國家糖料體系區(qū)試示范甘蔗新品種（系）病情調(diào)查與抗性分析

李銀煳，李婕，覃偉，王曉燕，張榮躍，趙俊，單紅麗，李文鳳，黃應(yīng)昆

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，云南開遠(yuǎn) 661699）

0 引言

甘蔗是我國重要的糖料作物，蔗糖產(chǎn)業(yè)在促進(jìn)邊疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民增收和鄉(xiāng)村振興中具有重要作用[1]。甘蔗生產(chǎn)存在蔗區(qū)土壤長期連作、種苗無性繁殖連作、甘蔗宿根栽培連作等固有特性，加之甘蔗生長期長達(dá)一年之久，歷經(jīng)春夏秋冬四季，病多蟲多侵染時間長，災(zāi)害性病蟲常發(fā)重發(fā)，甘蔗受損極為嚴(yán)重[2-3]。尤其近年極端氣候，春夏持續(xù)高溫干旱，多數(shù)蔗區(qū)主栽、主推品種‘新臺糖22號’、‘柳城03-1137’高度感病，黑穗病發(fā)生嚴(yán)重，感病品種病株率達(dá)30%以上。甘蔗線條花葉病毒（Sugarcane streak mosaic virus，SCSMV）擴(kuò)展蔓延十分迅速、侵染性與致病性特強，病株率及病毒檢出率逐年增高[3]。秋季多雨高溫高濕，甘蔗褐條病、銹病、梢腐病、葉焦病、褐斑病、眼斑病、輪斑病等多種病害極易發(fā)生流行、復(fù)合侵染并發(fā)為害[3-5]，尤以梢腐病、褐條病、銹病發(fā)生普遍、報道較多[6-8]。主栽品種‘粵糖93-159’、‘新臺糖25 號’、‘新臺糖22 號’和主推品種‘粵糖60號’、‘柳城03-1137’、‘德蔗03-83’等因高度感病而面臨淘汰。甘蔗苗期發(fā)生的甘蔗黑穗病和花葉病屬系統(tǒng)性、種傳性病害，防治上無藥無方，而甘蔗梢腐病、褐條病、銹病發(fā)生期正值甘蔗生長中后期、高稈作物施藥困難。已有研究表明，篩選和培育抗病品種才是解決甘蔗病害最經(jīng)濟(jì)有效的根本途徑[2-3]。而近年國家糖料體系選育的甘蔗新品種，其對常見甘蔗災(zāi)害性病害的抗性不明，抗病新品種篩選和布局缺乏依據(jù)。為此，本研究對2020—2021 年國家糖料體系開遠(yuǎn)綜合試驗站區(qū)試和示范甘蔗新品種（系）病情進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查，并采樣重點檢測甘蔗花葉病毒（Sugarcane mosaic virus，SCMV）、高粱花葉病毒（Sorghum mosaic virus，SrMV）、甘蔗線條花葉病毒（SCSMV）3種花葉病病毒和Bru1基因，并調(diào)查黑穗病、銹病、褐條病、梢腐病、葉焦病、褐斑病、眼斑病、黃斑病、輪斑病等發(fā)生情況，以期明確各新品種（系）對常見甘蔗災(zāi)害性病害的發(fā)病程度和花葉病病毒類群及Bru1基因分布狀況，為甘蔗新品種合理布局與推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查與檢測對象

2020年和2021年國家糖料體系開遠(yuǎn)綜合試驗站區(qū)試和示范的48個甘蔗新品種（系）及對照品種（表1）在田間自然感病條件下甘蔗花葉病、黑穗病、銹病、褐條病、梢腐病、葉焦病、褐斑病、眼斑病、黃斑病、輪斑病等常見災(zāi)害性病害發(fā)生情況，并采樣檢測SCMV、SrMV、SCSMV三種花葉病病毒和Bru1基因。

1.2 調(diào)查與采樣方法

于2020 年和2021 年6 月底甘蔗花葉病、黑穗病發(fā)病穩(wěn)定時期，各新品種（系）隨機取3 點，每點調(diào)查100株，記錄調(diào)查總株數(shù)和花葉病、黑穗病發(fā)病株數(shù)，計算病株率。結(jié)合花葉病調(diào)查每個新品種（系）選取10叢病叢，每叢取1份共10份樣品，用于檢測SCMV、SrMV、SCSMV三種花葉病病毒和Bru1基因。

