玉米品種對不同地區(qū)玉米南方銹菌的抗性評價

黃莉群 馬 玥 戚新蕾 孫秋玉 董佳玉 李冠甲 馬占鴻

（1中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理學(xué)系，100193，北京；2中國農(nóng)業(yè)大學(xué)開封實驗站，475004，河南開封）

玉米南方銹?。╯outhern corn rust）由多堆柄銹菌（PucciniapolysoraUnderw.）引起，是玉米上一種主要的真菌性氣傳病害，大發(fā)生時可引起嚴重的產(chǎn)量損失[1]。玉米南方銹病的病原多堆柄銹菌最早發(fā)現(xiàn)于 1891年采集的鴨茅狀摩擦禾（Tripsacumdactyloides）樣品上，于 1897年由Underwood正式定名[2]。玉米南方銹病在世界各地均產(chǎn)生危害，主要集中分布在熱帶和亞熱帶，包括非洲、東南亞、大洋洲和美洲中南部等玉米種植地區(qū)。Melching[3]研究表明，玉米南方銹病在美國田間流行造成產(chǎn)量損失可達 24%～37%。Rodriguez-Ardon等[4]和Raid[5]研究發(fā)現(xiàn)，玉米南方銹病嚴重時，產(chǎn)量損失最高分別可達45%和39%。1949年，玉米南方銹病在非洲西部流行，連續(xù)幾年造成嚴重的產(chǎn)量損失[6]。多堆柄銹菌在我國報道較晚，1972年，在海南省樂東黎族自治縣尖峰地區(qū)該菌首次被發(fā)現(xiàn)，隨后，1974和1979年在海南省陵水和崖縣等地也發(fā)現(xiàn)了此病菌[7]。近年，我國玉米銹病發(fā)生日趨嚴重，其中玉米南方銹病造成的產(chǎn)量損失遠遠高于玉米普通型銹病，大發(fā)生時可導(dǎo)致嚴重的產(chǎn)量損失[8]。

玉米南方銹病主要在我國黃淮海夏玉米區(qū)以及南方丘陵玉米區(qū)發(fā)生，但此病害正逐年加重并向北方蔓延，玉米南方銹病危害的地區(qū)越來越多，2007年，玉米南方銹病在河北和北京已有發(fā)生，2008年在遼寧也有發(fā)生。玉米品種的抗病性比較、品種間的抗性差異分析以及抗病品種的篩選可以為玉米南方銹病的綜合防治及抗病育種提供理論依據(jù)。劉駿等[9]匯總了2003-2008年多地玉米品種對玉米南方銹菌的抗病性，由于地區(qū)和年份條件不統(tǒng)一，玉米品種在抗性評價時存在差異。2004年，呂印譜等[10]也對河南省周口市和商丘市的主栽品種對玉米南方銹病的抗性進行了調(diào)查和評價。2009年，袁虹霞等[11]選擇了在河南省種植面積較大的19個玉米品種，連續(xù)2年對這些玉米品種的抗病性進行比較，篩選出了抗病品種，為玉米南方銹病的防治及抗病育種提供了依據(jù)。2011年，程平等[12]對安徽60個預(yù)試玉米品種進行田間自然誘發(fā)鑒定，根據(jù)發(fā)病后的平均嚴重度評判其對玉米南方銹病的抗性類別。王睿等[13]通過對33個玉米品種接種玉米南方銹菌混合菌種，得到多個玉米品種的抗銹性評價結(jié)果。本試驗采用多地區(qū)菌源，且設(shè)立感病對照，通過田間誘發(fā)鑒定的方法，對不同玉米品種對多地區(qū)玉米南方銹菌的抗性進行檢測和比較，分析各地區(qū)之間的抗病性差異情況，更進一步明確了各品種的綜合抗病水平，為抗病育種、親本選配、品種推廣、抗病品種科學(xué)種植和優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試玉米品種

