45个玉米杂交组合对玉米纹枯病的抗性鉴定

段海明, 李可文, 陆西辉, 王长进, 余 利

(安徽科技学院 农学院， 安徽 凤阳 233100)

玉米纹枯病是世界性的玉米病害之一[1]，在我国西南、东南等玉米主产区连年发生，危害严重，造成重大损失，对我国的粮食安全产生重大影响[2]。该病害属于土传病害，防治比较困难。随着机械化生产和全球气候变化以及秸秆还田、免耕、少耕等技术的推广应用，致使病菌积累，病害流行风险逐年上升[3]。该病害主要危害茎秆，发病后造成花秆烂茎，危害严重者病斑可达果穗及以上，对玉米产量和品质产生较大影响[4]。关于玉米纹枯病的防治主要以培育抗性品种和施用化学杀菌剂为主。其中化学防治对环境和非靶标生物存在较大影响，故化学农药减量已成为社会的共识[5]。加之后期玉米植株高大密实，施药困难[6]。因此，培育对玉米纹枯病抗性强且产量高的玉米品种成为病害防控的首选措施[7]。因此，本文以玉米纹枯病致病菌-立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)作为鉴定菌株，对安徽省玉米育种工程技术研究院新制备的45份玉米杂交组合进行田间接种，旨在探明玉米组合对纹枯病的抗性水平，也为抗玉米纹枯病高产新品种的审定和推广提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

AK39等45个普通玉米新杂交组合由安徽省玉米育种工程技术研究院提供(表1)，以郑单958为对照。玉米纹枯病致病菌-立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)由安徽科技学院植物病理实验室保存。

1.2 方法

试验在安徽科技学院种植科技园农场试验田进行。玉米杂交组合于2019年7月3日播种，日常管理同大田管理。抗性鉴定流程按照《玉米抗病虫鉴定技术规范》第9部分进行，计算病情指数[8]。根据《安徽省主要农作物品种审定标准》对供试组合作抗性评价[9]。2019年10月16日收获果穗，充分晾晒后考种，记载轴色、穗重、粒重、穗长、穗行数、行粒数，利用SPSS 13.0计算各项农艺指标平均值和标准误。

2 结果与分析

2.1 45份玉米组合的轴色和抗性

AK39等45份玉米组合的轴色、病情指数、病情级别及抗性评价结果数据详见表1，结果显示，试验45份玉米组合中，其中14份玉米组合穗轴为白色，31份组合穗轴为红色，各占参试组合的31.1%和68.9%。对照郑单958对纹枯病表现为中抗，4个参试玉米组合抗性表现为中抗(MR)，其中3个组合是红轴，1个为白轴，占参试组合的8.9%。18个组合表现为感(S)，占参试组合的40.0%，14个为红轴，4个为白轴；23个组合对纹枯病表现为高感(HS)，占参试组合的51.1%，其中18个红轴，5个为白轴。

表1 45个玉米组合的轴色及抗性

2.2 玉米组合果穗的农艺性状

2.2.1 白轴玉米组合接种与未接种果穗的农艺性状 参试10个白轴玉米组合中，AK39表现中抗(MR)，占参试白轴组合的10.0%；另AK01、AK38、AK42和AK49 4个组合表现为感病(S)，占参试组合的40.0%；AK11、AK12、AK26、AK30和AK50 5个组合表现为高感(HS)，占参试组合的50.0%。由表2可知，未接种穗重以AK12最大,达292.2 g，其次为AK30和AK39,分别为257.2和243.3 g，以AK11最小,为 174.9 g；接种的穗重以AK12最大,为218.8 g，其次为AK39 和AK01,分别为212.3和211.8 g，以AK11最小,为147.7 g；接种造成的穗重损失以AK12最大,为73.4 g，其次为AK30和AK50，分别损失67.9和57.3 g，接种后损失较小的AK49为11.9 g。未接种的粒重最大为AK12,达258.2 g，其次为AK30和AK39，未接种粒重AK11最小,为153.8 g；接种病菌后，粒重最大的为AK12,达194.6 g，其次为AK49和AK39，接种粒重最小的AK11为126.9 g；接种后造成粒重损失较大的为AK30，损失达65.2 g，其次为AK12和AK05，分别损失63.6和53.0 g。对照郑单958未接种穗重为213.9 g，接种后穗重为156.7 g，9个白轴组合未接种穗重和接种后穗重均超过对照，仅有AK11小于对照；郑单958未接种粒重为189.6 g，接种粒重为136.6 g，6个白轴组合未接种粒重超过对照，AK26等 4个组合小于对照；9个白轴组合接种粒重超过对照，也仅有AK11小于对照。

