鄧小鋒，彭 秋，劉天友，李青風(fēng)

(貴州省旱糧研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006)

貴州地方高粱資源炭疽病害田間抗性評(píng)估

鄧小鋒，彭 秋，劉天友，李青風(fēng)

(貴州省旱糧研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006)

【目的】為充分利用貴州省地方高粱資源，為選育具有抗炭疽病的高粱品種提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?！痉椒ā坎捎锰镩g自然接種方法，對(duì)貴州64個(gè)地方高粱資源進(jìn)行了田間炭疽病害抗性鑒定。【結(jié)果】64個(gè)地方高粱資源中B14、B60、C31、D1和D8的抗性級(jí)別為2級(jí)，炭疽病害侵染程度輕，表現(xiàn)為中度抗??； 37個(gè)資源和紅纓子的抗性級(jí)別為3級(jí)，炭疽病害侵染程度重，表現(xiàn)為中度感病。21個(gè)資源的抗性級(jí)別為4級(jí)，炭疽病害侵染程度特重，表現(xiàn)為高度感病。產(chǎn)量B1、D39和D55的最高，分別為493.6，466.9和555.9 kg/667m2， B14與紅纓子產(chǎn)量持平，其余高粱資源產(chǎn)量都小于紅纓子?！窘Y(jié)論】B14，B60，C31，D1，D8對(duì)炭疽病的抗性較強(qiáng)，可用于抗病育種和抗病機(jī)理研究，B1，D39，D55雖然易感炭疽病,但產(chǎn)量高,也可作為有價(jià)值的育種材料使用。

高粱；炭疽；抗性；耐性；貴州

【研究意義】高粱炭疽病害是近幾年擴(kuò)散迅速，危害嚴(yán)重的病害?？共∮N是最經(jīng)濟(jì)有效的防治方法。炭疽病菌小種多，多個(gè)抗病基因聚合的品種能更長(zhǎng)時(shí)間抑制病菌的傳播，因此鑒定抗病基礎(chǔ)材料和分析抗病基因有重要的意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】高粱炭疽病于1902年在西非首次報(bào)道，隨后許多國(guó)家也相繼報(bào)道。高粱炭疽病的致病菌為禾生炭疽菌(ColletotrichumsublineolumP. Henn., Kabát & Bubák )，屬無(wú)性態(tài)真菌炭疽菌屬[1-2]。高粱炭疽病廣泛分布于我國(guó)高粱產(chǎn)區(qū)，特別是溫度高濕度大的地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重。近幾年已成為我國(guó)南方地區(qū)如四川、貴州等地高粱產(chǎn)區(qū)的嚴(yán)重病害。該病不僅危害植株葉片，還危害莖稈、穗枝梗和籽粒，對(duì)高粱產(chǎn)量的影響很大，感病品種在病害嚴(yán)重發(fā)生年份，籽粒和莖稈產(chǎn)量可減產(chǎn)55 %～67 %，其中籽粒產(chǎn)量減產(chǎn)18 %～36 %[3-4]。選育炭疽病抗性強(qiáng)的品種是一種經(jīng)濟(jì)，對(duì)環(huán)境更加友好的方法。高粱炭疽病菌變異大，小種多樣性高，不同小種對(duì)不同基因型的高粱致病性不同[5-10]。因此，鑒定具有不同位點(diǎn)、不同機(jī)理的抗病基因資源及鑒定遺傳背景多樣的資源，對(duì)于高粱抗性的品種選育和保持品種的持續(xù)抗病性非常重要?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】貴州當(dāng)?shù)馗吡毁Y源對(duì)氣候和生態(tài)類型適應(yīng)性強(qiáng)，籽粒品質(zhì)好，有些材料為密穗形，產(chǎn)量也高，但具有植株高，易倒伏，易感病等缺點(diǎn)。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】對(duì)從貴州不同縣市收集的地方高粱資源進(jìn)行抗性鑒定，篩選抗性基因的供體應(yīng)用于當(dāng)?shù)馗吡豢固烤也∑贩N的選育。

