廣西部分甘蔗品種對黑穗病的抗性測定

霍秀娟，李朝生，陸榮生，（.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，南寧530007；.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，南寧530007；3.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院廣西作物病蟲害生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室，南寧530007）

蔗糖業(yè)是廣西經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和全國糖業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。2012/2013榨季，甘蔗種植面積約109萬hm2，甘蔗總產(chǎn)量達(dá)7500萬t，預(yù)計產(chǎn)糖800萬t，惠及2000多萬農(nóng)戶，產(chǎn)業(yè)規(guī)模連續(xù)20年居全國第一位。隨著蔗糖業(yè)的發(fā)展，甘蔗種植對高產(chǎn)高糖的要求，甘蔗品種單一化種植伴隨而來的病害問題也日益突出。由鞭黑粉菌（Ustilaye seitaminea Sydow）引起的甘蔗黑穗病是大多數(shù)植蔗國家和地區(qū)的重要病害之一，也是危害廣西甘蔗生產(chǎn)的最主要真菌性病害，在蔗區(qū)普遍發(fā)生，不但造成甘蔗產(chǎn)量損失，還使甘蔗蔗糖分降低，影響品質(zhì)。黑穗病為系統(tǒng)性侵染病害，一株發(fā)病，其余所有分蘗均可發(fā)病，感病植株矮小，產(chǎn)量降低。典型癥狀是在感病莖的梢頭長出一條向下卷曲的黑色鞭狀物，稱為黑穗鞭，長達(dá)數(shù)寸至數(shù)尺。病株抽出的黑穗鞭能散發(fā)大量的黑粉，即冬孢子。冬孢子可以借助氣流、雨水、灌溉水和昆蟲傳播。病菌冬孢子落在甘蔗芽、甘蔗宿根和土壤中越冬，這些帶菌的種蔗、宿根和土壤成為次年發(fā)病的初次侵染源。丘陵旱地、宿根蔗和連作多年的蔗地黑穗病發(fā)生嚴(yán)重。據(jù)廖詠梅等（1999）報道，馬山縣67hm2粵糖79-177品種，甘蔗黑穗病發(fā)病率高達(dá)20%～30%，而扶綏縣部分桂糖11號品種，黑穗病的發(fā)生率也達(dá)10%～20%[1]。韋昌聯(lián)（2012）報道，主栽品種新臺糖22號平均發(fā)病率達(dá)18%，部分宿根蔗田高達(dá)50%，嚴(yán)重影響到甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。

自上個世紀(jì)80年代以來，F(xiàn)134、桂糖11、新臺糖16和新臺糖22先后成為廣西蔗區(qū)的當(dāng)家品種，最高種植比例均超過50%，其他推廣面積較大的甘蔗品種還有：F172、桂糖12、粵糖93/159、粵糖79/177、新臺糖10、臺優(yōu)和新臺糖25等[3]。利用抗病品種是防治甘蔗黑穗病一項最有效的措施，因此，我們對上述部分甘蔗主栽品種進(jìn)行了抗性測定，以期為抗病育種、品種合理布局和綜合防治提供的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試甘蔗品種：桂糖11、新臺糖10、新臺糖16、新臺糖22、桂糖94/116、粵糖93/159、新臺糖25。3個標(biāo)準(zhǔn)對照品種：F134（感小種 2，抗小種 1）、NCO310（感小種 1，抗小種 2）、NCO376（高抗）。

1.2 甘蔗黑穗病菌冬孢子的采集、保存和發(fā)芽率檢測

于2010年10月—11月，分別從武鳴縣雙橋鎮(zhèn)、武鳴縣寧武鎮(zhèn)、南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)壇洛鎮(zhèn)和扶綏縣中東鎮(zhèn)等地的RCO22、ROC16等主栽品種上采集新鮮的黑穗病鞭子，共收集甘蔗黑穗病鞭子113份，于室內(nèi)自然風(fēng)干后混合過篩，將混合黑穗病孢子分裝到牛皮紙袋中，保存于-20℃冰箱中備用。

在進(jìn)行抗性鑒定前，取微量上述黑粉菌混合孢子，加入20mL含1500 mg/L硫酸鏈霉素的無菌水中，混勻后，用移液器移1mL孢子懸浮液至瓊脂蔗糖平板培養(yǎng)基，均勻涂布平板培養(yǎng)基表面，在28℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h，用顯微鏡鏡檢冬孢子發(fā)芽率。

