廣西甘蔗主栽品種梢腐病田間抗性初步評價

王澤平 陳奕 孫海軍 李毅杰 段維興 周主貴 張木清 林善海

摘 要 為更好地為廣西甘蔗品種的合理布局和科學(xué)種植提供依據(jù)，探討廣西甘蔗主栽品種對梢腐病的田間抗性，根據(jù)發(fā)病程度，利用病情指數(shù)劃分的抗性標(biāo)準(zhǔn)，在甘蔗梢腐病發(fā)生盛期，對目前廣西蔗區(qū)13個主栽品種進(jìn)行梢腐病抗性的田間綜合評價。結(jié)果表明：宿根蔗感病程度比新植蔗嚴(yán)重。新植蔗表現(xiàn)為高抗的品種3個，抗病9個，中抗1個；宿根蔗表現(xiàn)為高抗的品種4個，抗病8個，中抗1個。綜合不同蔗區(qū)新植蔗和宿根蔗的抗性表現(xiàn)，高抗品種2個（粵糖94-128、臺優(yōu)），抗病9個（ROC22、粵糖93-159、桂糖31、桂糖03-2287、桂糖42、臺98-0432、桂糖29、柳城03-1137、桂糖21），中抗2個（柳城05-136、粵糖60）。新植蔗和宿根蔗抗性表現(xiàn)為同一水平的8個（粵糖94-128、臺優(yōu)、ROC22、桂糖03-2287、桂糖42、臺98-0432、柳城03-1137、桂糖21），宿根蔗差于新植蔗的2個（桂糖31、粵糖60），3個變化趨勢相反（粵糖93-159、桂糖29、柳城05-136）。不同蔗區(qū)梢腐病的發(fā)生情況不同，品種在各個蔗區(qū)的抗性表現(xiàn)也不同。2015年，廣西蔗區(qū)主栽品種對梢腐病抗性達(dá)到中抗以上水平，說明梢腐病對該榨季廣西甘蔗生產(chǎn)為害程度尚不嚴(yán)重。

關(guān)鍵詞 甘蔗；梢腐病；主栽品種；抗性評價

中圖分類號 S435.661 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Abstract This research aimed to provide scientific references for sugarcane distribution and planting via exploring the resistance difference on Pokkah boeng disease of major sugarcane varieties in the field of Guangxi. The resistance to Pokkah boeng of 13 major sugarcane varieties in Guangxi were comprehensively evaluated according the incidence and disease severity index（DSI）during the epidemic period in the field. The results showed that the ratoon cane was more susceptible than new-planting. Three varieties were graded high resistance（HR）， 9 were resistance（R）， and one was moderate resistance（MR）in new-planting， and the number of HR， R， MR were 4， 8， 1 respectively in the ratoon cane. Comprehensive evaluation of the resistance of the varieties in new-planting and ratoon， two varieties of YT94-128 and Taiyou were graded the HR level， 9 varieties including ROC22， YT93-159， GT31， GT03-2287， GT42， Tai98-0432， GT29， LC03-1137 and GT21 were graded the R level， whereas LC05-136 and YT60 were graded the MR level. Resistance levels of 8 varieties in new-planting were the same with that of ratoon， including YT94-128， Taiyou， ROC22， GT03-2287， GT42， Tai98-0432， LC03-1137 and GT21， GT31 and YT60 varieties in ratoon were more susceptible than new-planting， but 3 varieties of YT93-159， GT29 and LC05-136 showed the opposite. The results indicated all of the major varieties of Guangxi expressed MR or higher to Pokkah boeng disease in 2015， and the disease was not serious in 2015-2016 crushing season.

