玉米自交系对轮枝镰孢菌穗腐病的抗性评价

邹成佳，崔丽娜，章振羽，张小飞,李荣进，陈 耕，李 晓*

(1.四川省农业科学院植保所，农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室，四川 成都 610066；2.西昌市良种场，四川 西昌 615000；3.西昌市植保植检站，四川 西昌 615000)



玉米自交系对轮枝镰孢菌穗腐病的抗性评价

邹成佳1，崔丽娜1，章振羽1，张小飞1,李荣进2，陈 耕3，李 晓1*

(1.四川省农业科学院植保所，农业部西南作物有害生物综合治理重点实验室，四川 成都 610066；2.西昌市良种场，四川 西昌 615000；3.西昌市植保植检站，四川 西昌 615000)

【目的】在我国西南玉米产区，轮枝镰孢菌穗腐病是一种常发性病害，对其最为经济有效的防治方法是选育抗性品种。【方法】本研究对114份引进的国外自交系，采用田间人工接种的方式，进行穗腐病抗性评价。【结果】表现为高抗的自交系仅1份，占0.9 %，为CML490；抗性材料(R)23份，占20.2 %；中抗材料(MR)49份，占43.0 %；感病材料(S)28份，占24.6 %；高感材料(HS)13份，占11.4 %。【结论】供试材料中，中抗以上的种质资源占68.5 %，说明国外引进的玉米自交系材料中存在丰富的抗源，可加大引进力度和筛选量，以筛选到优质的抗源。

玉米；玉米穗腐病；抗性评价；轮枝镰孢菌

【研究意义】玉米穗腐病(Maize ear rot)又称玉米穗粒腐病，是由真菌引起的一种世界性病害，在各国均有发生。自20世纪80年代以来，穗腐病的危害在我国日益引起人们的重视。一般玉米品种穗腐病发病率5 %～10 %[1]，在四川省，由于独特的高温高湿气候，平均发病率在10 %～40 %，产量损失高达40 %[2]。玉米穗腐病除直接造成减产外，其病原菌可产生多种毒素[3-5]，造成粮食污染，给食品和饲料带来安全隐患，威胁着人类和牲畜的健康。【前人研究进展】选育和种植抗性品种是防治玉米穗腐病最为经济有效的方法。在国外，据Rogelio Santiago等[6]报道，在各种类型的玉米种质资源中，均存在着对病原菌Fusariumverticillioides的抗源，对病原菌F.verticillioides具有较好抗性的自交系为02C14585，02C14593，02C14603，02C14606，02C14 624，02C14683，CML390，CML 444，CML182, VO617 Y-2和 RO549 W。在20份杂交组合中，MM701-1和MM752对病原菌F.verticillioides引起的穗腐病具有较好的抗性[7]。在国内，F.verticillioides作为病原菌用来评价玉米种质资源抗性的报道较少，段灿星等[8]在836份材料中筛选出5份高抗材料，171份抗性材料。在对我国西南地区主推的44个品种中，未发现免疫和高抗品种，6个品种表现为抗[9]。【本研究切入点】自2012年以来，玉米是我国播种面积最广和产量最大的农作物(http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2014/indexch.htm)，在确保我国粮食安全中起着重要作用。由于玉米穗腐病独特的发病位置和其病原菌的传播方式，导致玉米穗腐病的化学防治较为困难。本研究采用人工田间接种的方式，对引进的114份自交系进行抗性评价。【拟解决的关键问题】旨在为穗腐病抗性遗传学的研究和抗性品种的选育打下基础。

表1 玉米镰孢菌穗腐病抗性评价标准

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试玉米自交系共计114份，在四川成都进行人工接种抗性鉴定。接种用病原菌轮枝镰孢菌(Fusariumverticillioides)由四川省农科院植保所提供。

1.2 试验方法

1.2.1 田间试验安排 鉴定小区，行长5 m，行距0.7 m。每份参鉴材料种植1行，留苗20株。播种前对参鉴材料随机编号。每50行参鉴材料设1组已知感病对照材料(掖478)。耕作管理与大田生产相同。在玉米整个生长期不使用杀菌剂。