表2 白轴玉米组合接种与未接种的穗重、粒重

由表3可知，未接种穗长以AK39最长为20.9 cm，其次为AK12和AK49，以AK11最小为17.1 cm；接种的穗长以AK39最长为20.1 cm，其次为AK49 和AK12，以AK11最小为15.2 cm；接种造成的穗长损失以AK42最大为2.3 cm，其次为AK30和AK11，接种后损失最小的AK01为0.1 cm。未接种的穗行数以AK01最多达18.5 行，其次为AK30、AK11和AK39，以AK50最少为13.0行；接种的穗行数以AK30最多为17.0行，其次为AK11和AK26，以AK12和AK38最少为12.0行；接种造成的穗行数损失以AK01最大为4.5行，其次为AK39和AK38，接种后穗行数无损失的为AK26、AK30、AK49和AK50。未接种的行粒数以AK39最多达42.8粒，其次为AK49和AK30，以AK26最少为34.1粒；接种的行粒数以AK39最多为42.5粒，其次为AK12和AK49，以AK26最少为32.6粒；接种造成的行粒数损失以AK30最大为6.9粒，其次为AK11和AK50，接种后AK12行粒数损失0.1粒，AK42无损失。

表3 白轴玉米组合接种与未接种其它农艺性状的变化

2.2.2 红轴玉米组合接种与未接种果穗的农艺性状 参试35个红轴玉米组合中，AK10、AK14和AK47 3个组合表现中抗(MR)，占参试红轴组合的8.6%；14个组合表现为感病(S)，占参试红轴组合的40.0%，18个组合表现为高感(HS)，占参试组合的51.4%。由表4可知，未接种穗重以AK47最大达288.9 g，其次为AK19和AK37，穗重分别为263.3和258.5 g，AK04最小为142.4 g；接种的穗重以AK19最大达254.5g，其次为AK47和AK08分别为238.0和219.2 g，以AK33最小为124.4g；接种造成的穗重损失以AK23最大为 98.8 g，其次为AK37和AK18，分别损失为81.4 g和70.5 g，AK08损失最小为11.9 g。未接种粒重以AK47最大达258.5 g，其次为AK19和AK37分别为235.2和 228.3 g，AK04最小为124.5g；接种的粒重以AK19最大为227.8 g，其次为AK47和AK08分别为204.8和194.0 g，以AK33最小为102.4g；接种造成的粒重损失以 AK23最大为 89.8 g，其次为AK37和AK18分别损失75.1和64.8 g，接种后AK31无损失。与对照郑单958相比，18个红轴玉米组合未接种穗重超过对照，占到参试红轴组合的51.4%；接种后穗重有25个组合超过对照，占参试红轴组合的71.4%；18个红轴组合未接种粒重超过对照，占参试红轴组合的51.4%，24个红轴组合接种粒重超过对照，占参试组合的68.6%。