1.3 試驗方法

采用人工浸漬接種田間種植法，每個供試材料取60個健康芽（均為雙芽莖段），甘蔗黑穗病菌用0.02%稀鹽酸配成5×106個活孢子/mL懸浮液，將雙芽苗浸入孢子懸浮液10min，然后將種苗存放在25℃下，用塑料袋或薄膜保濕24h，再直播種植到試驗地。

試驗采用不完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，設(shè)3個重復(fù)，單行區(qū)，行長4m，行距1m，每小區(qū)約30個芽，蔗芽向兩側(cè)平擺，下種后用碎泥覆蓋一寸左右，其他田間管理按一般大田生產(chǎn)操作。試驗材料于2011年3月16日種于廣西武鳴縣寧武鎮(zhèn)伏唐村的甘蔗試驗地中，試驗地為坡地，土壤肥力中等。

1.4 調(diào)查方法

甘蔗出苗后記錄出苗總母株數(shù)，記載黑穗病鞭子始發(fā)期，初侵染每7d觀察1次；初侵染發(fā)病基本停止后，每15d觀察1次，直至鞭子停止抽出為止。每次調(diào)查記錄發(fā)病株（叢）數(shù)，一叢蔗只記錄第1次抽出的黑鞭，并用紅漆作好標(biāo)記，以免重計，并將病株拔除。最后累計各參試材料的總發(fā)病株（叢）數(shù)，計算發(fā)病率。

表1 甘蔗黑穗病抗性分級標(biāo)準(zhǔn)

1.5 甘蔗黑穗病抗性鑒定分級標(biāo)準(zhǔn)

采用1～9級分級標(biāo)準(zhǔn)來評價供試材料的抗性反應(yīng)。具體標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表2 甘蔗品種對黑穗病抗性鑒定結(jié)果

2 結(jié)果與分析

人工接種條件下供試甘蔗品種發(fā)病情況及抗性反應(yīng)列于表2。從結(jié)果可知，在人工接種條件下，供試的7個廣西甘蔗主栽品種中，抗性級別為4級的有粵糖93/159、桂糖94/116和新臺糖25，平均發(fā)病率分別為11.41%、11.96%、10.17%，屬中抗（MR）黑穗病的品種；抗性級別為5級的有新臺糖10和新臺糖16，平均發(fā)病率分別為16.51%、14.16%，屬中感（MS）黑穗病的品種；抗性級別為6級的有新臺糖22，平均發(fā)病率為24.93%，屬感病品種；抗性級別為7級的是桂糖11，平均發(fā)病率為36.16%，屬感病品種。

對照3個甘蔗品種中，NCO376的抗性級別為2級，平均發(fā)病率為4.89%，屬抗病品種；NCO310和F134的抗性級別都是7級，平均發(fā)病率分別為38.68%和36.12%，屬感病品種。

3 結(jié)論與討論

在自然植物病害系統(tǒng)中，寄主植物、病原物和環(huán)境條件三者相互影響，相互作用。病原物依賴寄主植物生存繁衍，寄主植物的遺傳基礎(chǔ)和生長狀況會影響其自身的發(fā)病程度，依據(jù)寄主植物抵抗病原物能力大小，通常把它們分為免疫、高抗、中抗、中感、感病和高感等類型。病原物在不同環(huán)境條件下與寄主植物長期相互作用，經(jīng)過長期的自然選擇和人工選擇可能形成獨(dú)特的病原菌群體或毒性菌株，不同地區(qū)的病原菌群體構(gòu)成和毒性不同，同一病原菌群體中不同菌株間毒性也不一定相同，存在著毒性的共性與個性問題。由于對甘蔗黑穗病菌缺乏系統(tǒng)的鑒定，從田間采集菌株用于品種抗病性測定時，若使用的菌株毒性不同，試驗結(jié)果也會有差異。Stephen等（1992）比較了6個國家（或地區(qū)）黑穗病菌對夏威夷11個自育品種的致病性，發(fā)現(xiàn)感病品種對黑穗病菌的反應(yīng)基本一致，但從抗病品種的反應(yīng)型來看，則表現(xiàn)為巴西、牙買加和菲律賓黑穗病菌群體的毒性比羅德西亞和中國臺灣省的強(qiáng)[4]。比較國內(nèi)有關(guān)甘蔗黑穗病抗性鑒定的文獻(xiàn)，也能發(fā)現(xiàn)類似的情況，例如，夏紅明等于2003年將甘蔗品種“新臺糖10”鑒定為中抗[5]，隨后又于2007年將“新臺糖10”鑒定為高抗[6]，陳庭俊等（2001）也認(rèn)為“新臺糖10”為高抗品種[7]，而譚芳等（2006）的試驗中，新臺糖10平均發(fā)病率為19.61%，屬中抗品種[8]。黃家雍等（2001）將“新臺糖20”鑒定為高抗[9]，同樣是人工接種條件下，在沈萬寬等（2011）的試驗中，“新臺糖20”的發(fā)病率高達(dá)52.94%，為高感品種[10]。本試驗結(jié)果與其他人報道結(jié)果不一致的問題，應(yīng)該也是環(huán)境條件和病菌毒性不同所致。

