山西省特用玉米种质抗穗粒腐病鉴定与评价

王建军，杨俊伟，赵变平，李彦良，贾鑫，王富荣

（山西省农业科学院玉米研究所，国家植物保护忻州观测实验站，山西 忻州 034000）

随着人们生活水平的提高和膳食结构的不断改善，具有较高附加值的特用玉米逐渐受到重视，种植面积呈逐年增加趋势。但是由于全球气候变暖[1]、耕作方式改变和感病品种的大量种植，导致玉米病害日趋严重，局部地区暴发成灾。玉米穗粒腐病（maize ear rot）是我国玉米产区的主要病害之一，一般品种发病率为5%～7%，感病品种发病率高达50%左右。玉米穗粒腐主要由串珠镰刀菌（Fusarium moniliforme）和禾谷镰刀菌（F. graminearum）侵染引起[2～5]，常造成果穗腐烂，子粒发霉病变，种子发芽率降低，严重影响玉米品质和产量，危害人类和其他动物健康，成为生产中亟待解决的问题。玉米穗粒腐病的发生流行与品种抗病性密切相关，大面积种植感病品种是造成该病害流行的主要原因。选育和种植抗病品种是防治玉米穗粒腐病最经济、有效的方法，而品种的抗病性鉴定是抗病育种的重要内容。科学的抗病性鉴定技术是保证鉴定结果正确、有效的前提[6]。目前我国采用的玉米穗粒腐病接种方法主要有4 种：（1）花丝喷雾法：在玉米吐丝盛期，用喉头喷雾器将孢子悬浮液均匀喷洒在花丝上，至花丝有液滴为止；（2）牙镌法：在玉米乳熟期，用消毒牙签沾孢子液插入玉米果穗中部，牙签保留至收获：（3）苞叶内注射法：用注射器将孢子悬浮液注入苞叶内（不刺入果穗）；（4）针刺果穗注射法：用注射针刺入果穗较深处（子粒与穗轴之间），然后注入孢子悬浮液。其中针刺果穗注射法的发病率较高。本研究采用针刺果穗注射法对山西省特用玉米新品种的穗粒腐病抗性进行鉴定与评价，以期为玉米品种审定和后续推广利用提供技术支撑，同时为抗玉米穗粒腐病材料的培育和筛选提供参考。

1 材料与方法

试验玉米品种为2001～2010 年参加山西省玉米区域试验的青贮、糯、甜、高油4 种特用玉米杂交种，共计238 份，均由山西省农作物品种审定办公室提供。供试菌种为串珠镰刀菌，从感病果穗中分离获得，并在高粱粒上繁殖培养。

试验在山西省农业科学院玉米研究所试验农场进行。采用穴播方式播种玉米，每个品种均种植2 行，行长10 m，行距67 cm，株距30 cm。在玉米乳熟期，采用针刺果穗注射法将孢子浓度为2×106个/mL 的孢子悬浮液（用无菌水配制）注射到果穗较深处（子粒与穗轴之间），每穗接种约2 mL；分别以吉853 和掖196 作为抗、感病对照品种。果穗成熟后去除苞叶，逐穗调查子粒被侵染的面积，参照国家玉米区域试验制定的统一标准[6]（表1）进行玉米穗粒腐病抗性评价。

2 结果与分析

2.1 山西省区域试验特用玉米种质对穗粒腐病的抗性表现

238 个特用玉米杂交种穗粒腐病抗性鉴定结果（表2）显示，有10 个品种表现高抗，分别是鲜糯4号、玉糯三号、忻糯1 号、晋单糯41、糯玉527、晋园超甜、高油1263、青贮一号、瑞德001、绿育9928，占参试材料总数的4.2%；有158 个品种表现抗病，包括昌糯80、鲜糯5 号、晋黑甜一号、大丰糯1 号、品黑糯301、加甜6 号、奥甜8210、真甜美1 号、长粘1号、临果玉701、紫香糯一号、腾科甜糯1 号、白糯38号、嘉玉黄糯1 号、汾糯1 号、临紫糯901、坤臻、大丰高油229、青试8651、忻玉（油） 6004、中青1 号、高油687、粮试029、华夏粮饲5 号、同油1 号、饲07-1、绿育9915、科饲9 号等，占参试材料总数的66.4%；有53 个品种表现中抗，包括大丰糯2 号、晋糯6383N、加甜糯278、绿北超甜、超甜625、蠡甜2号、真甜美2 号、鲁糯16 号、晋糯12 号、黑糯1号、阳糯118、迪甜10 号、迪甜17 号、高油304等，占参试材料总数的22.2%；有13 个品种表现感病，占参试材料总数的5.5%；有4 个品种表现高感，占参试材料总数的1.7%。可以看出，特用玉米杂交种对穗粒腐病的抗性普遍较高，有92.8%的品种达到了中抗及以上，其中高抗品种仅有10 个。