表4 红轴玉米组合接种与未接种的穗重、粒重

由表5可知，红轴组合未接种穗长以AK18最长达21.8cm，其次为AK14和AK37，以AK34最小为 15.7 cm；接种的穗长以 AK14最长为20.2 cm，其次为AK46和AK18，以AK33最小为14.4cm；接种造成的穗长损失以AK23最大为2.9cm，其次为AK37和AK18，接种后无损失的为AK46和AK41。未接种的穗行数以AK47最多达19.2行，其次为AK19和AK21，以AK03最少为12.0行；接种的穗行数以AK47最多为17.6行，其次为AK21和AK14，以AK03最少为12.0行；接种造成的穗行数损失以AK23最大为3.6行，其次为AK17和AK37，穗行数无损失的为AK04、AK09、AK14、AK28和AK31。未接种的行粒数以AK43最多为46.8粒，其次为AK47和AK44，以AK20和AK02最少均为34.5粒；接种的行粒数以AK43最多为44.6粒，其次为AK44和AK03，以AK02最少为 29.5粒；接种造成的行粒数损失以AK09最大为6.4粒，其次为AK47、AK40和AK04分别损失6.3、5.5和5.5粒，AK41和AK18损失最少为0.1粒。

表5 红轴玉米组合接种与未接种其它农艺性状的变化

3 结论与讨论

根据最新公布的《安徽省主要农作物品种审定标准》，新配制的普通玉米组合审定通道分为抗病品种、机收品种和高产稳产品种三个类型，应根据配制组合的特点判断适合的审定通道[9]。可以看出，品种审定对玉米纹枯病的最低要求是非高感(HS)，共有22个组合符合要求，占参试组合的48.9%。本研究仅发现4个组合为中抗(MR)，未发现抗(R)及以上组合，说明抗玉米纹枯病的杂交组合较少，也反映了抗纹枯病自交系是较缺乏的[10-11]。从所配制的中抗组合来看，和自交系161配制的3个组合均表现为中抗，占所有中抗组合的75%，推测自交系161含有抗纹枯病的相关基因，可在抗纹枯病育种上加以利用。除此之外，本研究依照白轴和红轴对参试玉米组合作了划分，以期发现抗性和轴色表型之间的关系。参试10个白轴玉米组合中，中抗(MR)占参试白轴组合的10.0%，4个组合表现为感病(S)占40.0%，5个组合表现为高感(HS)占50.0%；参试35个红轴玉米组合中，3个组合表现中抗(MR)，占参试红轴组合的8.6%；14个组合表现为感病(S)占40.0%，18个组合表现为高感(HS)占51.4%，综上发现对纹枯病高感到中抗数量在白轴和红轴组合中占比相当。另据报道，59份玉米杂交组合对茎基腐病的抗性鉴定中发现，红轴玉米组合中抗(MR)及以上的组合占比87.9%，感病及以下组合占比12.1%；白轴组合中，中抗(MR)及以上组合占比88.5%，感病及以下组合占比11.5%，白轴和红轴组合对茎基腐病的抗、感占比也是相当[12]。从表型上分析，轴色和抗病性之间的相关性可能较低。

王朝海等[13]通过调查毕单4号品种的病情指数，发现玉米纹枯病造成的产量损失与病情严重度级别之间存在显著正相关，但是不同的品种接种纹枯病菌后，其产量损失情况未见报道。本研究通过产量(穗重、粒重)评估可以看出，高感(HS)组合 AK12未接种穗重、粒重均为最大，分别达292.2和258.2 g，但接种后穗重、粒重损失达73.4和63.6 g；而中抗(MR)组合AK47的穗重、粒重均达到288.9和258.5 g，但接种后穗、粒重损失也达50.9和53.7 g；接种后穗重损失较小的为高感(HS)组合AK08和高感(HS)组合AK19,分别为7.9和8.8 g；而感病(S)组合AK01接种后粒重显示无明显损失。再者，随着病情指数的升高，其穗重和粒重的减少量也缺乏规律性。可以推测，接种病菌后玉米产量损失除病菌侵染所致之外，还受品种自身特性以及外界环境等多种因素的影响。AK47组合对纹枯病的抗性较强，产量也较高，应进一步研究其对其它病害的抗性，综合其产量水平，最终研判得出该杂交组合的利用价值。