供試品種為我國85個玉米主栽品種，分別為禾新9號、德禹M8、寧玉502、中迪2000、吉東75、京科青貯932、粟玉66、新玉27、中迪618、吉程718、優(yōu)旗318、晨強808、升級318、德禹101、裕豐310、海禾20、遼禾6、金城332、優(yōu)迪598、聯(lián)創(chuàng)3號、三北63、聯(lián)創(chuàng)839、冠玉911、農(nóng)禾518、鼎優(yōu)166、鼎優(yōu)919、博優(yōu)989、聯(lián)創(chuàng)832、裕豐303、平安169、玉源7879、玉研505、鄭單6386、滄玉76、德育977、魯寧184、科玉188、利合629、華美1號、優(yōu)迪599、玉源1805、龍作1號、J6518、迪卡 653、宇翔9號、掖豐 303、秋樂 519、甘玉501、高玉811、益農(nóng)2020、來玉317、蠡玉88、峰單189、赤單208、興達6號、國瑞188、DK815、正泰1號、洛玉114、沈單16號、金張掖1706、必祥199、沈單10號、金張掖1502、太平洋99、金韻308、農(nóng)科玉368、綠海200、綠糯2號、綠糯1號、D玉001、中智1608、甜糯6號、喧糯255、青青009、高玉2300、黃粘糯、浙糯玉4號、京甜糯 928、正甜 68、廣糯 2008、粵甜 9號、天貴糯932、天貴糯937和登海605。

1.2 供試菌株

于2020年分別在海南省三亞市、廣東省河源市、廣西省河池市和湖南省邵東市進行菌株采樣。在采集的新鮮玉米葉上刮取夏孢子作為4個供試菌株，由于海南三亞采集菌量不足，對該地區(qū)的玉米南方銹菌在溫室進行了繼代擴繁。

1.3 田間試驗設(shè)計

于2020年6-8月在河南省開封市龍亭區(qū)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)開封實驗站進行。2020年 6月初播種玉米，播前施肥，苗期注意除草防蟲。每個小區(qū)為半徑7.8m和8.0m的同心圓形（圖1a）。每個玉米品種種2株，種植成圓形，并做好品種標(biāo)記（圖1b）。每個小區(qū)的中心種植5株感病品種天貴糯937，作為接種中心。共 4個菌株處理，每個處理重復(fù) 3次。設(shè)置無處理小區(qū)3個，作為空白對照。共15個試驗小區(qū)。每個小區(qū)之間種植2m保護行（品種登海605，行距0.3m）。

圖1 玉米品種對不同地區(qū)玉米南方銹菌的抗性評價小區(qū)設(shè)計圖Fig.1 Plot design of evaluation of resistance of maize varieties to rust of Puccinia polysora in different regions

1.4 田間接菌

8月初，在玉米大喇叭期進行田間接菌。待接菌的玉米葉片使用海綿摩擦，去除蠟質(zhì)層后，分別將4個地區(qū)收集到的2mg病菌夏孢子，用5‰濃度的Tween-20水溶液配制成1L孢子懸浮液，于傍晚進行噴霧接種于小區(qū)接種中心的天貴糯937葉片。接種后立即用保鮮膜覆蓋葉片保濕，12h后去掉保鮮膜，并于第2天晨間全田噴灌，提高田間濕度。

1.5 抗性評定方法

8月中旬（接菌15d后），發(fā)病中心植株開始發(fā)病，小區(qū)供試玉米品種初次侵染發(fā)病。為減少小區(qū)間二次侵染增加交叉感染，在發(fā)病初期即對玉米每個葉片進行病情調(diào)查。病情等級劃分采用袁虹霞等[11]評價玉米品種田間抗性的標(biāo)準：0級（未發(fā)?。?級（葉片上有單孢子堆或少量孢子堆，面積少于 6%）、3級（發(fā)病輕，葉片孢子堆面積 6%～25%）、5級（中度發(fā)病，葉片孢子堆面積 26%～50%）、7級（中度發(fā)病，葉片孢子堆面積 51%～75%）和9級（發(fā)病葉片孢子堆面積76%～100%，甚至葉片枯死）。病情指數(shù)（DI）=100×∑（各級病葉數(shù)×各級代表值）/（調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高級代表值）；相對病情指數(shù)=供試品種的病情指數(shù)/感病對照品種的病情指數(shù)；相對抗病性指數(shù)（IRR）=1-相對病情指數(shù)，利用以上指標(biāo)對品種進行抗性評價[14]，海南地區(qū)以禾新9號最感病，為感病對照；廣東、廣西和湖南地區(qū)黃粘糯為最感病的品種，作為3個地區(qū)感病對照?？共☆愋头譃楦呖梗℉R，0.80≤IRR≤1.00）、中抗（MR，0.60≤IRR＜0.80）、中感（MS，0.40≤IRR＜0.60）和高感（HS，IRR＜0.40）[11]。最后以多個地區(qū)中抗病性最低水平作為最后玉米品種的抗性水平評價。

