玉米种质资源抗丝黑穗病鉴定与评价

谢志军　郭满库　刘永刚　郭建国

摘要在田间采用0.1％丝黑穗病菌土覆盖种子接种的方法，于2002-2006年对893份玉米种质资源材料进行了抗丝黑穗病的鉴定与评价。结果表明，表现抗病类型(高抗一中抗反应)的自交系材料有42份，占鉴定自交系材料总数的20.5％。其中，表现高抗丝黑穗病的有917、P12等14份材料，表现抗病的有91黄1、兴79等7份材料，表现中抗的有6116、9238等21份材料。表现抗病类型(高抗一中抗反应)的其他资源材料有12份，占鉴定其他资源材料总数的1.7％。其中，表现高抗的有3份，抗病的有4份，中抗的有5份。

关键词玉米；种质；丝黑穗病；抗性评价

中图分类号S 432.21，S 435.131.42

由丝孢堆黑粉菌[Sporisorium reilianum(Kuhn)Langdon et Fullerton]引起的玉米丝黑穗病是世界性玉米重要病害，也是中国玉米生产中的主要病害之一，在我国以北方春播玉米区、西南丘陵山地玉米区受害较重。2000年以来，玉米丝黑穗病在我国东北、西北又再次暴发，造成严重损失。玉米丝黑穗病在甘肃省从东至西均有不同程度的发生危害，特别是在位于河西走廊的玉米制种区呈逐年上升趋势，由于在该区域种植的品种和制种自交系绝大多数不抗丝黑穗病，从而导致病害大流行。2005年，凉州区玉米制种田丝黑穗病发生普遍且严重，1.8万hm²制种田中平均发病株率18.3％，严重的地块发病率达65％，直接影响种子产量和质量，同时也为病害的远距离传播提供了初侵染菌源。

多年研究结果表明，玉米丝黑穗病的发生流行与品种的抗病性及土壤中菌源数量密切相关，大面积种植感病品种及土壤带菌量高是病害严重发生的主要因素。对丝黑穗病的防治必须采取选用抗病品种为主，兼顾农业栽培、化学防病的综合措施，而选育和种植抗病品种是防治丝黑穗病最经济有效的措施之一。以往，一些研究者对部分玉米种质进行过抗丝黑穗病的鉴定工作，获得了一些抗病性突出的自交系，如Mo17、自330、齐319和4F1等，一些材料的抗病遗传特点得到研究，抗性已在育种中被利用。为持续、有效地控制玉米丝黑穗病，需要不断地鉴定抗性资源，分析其携带的抗性基因特性，发掘新抗病基因，为抗病育种工作提供重要的基础材料。

2002—2006年，对893份来自国家农作物种质资源库保存的玉米种质，在田间进行了玉米丝黑穗病人工接种抗性鉴定与评价，旨在进一步筛选抗性稳定的自交系和其他材料，为玉米抗丝黑穗病育种及种质创新研究提供优异抗病种质，也为抗病种质的合理利用提供可靠依据。

1材料与方法

1.1供试材料

供试材料共893份，包括205份玉米自交系，地方品种等其他类型种质688份，均由中国农业科学院作物科学研究所提供。

接种用的玉米丝黑穗病病原菌，由甘肃省农业科学院植物保护研究所保存。保存方法为：在鉴定病圃采集发病植株上的丝黑穗病雌穗和雄穗，采集时期应在病穗外部包膜未破裂时进行。采集的病穗放在通风处阴干，在干燥条件下保存，待次年鉴定时接种用。

1.2试验方法

鉴定病圃设在甘肃省农业科学院植物保护研究所甘谷试验站，该病圃是多年玉米丝黑穗病的鉴定圃。试验地海拔1271m，当地年平均气温为9.5～10.9℃，年降雨量为478mm，无霜期为180d。

1.2.1菌土制备

取保存的玉米丝黑穗病病组织并剥除外部的苞叶等玉米组织，充分捻碎病菌冬孢子团，用50目细箩过筛，除去杂物，使病原菌成为均一的菌粉。每100g菌粉拌100kg过筛的细土，反复搅拌，使菌粉与细土充分混合均匀，待播种时接种用。

1.2.2播种与接种

每年4月上旬至中旬播种，每份材料种1行，每行种25穴，行、穴距为60cm×50cm，供试材料按照鉴定编号田间顺序排列，并在鉴定区内设M017(HR)、黄早四(HS)对照3～5组(每50份鉴定材料设1组对照)。每穴点播种子4粒，然后用配制好的0.1％菌土100g覆盖种子接菌，再覆盖田土后耙磨。幼苗生长到4～5片叶时，每穴随机留苗2株。播种至出苗阶段5cm地温范围在11.3～19.2℃，播种至出苗的平均气温范围为7.4～18.8℃。