表1 用于炭疽病抗性鑒定的64份地方高粱資源

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

用于炭疽病抗性鑒定的高粱資源為從貴州各地收集，包括地方品種和農(nóng)家種共64份(表1)，以各地廣泛栽種的品種紅纓子作為對(duì)照材料。

1.2 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2015年在貴州省惠水縣好花紅鄉(xiāng)進(jìn)行，試驗(yàn)地高粱生長(zhǎng)期間溫度較高，雨量充沛，濕度大。在2014年時(shí)，炭疽病發(fā)生較嚴(yán)重。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)材料種植1個(gè)小區(qū)，2個(gè)重復(fù),小區(qū)隨機(jī)排列。小區(qū)長(zhǎng)5 m，寬3 m，小區(qū)間走道寬0.5 m。種植株距30 cm，行距60 cm，2株/窩。小區(qū)四周的保護(hù)行栽種紅纓子。按照常規(guī)進(jìn)行田間管理和施肥。從孕穗期至灌漿后期觀測(cè)葉片感炭疽病程度；高粱成熟后分小區(qū)收割，曬干后脫粒，吹殼，電子天平稱重測(cè)產(chǎn)，取平均值。

1.4 抗性鑒定評(píng)估

對(duì)各資源病害鑒定從孕穗期開(kāi)始，共進(jìn)行6次鑒定，直到灌漿后期。每隔9 d田間觀察1次，記錄每個(gè)材料葉片病程度。初期炭疽病出現(xiàn)在植株的下部葉片，逐漸從下向上發(fā)展。根據(jù)炭疽菌落的面積和分布，將炭疽病危害分為4個(gè)級(jí)別，級(jí)別越低抗性越高。

1級(jí)：葉片上無(wú)炭疽菌落，為高抗；2級(jí)：葉片上出現(xiàn)菌落在1/2以下，炭疽侵染程度輕，為中抗；3級(jí)：葉片上出現(xiàn)菌落在1/2及以上，炭疽侵染程度重；4級(jí)：植株上所有葉片均出現(xiàn)菌落，為高感。

在統(tǒng)計(jì)中，抗性級(jí)別以2個(gè)重復(fù)試驗(yàn)中級(jí)數(shù)大的為準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 田間炭疽發(fā)病情況和鑒定情況

2015年好花紅試驗(yàn)地雨量充沛，田間炭疽病害發(fā)病充分。從高粱孕穗前期開(kāi)始，部分材料上逐漸出現(xiàn)炭疽菌落。隨著鑒定次數(shù)的增加，病害侵染逐漸嚴(yán)重，第5次鑒定時(shí)，即灌漿的前中期，發(fā)現(xiàn)病害擴(kuò)展處于最高峰，在此時(shí)已經(jīng)能完全分辨材料間的抗病性差異。田間鑒定時(shí)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別材料有紫斑和大斑病癥，但整個(gè)試驗(yàn)區(qū)占支配地位的病害為炭疽病害。

表2 64份地方高粱資源對(duì)炭疽病害的抗性級(jí)別

注：B24由于抽穗期太晚，結(jié)果可能不準(zhǔn)確，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)。

Note: The resistance of B24 variety is not recorded because its heading stage is too late.

