玉米新品种抗禾谷镰孢菌穗腐病鉴定与评价

杨俊伟，王建军，赵变平，李彦良，贾鑫，王富荣

（山西省农业科学院玉米研究所，山西 忻州 034000）

玉米穗腐病是一种世界性真菌病害，为发生在玉米生长后期的主要病害之一。已报道的玉米穗腐病病原菌类群主要有镰孢菌（Fusarium spp.）、青霉菌（Penicillium spp.）、木霉菌（Trichoderma spp.）、蠕孢菌（Helminthosporium spp.）和曲霉菌（Aspergillus spp.）等。染病玉米因果穗腐烂直接导致减产，而且带菌种子的发芽率和幼苗成活率均降低，给育种工作者和农民造成极大损失[1]，更为严重的是子粒中的致病菌还会产生多种真菌毒素，严重影响玉米品质和产量，危害人类以及其他动物的健康[2]。玉米穗腐病发病率一般为5%～10%，重发生年份高达30%～40%，严重地块产量损失30%～40%[3]。在我国许多地区镰孢菌属的拟轮枝镰孢菌（F.verticillioides） 及禾谷镰孢复合种（F.graminearum species complex） 都是当地的优势致病菌，其中拟轮枝镰孢菌主要分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、北京、河北、河南、山东、安徽、四川、湖南、湖北等地；禾谷镰孢复合种主要分布于山西、陕西、甘肃、云南、贵州等地，东北和黄淮地区也有较多分布[4]。玉米穗粒腐病的发生流行与玉米品种的抗病性密切相关，大面积种植感病品种是该病害流行的重要原因。选育和种植抗病品种是防治玉米穗粒腐病最经济、有效的措施，其中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，因此，开展玉米品种穗粒腐病抗性鉴定和接种方法研究是十分必要的。采用人工双牙签接种的方法，对2016～2019年参加山西省品种比较试验的818个玉米杂交种进行穗腐病抗性鉴定，以期为山西省玉米品种审定和后续推广利用提供技术支撑，同时为抗玉米穗腐病材料的选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试玉米品种为2016～2019年参加山西省品种比较试验的玉米杂交种，共计818份，种子由山西省内各育种单位及个人提供。

供试菌种为山西省农业科学院玉米研究所分离保存的禾谷镰孢菌。其是从感病果穗中分离获得，在混有PDA培养基的灭菌牙签中培养繁殖。

1.2 试验方法

试验在山西省农业科学院玉米研究所试验农场进行。参试玉米杂交种均采用穴播方式播种，每份材料均种植2行，行长10 m，行距67 cm，株距30 cm。玉米进入乳熟期后，用所培养的带菌牙签插入果穗较深处（子粒与穗轴之间），每个品种接种10穗，每穗接种2支带菌牙签。以X178作为抗病对照品种；以B73作为感病对照品种。玉米生理成熟后，把接种后的果穗去除苞叶，逐穗调查子粒被病原菌侵染的面积，参照国家玉米区域试验制定的统一标准确定果穗的病情级别[5]。每个品种调查10穗，计算平均病情级别作为该品种的病情级别。当感病对照B73的平均病情级别≥5.6时，该批次鉴定视为有效。根据玉米穗腐病抗性评价标准（表1），对每个品种的抗病性进行评价。