1.2.2 田间接种 将保存的四川优势强致病菌拟轮枝镰孢菌菌株接种于PDA培养基上。培养3 d后，于菌落边缘打菌饼，将其转接到PD培养基(100 mL三角瓶装25 mL培养基)中，每瓶放5个菌饼，25 ℃，150 r/min振荡培养2 d。培养液用两层灭菌纱布过滤，得到孢子悬液，然后用无菌水洗涤3次(3000 r/min离心3 min)，弃上清得到孢子，于4 ℃冷藏备用。玉米吐丝后15 d，将孢子液配制成2×106/mL的孢子悬浮液，使用连续注射接种器注射接种，每穗接种2 mL菌液。

1.2.3 病情调查及抗性评价 在玉米收获期，按编号逐株调查每份材料，按果穗发病面积所占百分率记录病级(病级标准，表1)，求其平均值，按表1判断参鉴材料抗性级别。

2 结果与分析

如表2～3所示，114份引进的国外自交系资源中，表现为高抗的自交系有6份，高抗材料(HR)仅6份，占5.3 %；抗性材料(R)23份，占20.2 %；中抗材料(MR)49份，占43.0 %；感病材料(S)24份，占21.1 %；高感材料(HS)12份，占10.5 %。由此可见，中抗以上的自交系共78份，占供试自交系的68.5 %，引进自交系中存在丰富的抗穗腐病种质资源。因此，从国外引进种质资源进行抗源筛选可能更容易获得有用的抗源材料。

表2 玉米自交系抗镰孢菌穗腐病鉴定

表3 114份自交系抗性鉴定结果分布

3 讨 论

3.1 病原菌

玉米穗腐病病原菌种类多样，继1946年Ullstrup[10]首次报道玉蜀黍葡萄座腔菌(Botryosphaeriazeae)可引起玉米穗腐病之后，已鉴定出40余种，如木霉菌(Thrichodermaviride)[11]、青霉菌(Penicilliumsp.)[12]、禾谷镰孢菌(F.graminearum)[13]、轮枝镰孢菌(F.verticillioides)[14]、黄曲霉(Aspergillusflavus)[15]等。除病原菌种类繁多外，各区域的病原菌组成和优势致病菌也有较大差别。在我国，不同区域玉米穗腐病病原菌组成也不尽相同，优势病原菌多为镰孢菌[16-19]。通过对采自四川、云南和湖北190份病样分析，表明我国西南地区优势致病菌为轮枝镰孢菌[9]。本研究选择轮枝镰孢菌作为接种病原菌，以便能够准确地对种质资源的抗性做出评价。

3.2 接种方法

A.W. Schaafsma等[20]对玉米自交系pioneer3737和pioneer3790分别接种F.graminearum,F.moniliforme和F.subglulinans3种病原菌，比较花丝注射接种法和籽粒注射接种法对发病程度的影响，结果表明，经籽粒注射法接种的材料发病严重度显著强于经花丝注射法接种的材料，且籽粒注射接种法受接种时间的影响较小。T. J. Gulya等[21]分别采用花丝喷雾接种法和籽粒接种法对9份玉米自交系材料接种病原菌F.moniliforme，结果表明经籽粒注射法接种的玉米自交系发病程度较花丝喷雾法接种的材料严重，籽粒注射法接种的材料能够减少因孢子移动对抗性评价造成的误差。M. J. Clements等[22]分别采用籽粒注射接种法、花丝喷雾接种法和牙签接种法对14份玉米杂交材料抗性进行了评价的影响，与对照相比，仅籽粒注射接种法能够显著增加籽粒中Fumonisin的浓度和果穗的发病程度。国内，张小飞等[9]比较了籽粒注射法、花丝注射法和花丝喷雾法对发病程度的影响，发现采用花丝注射和花丝喷雾法接种后的材料发病较轻，经籽粒注射法接种的玉米材料发病效果较为理想。综上所述，籽粒注射法为玉米穗腐病最佳接种方法。在本研究中，选该方法对抗性评价材料进行接种，以期能够客观真实地反应供试材料的抗性水平。