2 結(jié)果與分析

由表 1可知，玉米南方銹病病情表現(xiàn)為高抗（HR）的品種僅有9份，占比10.59%；中抗（MR）的有19份，占22.35%；中感（MS）的有40份，占47.06%，高感（HS）的有17份，占20.00%。

表1 玉米品種對不同來源的玉米南方銹病的抗性鑒定Table 1 Resistance of corn varieties to southern corn rust from different regions

由表2可知，玉研505、魯寧184、蠡玉88、太平洋99和綠海200等9個玉米品種表現(xiàn)為高抗；優(yōu)迪598、三北63、聯(lián)創(chuàng)839和冠玉911等19個玉米品種表現(xiàn)為中抗；中迪 2000、吉東 75、京科青貯932、粟玉66和中迪618等40個玉米品種抗病性較弱，表現(xiàn)為中感。禾新9號、德禹M8、寧玉502、新玉27和晨強808等17個玉米品種抗病性最弱，表現(xiàn)為高感。

表2 85個玉米品種對4個地區(qū)的玉米南方銹菌的抗性鑒定結(jié)果Table 2 Resistance of 85 corn varieties to southern rust in four regions

續(xù)表2 Table 2 (continued)

續(xù)表2 Table 2 (continued)

3 討論

本研究中玉米品種出現(xiàn)地區(qū)性抗病性差異，與前人研究結(jié)果相同。劉駿等[9]田間調(diào)查表明，不同年份的玉米品種對玉米抗南方銹病的抗性水平呈現(xiàn)差異，相同品種對不同地區(qū)的南方銹病抗性水平也呈現(xiàn)差異。袁虹霞等[11]也提出，有些品種的玉米南方銹病發(fā)生與流行在不同年份與地域間都存在較大差異。因此，根據(jù)多地菌源的發(fā)病調(diào)查結(jié)果，比較出不同玉米品種的抗性差異，鑒定結(jié)果更科學(xué)。鑒定結(jié)果中，玉米品種登海605為感病品種，與王睿等[13]的結(jié)果不一致，但與《在玉米登海605特征特性及栽培要點》[15]中提及該品種在南方銹病重發(fā)區(qū)慎用的結(jié)論一致。結(jié)合本文中不同地區(qū)的菌源呈現(xiàn)差異，推測本文中不同地區(qū)的菌源是導(dǎo)致地區(qū)抗病性評價不一致的主要原因。此外，本研究小區(qū)設(shè)計具有創(chuàng)新性和高效性，今后研究可以通過合理布局小區(qū)方向、增加圓形小區(qū)數(shù)量等減少孢子空氣傳播方向的隨機性對抗性評價帶來的誤差。

4 結(jié)論

采用多菌源接種鑒定方法，明確了85個供試玉米品種對玉米南方銹病的抗性水平。玉研505、魯寧184、蠡玉88、太平洋99和綠海200等9個品種對玉米南方銹病抗性最強；優(yōu)迪598、三北63、聯(lián)創(chuàng)839和冠玉911等19個品種次之，表現(xiàn)為中抗；禾新9號、德禹M8、寧玉502、新玉27和晨強808等17個品種抗病性最弱。為更好地防治玉米南方銹病，鑒定結(jié)果中的 28份高抗和中抗的玉米品種在生產(chǎn)中可優(yōu)先利用。在銹病常發(fā)、重發(fā)地區(qū)，盡量選擇抗病性強的品種，以免玉米南方銹病流行而造成損失。