甘蔗實生苗早期階段黑穗病抗性鑒定與評價

莫周美，秦昌鮮，郭強，唐利球，馬文清

（廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學研究所，廣西龍州532415）

甘蔗黑穗病是甘蔗的重要病害之一，威脅著世界主要植蔗國家和地區(qū)蔗糖產(chǎn)業(yè)安全，選育抗病品種是防治該病最有效的手段[1]。國家“九五”甘蔗科技攻關和國家甘蔗品種審定分別把甘蔗品種對黑穗病的抗性作為主要研究內(nèi)容之一和評價指標之一[2]。抗病育種效率低制約著我國甘蔗育種發(fā)展，對親本抗病表現(xiàn)信息的不了解，常用雜交組合實生苗信息的鮮少報道，導致在選擇親本組合時選上，最后卻因抗病性達不到要求而直接被淘汰。國內(nèi)各主要育種單位對選育抗黑穗病品種非常重視，但對抗黑穗病品種的選育主要在五圃制品種選育程序的后期階段進行抗黑穗病鑒定篩選[3-4]，很多工農(nóng)藝性狀好的品種材料到后期階段才發(fā)現(xiàn)易感黑穗病，達不到預期品種要求，這時再進行淘汰則會對選育種資源造成浪費，如果能結合親本性狀定制雜交組合及在品種選育程序的早期階段盡早發(fā)現(xiàn)和淘汰感病材料，就能避免品系材料在選育過程中帶有不良感病性狀而入選的風險。本試驗對2014年定制的雜交組合實生苗和其F1代種莖進行人工接種黑穗病菌與自然感病篩選試驗，了解甘蔗雜交組合的抗病表現(xiàn)，研究早期階段選擇抗黑穗病品系材料的方法，為甘蔗抗病育種的親本選擇、組合配制及雜交后代選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試材料為廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學研究所2014年在海南育種場定制的11個雜交組合的實生苗及其F1代種莖。

1.2 甘蔗黑穗病菌冬孢子的采集與保存

2015年8月下旬，在龍州蔗區(qū)采集主栽品種新抽出的黑穗病鞭子，將甘蔗黑穗病鞭狀物裝入紙袋中，合上袋口干燥48 h，然后將紙袋裝入密封塑料袋內(nèi)，在0℃條件下貯存?zhèn)溆肹5]。

1.3 試驗方法

試驗于2015年4月至2017年1月在廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學研究所甘蔗選育種試驗基地進行。

1.3.1 實生苗 2015年4月開始培育實生苗，6月將培育好的實生苗定植大田，每個組合種植50株，試驗設置人工接種和自然感病兩個處理，不設重復；人工接種處理種植前在甘蔗苗的生長點部位用無菌注射器針頭扎4個孔，然后浸泡在黑穗病病菌濃度為5×106孢子/mL的懸浮液中浸漬接種15 min，接種后保濕24 h后定植于大田；對照處理直接定植于大田；砍收前調(diào)查每個組合感病叢數(shù)。

1.3.2 F1代種莖 2016年4月在每個組合的接種實生苗處理上選出25個較優(yōu)單株，砍雙芽段，每個單株種植2段，即每個組合種植50段（100芽），試驗設置人工接種和自然感病兩個處理。人工接種處理試驗方法為配制黑穗病病菌濃度為5×106孢子/mL的懸浮液，將參試材料放入懸浮液中浸漬接種15 min，接種后保濕24 h后播種于大田；自然感病處理不做處理直接播種于大田?？呈涨罢{(diào)查每個組合總莖數(shù)和感病總莖數(shù)。

2 結果與分析

2.1 11個雜交組合實生苗感病情況

實生苗發(fā)病情況見表1。由表1可知，11個雜交組合的實生苗經(jīng)人工接種黑穗病菌的有6個組合發(fā)病，發(fā)病率最高的是組合桂糖 96－143×CP93－1382，發(fā)病率為10%；其次組合CP67－412×柳城03－1137的發(fā)病率為8%；組合CP67－412×ROC22和組合粵糖93－124×粵糖83－251發(fā)病率均為4%，而組合 CP89－2143×粵糖 84－3 和組合桂糖02－208×桂糖03－66的發(fā)病率均為2%；其余5個組合均沒有發(fā)病。11個雜交組合的實生苗自然感病處理中有3個組合分別有1叢感染黑穗病，即該組合黑穗病感病率為2%，分別是組合CP67－412×ROC22、CP67－412×柳城 03－1137、桂糖 96－143×CP93－1382，其余 8 個組合實生苗自然感病處理感病率均為0。由表1可知，實生苗經(jīng)人工接種處理組發(fā)病率較高于自然感病處理組，自然感病處理組發(fā)病的三個組合在人工接種處理組中發(fā)病率較高。