1.2.3病情调查及抗性评价标准

在玉米进入乳熟后期，对供试材料逐株调查，分别记载调查总株数、发病株数，计算发病株率。根据发病率，评价供试材料的抗性水平。

病情分级和对应的抗性为1级：发病株率0～1.0％，高抗(HR)；3级：发病株率1.1％～5.0％，抗病(R)；5级：发病株率5.1％～10.0％，中抗(MR)；7级：发病株率10.1％～40.0％，感病(S)；9级：发病株率40.1％～100％，高感(HS)。

供试材料在初次鉴定中表现为中抗以上时，次年用相同的方法进行重复鉴定，以便对供试材料进行客观、准确的抗病性评价，两次鉴定结果以发病率最高者为准。

2结果与分析

2.1对照材料历年病情

2002—2006年间，感病对照黄早四的发病株率每年均达高感水平，5年22次重复平均发病株率为88.7％；抗病对照Mo17在5年中22次重复平均发病株率为1.5％(表1)，对照材料抗性水平的稳定表现说明每年鉴定接种是成功的，病圃发病非常充分，对供试材料的抗性评价是有效和可靠的。

2.2自交系对丝黑穗病的抗性

鉴定结果表明，在205份供鉴玉米自交系中，表现高抗(发病率为0)的有917、7144、P12、8913、育系549、育系560、育系1065、育系1066、KLI、哲341、哲357、哲5731、哲5735、哲4679等14份材料，表现抗病(发病率1.9％～4.3％)的有91黄1、兴79、D2369、库6-57、2019、2045、赤L037等7份材料，表现中抗(发病率5.4％～10.0％)的有赤黄27、6116、9238、0591、兴136、龙辐61112、L0932、美K201G、5304-47、4018、33、SSE76—1、育系184、育系567、育系609、哲4654、哲4705、哲5756、哲4702、哲4688、宋1145等21份材料，分别占供鉴定自交系的6.8％、3.4％和10.2％(表2)。

从鉴定结果进一步看出，表现高抗、抗病和中抗的自交系有42份材料，占供试自交系的20.5％，这充分说明我国玉米自交系中蕴藏着宝贵的抗丝黑穗病材料，可利用的抗性自交系相对较为丰富。但同时也表明，供鉴自交系中高抗丝黑穗病的材料非常匮乏，仅占供试自交系的6.8％，绝大多数自交系对丝黑穗病表现感病和高感，占供鉴定自交系的79.5％。

2.3其他玉米资源对丝黑穗病的抗性

除自交系外，鉴定材料还包括地方品种(农家种)、群体材料和国外引进资源，共计688份。从中筛选出高抗丝黑穗病(发病率为0)的有C-276、Kneja-3920、A107等3份材料，表现抗病(发病率2.0％～5.0％)的有八路糯(红粒)、白包谷、黏包谷、美国食用白玉米等4份材料，表现中抗(发病率6.0％～9.1％)的有白包谷、美278713、小八趟、象牙白、白糯包谷等5份材料，分别占除自交系外的鉴定资源材料的0.4％、0.6％和0.7％(表3)。

在688份资源中，表现高抗和抗病的材料仅有7份，占这部分资源的1.0％，感病和高感材料是绝大多数，占供鉴定一般性资源材料的98.3％。这充分说明一般性玉米种质资源对丝黑穗病的抗性水平相对较低，同时，从田间观察结果看，这7份材料的综合农艺性状相对较差，尚不能直接作育种亲本利用。

3讨论

本项鉴定是在多年丝黑穗病鉴定圃里人工接菌条件下进行的，每年感病对照黄早四的发病株率都在85％以上，均达高感水平，病害的诱发非常充分，证明鉴定是成功的，对供试材料的抗性评价也是可靠的，可为玉米丝黑穗病选育抗病品种和资源的利用提供抗性依据。

通过鉴定筛选出的42份表现中抗以上的自交系及12份地方品种和引进种质，可以进行深入的研究与利用，如自交系能够直接作为抗病育种的重要抗源，高抗材料可以作为抗性基因分析、基因定位与标记以及抗性基因挖掘的重要研究材料。

推广抗病品种是控制玉米丝黑穗病发生危害的最经济、最有效的措施，而鉴定筛选抗性种质是选育抗病品种以及抗性研究与利用的基础。因此，应不断收集国内外玉米种质资源，持续开展对各种病害的抗性鉴定和筛选工作，在精细表型鉴定的基础上，通过遗传学研究和分子生物学研究，利用现代技术充分发掘各类资源中存在的抗性基因，并逐步将这些基因转育至育种亲本中加以利用，以有效控制玉米病害的流行，提高我国玉米生产水平。