甘蔗品種和黑穗病菌是相互聯(lián)系，相互制約的，按照基因?qū)蜿P(guān)系原理，用幾個單基因抗性的鑒別寄主應(yīng)能測出2n個病菌小種，但由于選擇壓力和惡劣生存條件，而使人們實(shí)查到的小種數(shù)遠(yuǎn)小于2n。一旦條件具備時，新小種（或者毒性菌株）可能會出現(xiàn)，甚至成為優(yōu)勢小種，抗性品種的抗性會隨著新小種的出現(xiàn)發(fā)生變化而導(dǎo)致病害爆發(fā)流行[4]。1954年，當(dāng)時號稱世界蔗王的NCO310抗病性喪失，導(dǎo)致甘蔗黑穗病菌在南非南羅德西亞蔓延。20世紀(jì)50年代以前，我國大陸主要種植感黑穗病的竹蔗，后來引進(jìn)臺灣高抗黑穗病品種F134，并成為主栽品種，抗病品種長期單一化種植，黑穗病菌2號小種成為優(yōu)勢小種而導(dǎo)致F134抗性喪失，引起大面積的黑穗病流行。這也是桂糖11、臺糖16和臺糖22等甘蔗品種經(jīng)大力推廣種植后，甘蔗黑穗病日趨嚴(yán)重的主要原因之一。

3個對照品種，包括NCO310、F134和NCO376，是中國臺灣地區(qū)甘蔗黑穗病菌生理小種鑒別寄主，其中，NCO310對甘蔗黑穗病菌1號小種感病，F(xiàn)134對甘蔗黑穗病菌2號小種感病，NCO376對甘蔗黑穗病菌1號和2號小種均免疫。在本試驗中，人工接種條件下，F(xiàn)134的平均發(fā)病率為36.12%，NCO310的平均發(fā)病率為38.68%，說明本試驗采用的混合冬孢子中包含甘蔗黑穗病菌1號小種和2號小種；NCO376平均發(fā)病率4.89%，抗性級別是2級，抗性類型為抗?。≧），說明本試驗所采用的混合冬孢子中可能出現(xiàn)了除1號小種和2號小種以外的其他小種或者毒性變異菌株，導(dǎo)致原免疫品種NCO376發(fā)病。由此推測廣西蔗區(qū)可能存在3個或者3個以上的甘蔗黑穗病菌生理小種，3號小種可能是隨著新臺糖系列甘蔗品種在廣西推廣而被引入廣西蔗區(qū)的[2]。

[1]廖詠梅，王忠文.廣西甘蔗病害的發(fā)生現(xiàn)狀及其防治策略[J].廣西植保，1999（2）：25-26.

[2]韋昌聯(lián).廣西蔗區(qū)新臺糖22號種性退化現(xiàn)狀分析及對策措施[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012，43（12）：2113-2117.

[3]張瓊.粵、桂、滇蔗區(qū)甘蔗品種更替概況[J].甘蔗糖業(yè)，2007（6）：8-13.

[4]林清山，王建南.甘蔗品種與黑穗病菌的互作分析[J].甘蔗，1996，3（1）：5-9.

[5]夏紅明，陳學(xué)寬，范源洪，等.甘蔗優(yōu)異育種材料的抗黑穗病鑒定[J].甘蔗，2003，10（3）：5-7.

[6]夏紅明，吳才文，陳學(xué)寬，等.甘蔗材料的黑穗病抗性鑒定[J].中國糖料，2007（3）：26-27.

[7]陳庭俊，林一心.抗黑穗病甘蔗優(yōu)異育種材料的鑒定[J].甘蔗糖業(yè)，2001（4）：9-11，17.

[8]譚芳，黎煥光，楊榮仲.優(yōu)良甘蔗新品種（系）抗黑穗病鑒定試驗研究初報[J].廣西蔗糖，2006（4）：7-9，29.

[9]黃家雍，何紅，閉少玲，等.抗黑穗病甘蔗優(yōu)良品系的篩選[J].廣西蔗糖，2001（1）：6-8.

[10]沈萬寬，鄧海華.引進(jìn)甘蔗品種黑穗病抗性鑒定及結(jié)果分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2011（19）：234-238.