病株率（%）=（病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)）×100%

于2020年和2021年10月甘蔗銹病、褐條病、梢腐病、葉焦病、褐斑病、眼斑病、黃斑病、輪斑病等常見災(zāi)害性病害發(fā)病高峰期，各新品種（系）隨機取3 點，每點調(diào)查20 株，目測完全展開的全部葉片感病狀況及侵染面積百分比。參照楊子林等[9]和COMSTOCK 等[10]的標(biāo)準(zhǔn)，將每種病害發(fā)生程度分為4個等級：葉片無病斑或病斑占葉面積＜10%為零星感染或未感染“0”、病斑占葉面積11%～25%為輕度感染“+”、病斑占葉面積26%～50%為中度感染“++”、病斑占葉面積51%～100%為重度感染“+++”。

1.3 花葉病病毒與Bru1基因檢測

參照李文鳳等[11]和WANG 等[12]的方法對每個新品種（系）采集的10 份樣品，進(jìn)行SCMV、SrMV、SCSMV 三種花葉病病毒檢測。每個新品種（系）取采集的1份樣品，參照李文鳳等[13]的方法進(jìn)行Bru1基因檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期病害

2.1.1 甘蔗花葉病及SCMV、SrMV、SCSMV病毒檢測結(jié)果

由表1可知，48個甘蔗新品種（系）均發(fā)生甘蔗花葉病，其中‘桂糖11-1076’、‘德蔗12-88’、‘中糖1201’、‘中糖1202’、‘云瑞11-450’、‘柳城09-19’、‘粵甘51 號’、‘粵甘53 號’、‘桂糖16-1253’、‘桂糖14-811’、‘福農(nóng)14-1854’、‘中糖1211’、‘柳城15-39’、‘云瑞14-662’、‘福農(nóng)09-7111’、‘云瑞10-187’、‘粵甘48 號’、‘粵甘50 號’、‘福農(nóng)09-12206’19 個新品種（系）發(fā)病較輕，病株率均在30%以下；‘福農(nóng)08-3214’、‘云蔗11-1204’、‘福農(nóng)10-0574’、‘中蔗14 號’、‘福農(nóng)13-11808’、‘桂南亞14-6210’、‘桂糖08-120’、‘桂糖08-1589’、‘云蔗11-3898’、‘中糖1301’10 個新品種（系）發(fā)病中等，病株率為30%～60%；‘柳城09-15’、‘粵甘49 號’、‘福農(nóng)09-6201’、‘福農(nóng)11-2907’、‘閩糖11-610’、‘中蔗1號’、‘中蔗10號’、‘粵甘52號’、‘中蔗13號’、‘云蔗15-505’、‘桂糖13-334’、‘中蔗8號’、‘粵甘59號’、‘福農(nóng)10-14405’、‘桂糖13-386’、‘海蔗28號’、‘云瑞12-263’、‘云蔗11-1074’、‘中蔗6號’19個新品種（系）發(fā)病重，病株率均在60%以上。

RT-PCR 檢測結(jié)果表明，580 份樣品中均未檢測出SCMV（檢出率0%）、其中50 份樣品檢測出SrMV（檢出率8.6%）、499份樣品檢測出SCSMV（檢出率為86.0%）；SrMV 在16個新品種（系）中檢出，以‘德蔗12-88’、‘柳城15-39’、‘中蔗14 號’、‘桂糖08-120’4 個新品種（系）檢出率較高，分別為70%、60%、50%、50%；而SCSMV在48 個新品種（系）中均檢出，其中有26 個新品種（系）檢出率高達(dá)100%，15 個新品種（系）檢出率達(dá)80%～90%（表1）。

表1 國家糖料體系區(qū)試示范48 個甘蔗新品種（系）病情調(diào)查與檢測結(jié)果Table 1 Disease investigation and detection results of 48 new sugarcane varieties/clones in regional test demonstration of National Sugar System

續(xù)表1 Continued Table 1

2.1.2 甘蔗黑穗病

48個甘蔗新品種（系）中有20個發(fā)生甘蔗黑穗病，占41.7%，其中以‘云蔗11-1204’、‘柳城09-15’、‘云蔗11-1074’、‘粵甘51號’發(fā)病較重，病株率分別為23.0%、20.0%、15.0%、11.0%（表1）。

2.2 中后期病害

2.2.1 甘蔗銹病及Bru1基因

48 個甘蔗新品種（系）中有13 個發(fā)生甘蔗銹病，占27.1%，其中重度感染的有‘粵甘49 號’、‘桂糖13-386’、‘海蔗28 號’、‘粵甘52 號’、‘中糖1301’、‘云瑞10-187’6 個；48 個甘蔗新品種（系）中有16 個未檢測到Bru1基因，占33.3%，有32個檢測到Bru1基因，占66.7%（表1）。