3.3 抗性评价

由于玉米穗腐病特殊的发病位置和发病阶段，化学药剂防治防治效率较低，并易于造成农药污染。种植抗性品种是防治玉米穗腐病最为经济有效的途径。了解自交系对穗腐病的抗感差异，筛选抗性自交系是选育抗性品种的基础。在本研究中，有CML362、CML297、 CML342、CML253、ES40和CML490共6份自交系表现为高抗玉米穗腐病，此外CML274、B97和CML278等23份自交系表现为抗玉米穗腐病，CM174、CML401和CML396等49份自交系为中抗玉米穗腐病，中抗以上的材料占总体供试自交系的68.5 %。可见在引进的国外资源中，玉米穗腐病抗源数量较多，育种家在选育抗性品种是可考虑应用国外抗源。

玉米穗腐病为多种病原菌复合侵染的数量性状病害，它的发生与鉴定地点和当年气候、栽培制度等均有密切关系，同一自交系在不同年份不同地点的抗性反应可能差异很大[23]，引起这一现象的原因可能是多方面的，如降雨量、温度、湿度及昆虫在果穗上留下的伤口等均可导致抗性级别的改变[24-25]。由于我国西南独特的气候条件，玉米产区穗腐病是高发性病害。在2014年新修订的“主要农作物品种审定标准”中规定，对我国西南玉米产区高感玉米穗腐病品种实行“一票否决”，故选育抗穗腐病玉米品种对西南玉米产区具有极其重要的意义。本研究对四川省引进114份玉米自交系的抗穗腐病进行了客观地评价，但鉴定结果为一年所得，为保证结果的准确性和指导性，还需继续重复鉴定。如何利用好抗性种质，选育抗性好，品质优，产量高的玉米品种，仍需进一步努力。

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(责任编辑 陈 虹)

Evaluation of Maize Inbred Lines for Resistance toFusariumverticillioidesEar Rot

ZOU Cheng-jia1, CUI Li-na1, ZHANG Zhen-yu1, ZHANG Xiao-fei1, LI Rong-jin2, CHEN Geng3, LI Xiao1*

(1.Institute of Plant Protection, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Southwest, Ministry of Agriculture, P. R. China, Sichuan Chengdu 610066, China; 2.Seed Multiplication Farm of Xichang, Sichuan Xichang 615000,China; 3.Plant Protection Station of Xichang, Sichuan Xichang 615000,China)

【Objective】Fusariumear rot is a common occurrence in the southwest of China，and host resistance is the most commercial strategy to control the disease. 【Method】In this study, the total of 114 maize inbred lines of Chengdu in field trial were evaluated for ear rot caused byFusariumverticillioides.【Result】Only one maize inbred line, namely CML490, presented high-resistance toFusariumear rot, accounting for 0.9 %, and 23 and 49 maize inbred lines were resistant and moderately-resistant to ear rot accounting for 20.2 % and 43.0 %, respectively. The other 41 maize inbred lines were susceptible or high-susceptible toFusariumear rot, accounting for 36.0 %. 【Conclusion】68.5 % evaluated maize inbred lines had resistance to ear rot (moderately-resistance, resistance and high-resistance), which would introduce and evaluate more maize inbred lines to select the high-resistant lines.

Maize; Ear rot; Evaluation of resistance;Fusariumverticillioide

1001-4829(2017)6-1346-04

10.16213/j.cnki.scjas.2017.6.019

2017-01-20

四川省国际合作计划项目(2014HH0067)；四川省财政创新能力提升工程项目青年基金(2014QNJJ-009)

邹成佳(1984-)，女，四川内江人，硕士，玉米病虫害研究，E-mail: 032-jia@163.com，13228109973，*为通讯作者：李晓(1963-)，E-mail:lixiaomaize@163.com。

S516

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