Key words Sugarcane； Pokkah boeng； Major varieties； Resistance evolution

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.05.016

甘蔗梢腐病是一種流行的世界性真菌病害。近年來在我國蔗區(qū)發(fā)生日趨嚴(yán)重。據(jù)2012～2014年廣西甘蔗區(qū)試和2011～2014年國家甘蔗區(qū)試調(diào)查結(jié)果顯示，品種的甘蔗梢腐病發(fā)病率達(dá)100%。此病害導(dǎo)致667 m2平均減產(chǎn)1～2 t，糖分降低3%[1]。因此，研究明確廣西甘蔗主栽品種梢腐病抗性表現(xiàn)對指導(dǎo)生產(chǎn)和品種推廣具有重要現(xiàn)實意義。

關(guān)于甘蔗梢腐病，國內(nèi)的研究不多，僅在甘蔗梢腐病的發(fā)生、防治與抗性篩選方面進(jìn)行過初步探討[2-4]。20世紀(jì)90年代，廣西甘蔗研究所雖然建立了甘蔗梢腐病田間5級法分級標(biāo)準(zhǔn)[5]，但未能對品種梢腐病的抗性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化評價；福建農(nóng)林大學(xué)探討了不同組合實生苗和國家區(qū)試品種的梢腐病抗性[6]，但病害分級標(biāo)準(zhǔn)過于簡單，不適合田間復(fù)雜的病情，且只對調(diào)查品種之間的抗性差異進(jìn)行了比較，未能對品種抗性進(jìn)行明確界定。

國外報道了甘蔗梢腐病存在多種病原，包括Fusarium sacchari、F. verticillioides、F. proliferatume、F. subglutinan和F. andiyazi，且不同蔗區(qū)的種群及優(yōu)勢種也不同[7-11]。本課題組前期研究也表明，我國蔗區(qū)至少存在F. proliferatume、F. verticillioides等2個種[12]。自20世紀(jì)90年代末以來，隨著優(yōu)良新品種的不斷育成和老品種的淘汰、蔗區(qū)之間種苗的頻繁調(diào)運以及國外種質(zhì)材料的大量引進(jìn)，為甘蔗梢腐病的傳播蔓延提供了條件，加上蔗區(qū)生態(tài)的多樣性和復(fù)雜化，病原優(yōu)勢種的差異，導(dǎo)致不同蔗區(qū)甘蔗梢腐病病原種群及致病力分化，給我國的甘蔗安全生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重隱患。因此，對廣西不同生態(tài)蔗區(qū)甘蔗主栽品種的梢腐病發(fā)生情況進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，初步分析評價其田間抗性，為甘蔗品種合理布局和科學(xué)防控甘蔗梢腐病以及篩選抗病種質(zhì)資源提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為廣西不同蔗區(qū)的13個甘蔗主栽品種（表1）。

1.2 方法

1.2.1 調(diào)查方法 調(diào)查于2015年6月下旬至7月上旬進(jìn)行，調(diào)查甘蔗主栽品種新植蔗和宿根蔗。選取中間蔗地長勢整齊均勻的甘蔗，采取隨機(jī)取樣調(diào)查，調(diào)查3行，行長10 m，3次重復(fù)。調(diào)查每株甘蔗的所有葉片，用目測法評估葉片和蔗莖的發(fā)病程度。記錄調(diào)查的總株數(shù)、病株數(shù)及病級。病害等級標(biāo)準(zhǔn)參照劉夢林等[5]的劃分方法，并作修改。具體分級標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 發(fā)病率和病情指數(shù)（Disease severity index， DSI）的統(tǒng)計參照沈萬寬等[13]、李朝生等[14]方法進(jìn)行。采用系統(tǒng)聚類分析法分析甘蔗品種感抗梢腐病差異（對病情指數(shù)先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換，采用卡方距離和離差平方和的方法進(jìn)行系統(tǒng)聚類）。

