玉米穗腐病的研究进展

张庆芳

（辽宁省农业科学院农作物海南育种中心，海南乐东 572541）

玉米是禾本科玉蜀属植物，作为一种粮食作物，含有丰富的膳食纤维、维生素、矿物质元素等，同时，玉米还充当饲料作物、生物能源作物等角色[1-3]。我国作为农业大国，玉米种植已超过4 300 万hm2，因此，玉米的生产安全直接关系到我国粮食安全及可持续发展。由于全球气候变化等原因，玉米病害严重，这直接影响玉米的产量和品质[4-6]。该文从玉米病害入手，着重分析玉米穗腐病的种类、危害、发病因素、发生规律及防治，以期为玉米穗腐病的治理和防控提供参考。

目前，危害玉米的主要病害有玉米瘤黑粉病、玉米大斑病和小斑病、玉米灰斑病、玉米丝黑穗病、玉米穗腐病等[7]。玉米穗腐病最典型的特征是种子发霉变烂、幼苗较弱小、茎和穗出现腐坏，带病种子播种后，严重时不能发芽，轻者出苗后，苗比较弱小，不能正常生长，穗轴顶端和籽粒会变成黑褐色、粉红色、黄褐色等，如遇降雨量大时，全部果穗都会霉变，籽粒上有一层白色或浅红色霉层，絮状，茎秆折断后会露出维管束组织。

1 玉米穗腐病概述

1.1 玉米穗腐病的致病菌及危害

玉米穗腐病最早发现于1907 年的美国，直到1977年印度科研工作者发现了2 种玉米穗腐病的致病菌：Corticium sasakii 和 Sclerotium rofsii。我国 20 世纪 80 年代，在主要玉米种植区发现了穗腐病，1987 年，我国学者首次报道了引起玉米穗腐病的致病菌——拟轮枝镰刀菌（Fusarium verticilliodes）。由于玉米的广泛种植，所以其病源菌的组成也比较复杂。到目前为止，引起玉米穗腐病的病原菌主要有玉米座腔菌（Botryos Phaeria zeae）、绿色木霉菌（Trichoderma viride）、青霉（Penicillium sp.）、枝顶孢霉菌（Acremonium sp.）、禾谷镰刀菌（Fusarium gramine graminearum）等。近几年研究总结发现，欧洲、北美洲、亚洲引起玉米穗腐病的镰刀菌有20 多种，其中致病范围最广泛的是禾谷镰刀菌和拟轮枝镰刀菌[8-9]。玉米穗腐病的致病菌主要存在于种子、秸秆或杂草中，这些真菌孢子借助风媒，侵染玉米植株，主要表现为颗粒褶皱、瘪陷、缺少光泽，玉米颗粒上会出现一层白霉，不易分离，有时玉米苞叶会与籽粒、果穗粘连在一起，有时籽粒上会有红色、灰色、白色的真菌菌丝[10]。

1.2 玉米穗腐病对人畜的危害

感染穗腐病的玉米，籽粒呈现红褐色或黑褐色，使玉米品质变坏，口感涩苦、酸臭。如果人畜误食后，会引起中毒反应，食用过量时会出现恶心、呕吐、腹痛、腹胀、头晕、四肢无力、发热等。牲畜误食后，会出现腹泻、厌食、食欲减退、肉蛋减产等现象。

2 影响玉米穗腐病的发病因素及规律

影响玉米穗腐病的发病因素主要分为内外因2 个因素[11-12]。内因主要是玉米本身的特性会影响其抗病原菌的能力，如苞叶长度、籽粒中水分蒸发速率、口紧程度、花丝强度、病原菌致病种类、病原菌强度、病原菌传播速度等。外因主要是指一些外在的环境条件，如纬度位置、海拔高度、土壤性质、土壤湿度、空气温度、空气湿度、降水量等。研究发现，在较阴凉、光照较少、湿度大、温度为10～20℃条件下，有利于病原菌的繁殖和传播[13-14]。除此之外，种植地条件也会影响玉米穗腐病的发生，如果在地势较低、排水不畅、通风不足、光照不充足的地区，也易导致穗腐病的发生[15-16]。

玉米穗腐病的致病菌可侵染整个玉米生长周期，病原菌可依附在玉米种子、秸秆、茎、叶上，越冬后，随着春季雨水的到来，环境潮湿，病原菌迅速生长，成熟的孢子借助风媒传播，以此侵染更多的玉米植株。穗腐病的发病轻重程度受玉米品种、温度、湿度、种植方式以及储藏条件的影响，不同玉米品种抗穗腐病的能力差别很大。每年雨季是控制穗腐病的关键时期，也是穗腐病发病最为严重的时期。

3 玉米穗腐病的防治

3.1 常规方法

播种前，对种子进行精选包衣。适当提前播种并采用地膜覆盖，这样可使玉米早熟，降低玉米籽粒含水量，从而减轻生长后期有可能带来的病原菌侵害。在生产管理中，发现有病害的果穗时，应多去除一些健康的部分来控制病情的进一步发展。收割时节应及早去掉苞叶，不要将果穗、苞叶等大量堆积，使病原菌蔓延。如遇降雨，及时覆盖和遮挡，避免受潮。玉米秸秆、果穗、根茬要及时处理，通过粉碎、沤肥、燃烧（烧火做饭）、发酵（生产沼气）等方式彻底处理，以免再次感染。

3.2 现代生物及化学技术防治方法

第一，利用基因改造技术，选育抗病性较强的优良品种。第二，由于病原菌会产生残留，因此要减少病原体残留，如及时清理病害区域的残株，并通过轮作，改变病原菌宿主环境，注意防涝抗旱，营造干爽透气的土壤环境。第三，利用气象科学预测，调整播种期，减少降雨量和空气湿度对病原菌致病的影响。第四，适当采用化学防治来控制致病菌，由于玉米穗腐病的病原菌复杂，传播途径多种多样，受到气候、栽培条件的影响，化学防治也许效果不理想，但也可在一定程度上控制病情[17-18]。

4 展望

随着现代分子生物学技术的快速发展，科学家从基因层面来解决玉米抗病性的问题[19-20]。目前研究发现，玉米抗穗腐病的遗传属于数量遗传，受少数主效基因和多数微效基因调控，其中抗性以加性效应为主，显性效应较小。综合考虑，如果想从源头实现对玉米穗腐病的防治，应从遗传基因入手，运用分子生物学手段来实现抗病新品种的选育。