2.2 64份地方高粱對(duì)炭疽病害的抗性

從表2看出，B14、B60、C31、D1和D8的抗性級(jí)別為2級(jí)，炭疽病害侵染程度輕，表現(xiàn)為中度抗?。黄溆?7個(gè)資源和紅纓子的抗性級(jí)別為3級(jí)，炭疽病害侵染程度重，表現(xiàn)為中度感病。21個(gè)資源的抗性級(jí)別為4級(jí)，炭疽病害侵染程度特重，表現(xiàn)為高度感病。

2.3 產(chǎn)量

從表4看出， B1、D39和D55的產(chǎn)量分別為493.6，466.9和555.9 kg/667m2，均超過(guò)紅纓子的產(chǎn)量。B14產(chǎn)量與紅纓子持平。其余高粱資源產(chǎn)量都小于紅纓子。說(shuō)明B1，B14，D39，D55有較高的產(chǎn)量潛力。

3 討 論

在John等的鑒定試驗(yàn)中，是將粉碎的高感材料的葉片組織投入葉輪中，觀察感病情況[11-12]，該方法的優(yōu)點(diǎn)是接種穩(wěn)定。本試驗(yàn)地位于惠水縣好花紅鄉(xiāng)，炭疽病接種方法為田間自然感病，由于雨量充沛，高溫潮濕，田間炭疽病害在田間發(fā)展非常發(fā)病充分，因此能夠準(zhǔn)確反映材料間的抗性差異。在John的試驗(yàn)中，鑒定的級(jí)別分為5級(jí)，其中的2、3級(jí)對(duì)應(yīng)于本試驗(yàn)中的2級(jí)。John將過(guò)敏反應(yīng)型抗性歸納為2級(jí)，表現(xiàn)是葉片表面出現(xiàn)紅暈或者細(xì)小的紅色斑點(diǎn)，無(wú)菌落出現(xiàn)。本試驗(yàn)中，5個(gè)抗病材料中的D1和D8鑒定為過(guò)敏反應(yīng)型抗性，葉片上基本只有針孔大小的壞死紅點(diǎn)，炭疽菌落極少。

5個(gè)抗性材料除了B14小區(qū)產(chǎn)量和對(duì)照紅纓子相仿，其他材料的產(chǎn)量都低于對(duì)照。資源B1，D39，D55的抗炭疽級(jí)別是3級(jí)，但小區(qū)產(chǎn)量超過(guò)紅纓子。除B14外，抗性和產(chǎn)量間無(wú)直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。初步推測(cè)這是因?yàn)槭占母吡毁Y源具有很高的遺傳多樣性，不同材料間產(chǎn)量存在較大差異。另外田間鑒定發(fā)現(xiàn)，2015年炭疽病害出現(xiàn)于孕穗前中期，田間侵染高峰是在灌漿前中期，推測(cè)一些材料前期的植株體生長(zhǎng)受病害影響較小。

鑒定的材料使用的是貴州本地高粱資源，對(duì)貴州的氣候和生態(tài)類型適應(yīng)性強(qiáng)，地方品種和農(nóng)家種在長(zhǎng)期栽培和人為選擇中，攜帶有優(yōu)良的產(chǎn)量性狀和籽粒品質(zhì)性狀基因，從其中鑒定的抗病材料有利于加快選育優(yōu)質(zhì)抗病的高粱品種。在后續(xù)的試驗(yàn)中，還需鑒定更多的基礎(chǔ)資源。研究其抗病機(jī)理和基因位點(diǎn)，并作相應(yīng)的基因儲(chǔ)備，以期應(yīng)用于多小種抗病育種中。

4 結(jié) 論

64個(gè)地方高粱資源中，抗性資源5個(gè)，中度感病資源37個(gè)，高度感病資源21個(gè)。 B14、B60、C31、D1、D8對(duì)炭疽病的抗性較強(qiáng)，可用于抗病育種和抗病機(jī)理研究，B1、D39、D55雖然易感炭疽病,但產(chǎn)量高,也可作為有價(jià)值的育種材料使用。

表3 64份地方高粱資源的產(chǎn)量

[1]徐秀德,劉志恒.高粱病蟲(chóng)害原色圖鑒[M].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2012: 112-118.

[2]Crouch J A, Clarke B B, Hillman B I. Unraveling evolutionary relationships among the divergent lineages ofColletotrichumcausing anthracnose disease in turfgrass and corn[J]. Phytopathology, 2006, 96: 46-60.