1.2.3 抗性評價 根據(jù)田間梢腐病的病情指數(shù)劃分抗性水平，應(yīng)用Excel 2010和DPS 7.05分析軟件對新植和宿根甘蔗進(jìn)行梢腐病抗性評價（方差分析采用Duncan新復(fù)極差法），當(dāng)新植和宿根所確定的抗性等級不一致時，以抗性較差者的等級作為該品種的抗性等級，田間抗性評價標(biāo)準(zhǔn)見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣西甘蔗主栽品種梢腐病田間抗性

2015年廣西主要蔗區(qū)主栽品種梢腐病為害調(diào)查結(jié)果如表4，所有調(diào)查的品種新植和宿根在各個蔗區(qū)均表現(xiàn)為中抗以上水平，其中新植蔗北海點柳城05-136以及宿根蔗崇左粵糖60達(dá)到中抗水平，其他植期調(diào)查點的甘蔗品種都達(dá)到抗病或高抗水平；新植蔗以北海點發(fā)病相對較嚴(yán)重，宿根蔗以北海和崇左發(fā)病相對較嚴(yán)重。

2.2 廣西甘蔗主栽品種梢腐病田間抗性的綜合評價與聚類分析

綜合各個品種的新植和宿根蔗在不同蔗區(qū)的抗性表現(xiàn)。結(jié)果表明，調(diào)查的13個主栽品種中，高抗品種2個（分別為粵糖94-128和臺優(yōu)）；中抗品種9個（分別為粵糖93-159、ROC22、桂糖31、桂糖03-2287、桂糖42、臺98-0432、桂糖29、柳城03-1137和桂糖21）；中抗品種2個（分別為柳城05-136和粵糖60）（表5）。以此次數(shù)據(jù)統(tǒng)計為基礎(chǔ)，綜合各品種歷年表現(xiàn)，各品種對梢腐病的抗性依次為：粵糖94-128>臺優(yōu)>粵糖93-159>ROC22>桂糖31>桂糖03-2287>桂糖42>臺98-0432>桂糖29>柳城03-1137>桂糖21>柳城05-136>粵糖60。采用各個品種新植、宿根及不同蔗區(qū)病指最高值進(jìn)行聚類分析，結(jié)果與綜合評價的表現(xiàn)情況一致。當(dāng)閥值為0.90時，13個品種分為3類：第I類包含粵糖94-128和臺優(yōu)，抗性最高；第II類包含7個品種，分別為粵糖93-159、ROC22、桂糖31、桂糖03-2287、桂糖42、臺98-0432和桂糖29，抗性中等；第III類包含4個品種，分別為柳城03-1137、桂糖21、柳城05-136和粵糖60，抗性最差（圖1）。

3 討論與結(jié)論

3.1 廣西蔗區(qū)甘蔗梢腐病發(fā)生特征

甘蔗梢腐病是一種氣傳性真菌病害，其發(fā)生與氣候環(huán)境、栽培措施、品種抗性等多種因素有關(guān)。其中，每年的6～9月降雨量、土壤含水量、霜凍等氣候條件是影響梢腐病發(fā)生較為重要的環(huán)境因素[15]。本研究結(jié)果表明，2015年廣西蔗區(qū)主栽品種對梢腐病抗性達(dá)到中抗或抗病以上水平，發(fā)生程度較輕，可能與當(dāng)年的氣候因素和品種的抗性有關(guān)。但甘蔗梢腐病的發(fā)生具有一定的區(qū)域性，北海蔗區(qū)處于廣西最南部，屬于沿海地帶，常年溫度較高，雨水充沛，以及崇左作為廣西糖都，甘蔗嚴(yán)重連作，導(dǎo)致梢腐病發(fā)生相對較重。前人研究結(jié)果也表明，梢腐病的發(fā)生具有一定的區(qū)域性，其中桂南和桂西地區(qū)的發(fā)生較重，宿根蔗比新植蔗重[5]。這一點，本研究結(jié)果與前人的結(jié)果基本一致。雖然主栽品種整體發(fā)病較輕，但課題組在進(jìn)行其他研究中發(fā)現(xiàn)高感品種，例如桂糖37號在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所丁當(dāng)基地其發(fā)病率最高可達(dá)到38.72%，發(fā)病指數(shù)達(dá)到32.23%。同時，病原的種群、優(yōu)勢種致病力以及寄主均可對甘蔗梢腐病的發(fā)生造成一定的影響。本研究前期研究結(jié)果表明，廣西蔗區(qū)存在Fusarium多種致病病原。甘蔗梢腐病與玉米穗腐病具有部分相同的病原[16-18]，例如F. verticillioides和F. proliferatume。調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)蔗地邊際為玉米地的梢腐病相對較重，可能與兩種作物具有共同病原有關(guān)。蔗區(qū)梢腐病病原菌種群分布、優(yōu)勢種、病原的致病力以及病原基數(shù)等均與甘蔗梢腐病的發(fā)生有密切的關(guān)聯(lián)，有待進(jìn)一步研究。