表1 玉米穗粒腐病抗性评级标准Table 1 Evaluation criteria of resistance to maize ear rot

2.2 山西省区域试验不同类型特用玉米种质对穗粒腐病的抗性表现

不同类型玉米杂交种穗粒腐病抗性鉴定结果（表3）显示，青贮、糯、高油玉米对穗粒腐病的抗性差别不大，表现中抗及以上的品种数占其相同类型参试品种总数的比例均达到94%以上。其中，青贮玉米75 个，有71 个品种表现中抗及以上，占94.7%；糯玉米103个，有100 个品种表现中抗及以上，占97.1%；高油玉米19 个，有18 个品种表现中抗及以上，占94.7%。甜玉米41 个，有27 个品种表现中抗及以上，占该类型参试品种总数的比例仅65.9%；有8 个品种表现高感，占该类型参试品种总数的19.5%，高感品种比例为4个品种类型最高。

表2 特用玉米杂交种的穗粒腐病抗性鉴定结果Table 2 Results of resistance identification of special maize hybrids to maize ear rot

表3 不同类型玉米杂交种的穗粒腐病抗性鉴定结果Table 3 Results of resistance identification of different types of special maize hybrids to maize ear rot

2.3 山西省审定特用玉米种质对穗粒腐病的抗性表现

2001～2010 年山西省共审定特用玉米品种30 个，鉴定结果显示，有26 个品种表现抗病，占审定品种总数的86.7%；无高感品种。这些抗病品种中，有1 个品种表现高抗，为瑞得1 号，占审定品种总数的3.3%；有22 个品种表现抗病，包括晋单糯47 号（益丰1 号）、中北410、田糯2号、田糯3 号、晋黑玉2 号、中北307、鲜糯2 号、中农大698、大丰青贮1 号、牧玉2 号、晋糯41 号、玉糯1 号、腾糯1 号、腾糯2 号、忻糯5 号、品糯1号、晋单（甜）49 号、运高油1 号、临高油1 号、青油2号、晋黑糯3 号、晋白糯1 号，占审定品种总数的73.3%；有3 个品种表现中抗，分别是瑞德2 号、忻糯301、迪糯27 号，占审定品种总数的10.0%。审定的30 个特用玉米品种中，有4 个品种表现感病，分别是中北412、鲜甜2 号、晋糯8 号、大丰高油303，占审定品种总数的13.3%。

3 结论与讨论

不同接种方法对玉米穗粒腐病抗性鉴定效果存在显著差异，通过多年试验比较发现，针刺果穗注射法发病率较高，与前人的研究结果[7～11]一致。该方法接种量容易控制，能使品种较准确地表达抗病能力，适于进行玉米穗粒腐病的研究。本研究结果表明，2001～2010 年参加山西省玉米区域试验的特用玉米对穗粒腐病的抗性较高，表现中抗及以上的品种数占鉴定品种总数（238 个）的92.8%。不同类型的玉米中，青贮、糯、高油玉米达到中抗及以上的品种数占其相同类型参试品种总数的比例分别为94.7%、97.1%和94.7%，而甜玉米中仅有65.9%的品种表现中抗及以上。这表明甜玉米较其他类型杂交种更易感染穗粒腐病，该结果与史晓榕等[12]的研究结果一致。2001～2010 年通过山西省审定的30 个特用玉米新品种中，有86.7%的品种表现抗病。这些抗病品种大面积推广与合理应用于生产后，将会有效降低玉米穗粒腐病的为害。

选育和种植抗病品种是控制玉米穗粒腐病流行最经济、有效的途径，而抗病育种的成效取决于抗病种质的筛选以及对其抗性遗传规律的认识[13]。前人研究表明，玉米对穗粒腐病的抗性遗传中加性效应起主导作用，存在部分显性和上位效应，杂交种F1代对穗腐病的抗病指数优于其双亲平均抗病值，玉米对不同类型致病菌的抗性遗传有一定差异[14～17]。因此，选育优良抗病种质材料显得尤为重要。在利用常规育种方法的同时应紧密结合现代生物学技术，发掘我国主要玉米种质资源中的抗病基因，为建立高效的抗病育种及种质改良技术奠定基础。