表1 玉米穗腐病抗性评价标准Table 1 Evaluation standard of resistance to ear rot of maize

2 结果与分析

2.1 玉米杂交种对穗粒腐病的抗性表现

鉴定结果（表2） 显示，818个参试玉米新品种中，高抗品种有42个，分别是泽玉8911、潞鑫1602、QF-11、DF737、FY1602、并单 1608、JS3157、WY178、峰单189、尧1601、润民168、科丰5号、威 卡 778、 LT30、 DF767、 DF777、 东 农 258、 忻3011、DK229、强盛60、先玉1613、先玉1615、庆单3号、鑫源99、瑞德816、赤单218、新禾201、先源268、德力888、太玉805、正泰1号、滑玉676、红峰1516、明玉5号、忻玉1031、先玉1213、金博士782、佳昌698、中农318、XA1号、QF18、沃科华德1号，占鉴定品种总数的5.13%；抗病品种有342个，占鉴定品种总数的41.81%；中抗品种有365个，占鉴定品种总数的44.62%；感病品种有57个，占鉴定品种总数的6.97%；高感品种有12个，占鉴定品种总数的1.47%。，可以看出，2016～2019年山西省品种比较试验的玉米杂交种对穗粒腐病抗性普遍较高，有91.56%的品种抗性达到中抗及以上水平，其中高抗品种占鉴定品种总数的比例为5.13%。

2016年参试玉米品种226个，有高抗品种35个，占当年审定品种总数的15.49；2019参试玉米品种144个，有高抗品种7个，占当年审定品种总数的4.86%；其他2个年份参试品种中均无高抗品种。可以看出，高抗品种所占比例在年际间变化幅度较大，这可能与不同年份的气候因素差异较大有关。

2.2 不同熟期玉米杂交种对穗粒腐病的抗性表现

玉米熟期分为特早熟、早熟、中晚熟3种类型。鉴定结果（表3）显示，高抗材料中，特早熟品种所占比例最高，为24.24%；其次是中熟品种，占比为10.81%；中晚熟品种占比最小，仅2.18%。抗病材料中，不同熟期类型品种的占比差异较小，为42%左右。中抗材料中，中晚熟品种占比最高，达到50.23%。感病和高感材料中，特早熟和早熟品种的占比均大于中晚熟品种。

表2 玉米杂交种对穗粒腐病的抗性鉴定结果Table 2 Results of resistance identification of maize hybrids to ear rot

表3 不同熟期玉米杂交种对穗粒腐病的抗性鉴定结果Table 3 Results of resistance identification of hybrids of different maturity to ear rot

3 结论与讨论

3.1 品种抗病性

本次调查结果表明，参试玉米杂交种对穗腐病的抗性整体水平较高，中抗及以上品种数占鉴定品种总数的比例达到了91.56%。调查中发现，在不同年际间高抗品种所占比例变化幅度较大，原因可能与不同年份田间温湿度差异较大有关。玉米穗腐病的发生严重程度与田间温度、空气湿度等多种因素有着密切联系，若田间温度高、空气潮湿，玉米穗腐病发生情况就比较严重[6]。

不同熟期参试品种的抗病性分析结果表明，高抗材料中特早熟品种占比最大，达到了24.24%；其次是早熟品种，占比为10.81%；中晚熟品种占比最小，仅2.18%。这与玉米生长后期降水增多以及中晚熟品种脱水慢，极易感染穗腐病有关。

3.2 抗病性鉴定方法

科学的抗病性鉴定技术是保证鉴定结果正确、有效的前提。目前我国鉴定玉米穗粒腐病采用的接种方法主要有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）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）；（3）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；（4）双牙签法：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。上述方法都可以作为鉴定玉米抗穗腐病的接种方法。但是，前3种方法的缺点是接种物培养过程繁杂，接种量和接种时间不易掌握，接种过早或过晚均不利于病菌侵染和发病。因此，在田间大面积接种和抗病资源筛选时，双牙签接种法可作为接种的首选方法[7]。

3.3 玉米穗腐病防治方法

考虑到玉米绿色、安全生产的要求，以及玉米生长后期化学防治困难和对环境的影响，在防治玉米穗腐病时应本着生态环保、可持续发展理念，选育和推广种植抗病品种是控制预防玉米穗粒腐病流行最经济有效的途径。玉米与其他作物轮作，可以降低田间病原菌存量，减少初侵染源。合理的种植密度可以保证田间和土壤的透气性，破坏病原菌生长繁殖的环境。同时防治玉米螟、双斑莹叶甲等虫害，避免害虫取食对玉米穗部造成的伤口，降低病原菌侵入的条件。