3.2 主栽品種感抗梢腐病差異性分析

同一個品種在不同蔗區(qū)，由于生態(tài)環(huán)境、栽培條件和病原種群及優(yōu)勢種等條件的影響，表現(xiàn)的抗性差異較大。例如，廣西的主要品種ROC22（約占全區(qū)總面積80%以上）在南寧、崇左和百色表現(xiàn)為高抗，而在柳州、來賓、北海和貴港表現(xiàn)為抗??；柳城05-136和柳城03-1137在柳州均表現(xiàn)為高抗，而在北海分別表現(xiàn)為中抗和抗?。ū?）。除了外部的因素影響甘蔗梢腐病的發(fā)病情況，甘蔗品種本身的抗性遺傳也較為重要。從親本抗性遺傳的角度看，ROC22本身為抗病品種，以ROC22為母本材料時，桂糖03-2287（ROC22×ROC25）和桂糖42（ROC22×桂糖92-66）表現(xiàn)為高抗或抗病，而以ROC22為父本材料時，桂糖29（崖城94-46×ROC22）、柳城03-1137（HoCP93-746×ROC22）、柳城05-136（CP81-1254×ROC22）抗性表現(xiàn)為抗病或中抗?；浱?3-159本身為抗病品種，但作為父本材料時，粵糖60（粵糖92-1287×粵糖93-159）表現(xiàn)為中抗，這說明甘蔗對梢腐病的抗性遺傳可能主要受母本材料的影響，或者說母本的抗性性狀表現(xiàn)為顯性，而父本的表現(xiàn)為隱性。甘蔗的梢腐病抗性是否與基因型或母本有關(guān)，有待進(jìn)一步對大量種質(zhì)資源的抗性及抗性遺傳率進(jìn)行評價。由于田間抗性表現(xiàn)受到環(huán)境、栽培條件以及當(dāng)?shù)夭≡N群不明確的多種因素影響，且周期較長。因此，明確不同蔗區(qū)的致病病原以及優(yōu)勢種、結(jié)合大棚苗期的人工接種評價乃至開發(fā)室內(nèi)的分子檢測技術(shù)，可大大縮短評價的時間。目前，在甘蔗上已開發(fā)了對銹病的分子檢測技術(shù)[19-20]。例如，課題組前期的研究基礎(chǔ)表明，粵糖94-128無論是苗圃接種評價還是生產(chǎn)，對梢腐病均表現(xiàn)為高抗，其群體發(fā)病率和病情指數(shù)都微乎其微，粵糖94-128可作為梢腐病抗性種質(zhì)資源材料加以利用。而其它桂糖系列（GT）的甘蔗新品種尚在大面積示范推廣之中，還需要大量的調(diào)查研究來探討其抗梢腐病性。宿根蔗感病程度比新植蔗嚴(yán)重。不同蔗區(qū)梢腐病的發(fā)生情況不一樣，品種在不同蔗區(qū)的抗性表現(xiàn)不同，其感抗梢腐病性還需要多年多點觀察。

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