2.2.2 甘蔗褐條病、梢腐病

48 個甘蔗新品種（系）中有37 個發(fā)生甘蔗褐條病，占77.1%，其中重度感染的有‘福農(nóng)09-6201’、‘閩糖11-610’兩個（表1）。48 個甘蔗新品種（系）中有30 個發(fā)生甘蔗梢腐病，占62.5%，其中重度感染的有‘柳城09-19’、‘粵甘53號’、‘中糖1301’、‘中蔗13號’4個（表1）。

2.2.3 甘蔗葉焦病、褐斑病、輪斑病、眼斑病、黃斑病

48 個甘蔗新品種（系）中有10 個發(fā)生甘蔗葉焦病，占20.8%，其中重度感染的僅有‘閩糖11-610’（表1）。48個甘蔗新品種（系）中有5個發(fā)生甘蔗褐斑病，占10.4%，其中無重度感染甘蔗新品種（系）。48個甘蔗新品種（系）中有10 個發(fā)生甘蔗輪斑病，占20.8%，其中重度感染的僅有‘中蔗13 號’。48個甘蔗新品種（系）中僅有‘云蔗11-3898’重度感染甘蔗眼斑病，占2.1%。所有的甘蔗新品種（系）均未發(fā)生甘蔗黃斑病。

3 討論與結(jié)論

甘蔗產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，災(zāi)害性病害是最大威脅，不同甘蔗品種對不同病害抗性不一，篩選和種植抗病品種是解決甘蔗病害最經(jīng)濟(jì)有效的根本途徑[2-3]。本研究結(jié)合區(qū)域試驗，對2020—2021年國家糖料體系開遠(yuǎn)綜合試驗站區(qū)試和示范48個甘蔗新品種（系）病情進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查，并采樣檢測甘蔗花葉病毒（SCMV）、高粱花葉病毒（SrMV）、甘蔗線條花葉病毒（SCSMV）和Bru1基因，分析明確了各甘蔗新品種（系）對常見甘蔗災(zāi)害性病害的發(fā)病程度與抗性水平和花葉病病毒類群，掌握了Bru1基因在甘蔗新品種（系）中的分布狀況，為篩選抗病品種、合理布局與推廣應(yīng)用甘蔗新品種有效防控甘蔗病害提供了參考依據(jù)和優(yōu)良抗源種質(zhì)。

本調(diào)查結(jié)果顯示，苗期病害以甘蔗花葉病發(fā)生普遍、感染特重，參試甘蔗新品種（系）100%感染花葉病，病株率在30%以上的新品種（系）多達(dá)29 個（表1），占60.4%；目前引起甘蔗花葉病的病原主要有SCMV、SrMV 和SCSMV[12]，2011年LI等[14]在云南首次檢測報道SCSMV。RT-PCR檢測表明本試驗所有參試甘蔗新品種（系）均未感染SCMV，僅有16 個甘蔗新品種（系）感染SrMV，而參試甘蔗新品種（系）100%感染SCSMV（表1），由此表明SCSMV 擴(kuò)展蔓延迅速、侵染性與致病性特強，其已取代SrMV 成為云南蔗區(qū)甘蔗花葉病主要病原，這與WANG 等[12]的研究結(jié)果一致。鑒于甘蔗花葉病感染重、SCSMV 發(fā)展為甘蔗花葉病主要病原，今后應(yīng)調(diào)整甘蔗抗花葉病育種策略，加強抗SCSMV品種篩選和推廣應(yīng)用。

中后期病害以甘蔗褐條病、梢腐病和銹病發(fā)生普遍感染重，48 個參試甘蔗新品種（系）中有37 個發(fā)生甘蔗褐條病、30個發(fā)生甘蔗梢腐病、13 個發(fā)生甘蔗銹病，其中‘粵甘49號’、‘桂糖13-386’、‘海蔗28 號’、‘粵甘52 號’、‘中糖1301’、‘云瑞10-187’6 個新品種（系）重度感染銹病，‘柳城09-19’、‘粵甘53 號’、‘中糖13-01’、‘中蔗13號’4個新品種（系）重度感染梢腐病，‘福農(nóng)09-6201’、‘閩糖11-610’兩個新品種（系）重度感染褐條病。由此說明甘蔗褐條病、梢腐病、銹病是云南秋季多雨高濕蔗區(qū)最重要的災(zāi)害性病害，這與單紅麗等[15]的調(diào)查結(jié)果相吻合。此3 種病害多發(fā)生于7—10 月甘蔗生長中后期、高稈作物難以施藥防治，應(yīng)給予高度關(guān)注，建議生產(chǎn)上合理使用調(diào)查明確的抗病新品種，不宜種植感病品種并加大淘汰感病主栽品種，從根本上控制甘蔗褐條病、梢腐病、銹病流行成災(zāi)，增強防災(zāi)減災(zāi)奪豐收能力。