[3]Ali M E K, Warren H L, Latin R X, et al. Relationship between anthracnose leaf blight and losses in grain yield of sorghum[J]. Plant Disease, 1987, 71: 803-806.

[4]Thomas M D, Sissoko I, Sacko M. Development of leaf anthracnose and its effect on yield and grain weight of sorghum in West Africa[J]. Plant Disease, 1996, 80: 151-153.

[5]Ali M E K, Warren H L. Physiological races ofcolletotrichumgraminicolaon sorghum[J]. Plant Disease, 1987, 71: 402-404.

[6]Cardwell K F, Hepperly P R, Frederiksen R A. Pathotypes ofcolletotrichumgraminicolaand seed transmission of sorghum anthracnose[J]. Plant Disease, 1989, 73: 255-257.

[7]Pande S, Mughoghuo L K, Bandyopadhyay R, et al. Variation in pathogenicity and cultural characteristics of sorghum isolates ofcolletotrichumgraminicolain india[J]. Plant Disease， 1991, 75: 778-783.

[8]Rosewich U L, Pettway R E, McDonald B A, et al. Genetic structure and temporal dynamics of acolletotrichumgraminicolapopulation in a sorghum disease nursery[J]. Phytopathology, 1998, 88: 1087-1093.

[9]Marley P S, Thakur R P, Ajayi O. Variation among foliar isolates ofColletotrichumsublineolumof sorghum in Nigeria[J]. Field Crops Research, 2001, 69(2): 133-142.

[10]Valèrio H M, Rèsende M A, Weikert-Oliveira R C, et al. Virulence and molecular diversity inColletotrichumgraminicolafrom Brazi[J]l. Mycopathologia, 2005, 159(3): 449-459.

[11]John E E, Louis K P. Evaluation of Malian sorghum germplasm for resistance against anthracnose[J]. Plant Pathology Journal, 2004, 3(2): 65-71.

[12]John E E, Louis K P. Variation for anthracnose resistance within the sorghum germplasm collection from Mozambique, Africa[J]. Plant Pathology Journal, 2006, 5(1): 28-34.

ResistancetoAnthracnoseofLocalSorghumVarietiesinGuizhou

DENG Xiao-feng，PENG Qiu，LIU Tian-you，LI Qing-feng

(Guizhou Institute of Upland Crops, Guizhou Guiyang 550006, China)

【Objective】The present paper aims to fully utilize local sorghum resources and provide the basic data for breeding of sorghum varieties with resistance to arthracnose in Guizhou.【Method】The resistance to arthracnose of 64 local sorghum varieties was identified by the natural inoculation method in the field. 【Result】 B14, B60, C31, D1 and D8 with the second resistant grade is of the moderate resistance. 37 local varieties and Hongyingzi (CK) with the third resistant grade are of the moderate susceptible. 21 varieties with the fourth resistant grade are of the high susceptible. The yield of B1, D39 and D55 can reach 493.6, 466.9 and 555.9 kg/667m2,respectively. The yield of B14 was the same as Hongyingzi basically and the yield of other varieties was less than Hongyingzi. 【Conclusion】B14，B60，C31，D1 and D8 with the moderate resistance to arthracnose can be used in disease-resistant breeding and mechanism research of sorghum varieties.

Sorghum; Anthracnose; Resistance; Tolerance; Guizhou

1001-4829(2017)5-1074-04

10.16213/j.cnki.scjas.2017.5.015

2016-10-12

貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目“貴州地區(qū)主要高粱病害的抗性資源篩選”【黔科合NY字(2011)3009號(hào)】；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目子課題“西南釀制醬香型白酒特用糯高粱品種選育”(2014BAD07B02-2-4)

鄧小鋒(1979-)，男，四川武勝人，博士研究生，主要從事高粱育種及相關(guān)研究，E-mail：dixifo@yeah.net。

S435.14

A

(責(zé)任編輯 聶克艷)