2.2 11個組合F1代材料感病情況

F1代材料感病情況見表1。從表1可以看出，11個組合F1代新植蔗經(jīng)人工接種黑穗病菌后全部感病，其中0＜發(fā)病率＜10%的組合有5個，10%＜發(fā)病率＜30%的有4個，發(fā)病率≥30%的有2個。其中發(fā)病率最低的是組合CP67－412×桂糖96－211，發(fā)病率為0．44%，發(fā)病率最高的是組合桂糖96－143×CP93－1382，發(fā)病率達39．77%。自然感病處理組中，11個雜交組合中感病的組合有4個，分別為組合CP67－412×ROC22、CP67－412×柳城 03－1137、桂糖 96－143×CP93－1382、粵糖 93－124×粵糖 83－251，其發(fā)病率均小于 10%，發(fā)病率最高的是組合桂糖 96－143×CP93－1382，為 4．39%。

表1 11個雜交組合實生苗及F代感病情況

3 結論與討論

實生苗試驗選配的組合中，11個組合的實生苗接種黑穗病菌后有6個發(fā)病，發(fā)病率最高達10%，而自然感病組中只有3個組合發(fā)病，發(fā)病率均為2%。相對于F1代種莖試驗結果來說，實生苗的感病情況較低，這與楊榮仲等[6]學者研究結果認為新植實生苗黑穗病病害發(fā)生較低一致；而本試驗實生苗在人工接種時未感病，到F1代材料接種時又表現(xiàn)出感病，這可能與種植田間環(huán)境有關。李毅杰等[7]研究表明甘蔗病害發(fā)生受病害種類、環(huán)境及植株生長狀態(tài)等多種因素影響。本試驗實生苗經(jīng)人工接種黑穗病菌處理后發(fā)病率高于自然感病處理，自然感病處理組中發(fā)病的3個組合在人工接種處理組均有發(fā)病，且發(fā)病率比其他組合略高，這可能與組合的抗病性有關，說明這些組合較易感病，在選育種時結合其他工農(nóng)藝性狀觀察，同時記錄雜交親本為下次選配組合時提供參考。

試驗中F1代材料人工接種黑穗病菌處理組與自然感病處理組相比較，人工接種處理組表現(xiàn)為11個雜交組合的F1代新植蔗全部感病，且組合桂糖96－143×CP93－1382發(fā)病率高達39．77%；而自然感病處理組僅有4個組合感病，其發(fā)病率均小于10%，其余雜交組合未感病，這與夏紅明等[3]研究結果一致，說明人工接種處理比自然感病處理對黑穗病株系的淘汰率效果明顯。夏紅明等[3]學者認為人工接種處理發(fā)病率大于10%的材料，如果不是其他性狀或綜合性狀特別優(yōu)良，都可以考慮淘汰。在F1代試驗中人工接種處理感病率大于20%的組合其在自然感病處理中也有感病，說明這些組合較易感黑穗病，認為這些組合可以直接淘汰；人工接種處理發(fā)病率高于10%低于20%的在自然感病處理中未感病的組合，如果其他性狀或綜合性狀特別優(yōu)良可以繼續(xù)觀察；而低于10%的可以繼續(xù)觀察并結合其他性狀表現(xiàn)進行選擇。

結合實生苗和其F1代試驗結果發(fā)現(xiàn)，實生苗自然感病處理中感病的組合，在實生苗接種處理中感病率較高，到其F1代材料時都自感黑穗病，且F1代接種處理時感病率都超過20%，被直接淘汰。根據(jù)試驗結果認為，在甘蔗選育種時實生苗自然感病的組合，其后代材料可能較易感黑穗病，如果其他工農(nóng)藝性狀不是特別優(yōu)良可以考慮直接淘汰。

人工接種試驗受田間環(huán)境影響，如何準確高效地從早期階段篩選出抗黑穗病品系，還需努力探究篩選技術。親本雜交組合的選擇及高效、準確的早期階段抗黑穗病材料篩選對提高抗黑穗病甘蔗品種選育效率有重要的意義。