发病时间增加,病情也会增加.在接种串珠镰刀菌胁迫下,玉米根系生长受到抑制,根系吸收能力下降成为玉米减产的重要原因.本研究从形态学角度研究不同玉米品种的病害抗性,以期为河南省玉米高产种植提供一定的依据和参考.