施 艷,燕照玲,王 珂,趙清爽,席靖豪,李冠楠,劉焱昆,袁虹霞,李洪連,3
(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院,河南 鄭州 450002; 2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所,河南 鄭州 450002; 3.小麥玉米作物學(xué)省部共建國家重點(diǎn)實驗室,河南 鄭州 450002)
玉米是我國種植面積最大的糧食和飼料作物,在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。在我國,玉米生產(chǎn)中常見的病害有30余種,其中危害嚴(yán)重的有20余種,每年都會由于一些病害在局部的嚴(yán)重發(fā)生或流行而導(dǎo)致玉米產(chǎn)量損失[1-5]。河南省作為玉米主產(chǎn)區(qū),近年來,隨著氣候和耕作方式的改變,玉米病害的發(fā)生情況也產(chǎn)生了明顯的改變。抗病品種是防治病害最經(jīng)濟(jì)有效的手段[6],因此,通過分析近3 a 河南省玉米品種區(qū)域試驗結(jié)果,明確不同玉米品種對河南省6種玉米主要病害(小斑病、彎孢霉葉斑病、南方銹病、鐮孢莖腐病、鐮孢穗腐病和瘤黑粉病)的抗性,為該區(qū)玉米品種推廣以及抗病育種工作提供依據(jù)。
玉米小斑病菌、彎孢霉葉斑病菌、鐮孢莖腐病菌和鐮孢穗腐病菌均采自河南省田間典型病株,由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病害監(jiān)測與防控研究室分離保存,并鑒定到種;瘤黑粉病菌采自新鄉(xiāng)市玉米田病株;玉米南方銹病菌為區(qū)域試驗當(dāng)年田間自然發(fā)病的病菌。
2015年參試的品種128個,2016年參試的品種173個,2017年參試的品種155個,種子均由河南省種子管理站提供。
抗性鑒定試驗分別安排在河南滎陽、原陽、商丘等地,共6個鑒定圃。各試驗點(diǎn)均多年種植玉米,地勢平坦,肥力中等,排灌條件較好。各病圃鑒定均采取夏播,6月上中旬播種。播種方式為穴播,每穴2粒,三葉期定苗。每品種種植2行,行長6~8 m。供試品種按編號排列,對照品種隨機(jī)排列。試驗田周圍設(shè)2行保護(hù)行。
玉米小斑病和彎孢霉葉斑?。翰【酶吡幻着囵B(yǎng)基擴(kuò)繁,接種前將分生孢子洗脫,配成分生孢子懸浮液,孢子濃度為顯微鏡15×10倍視野下平均10個孢子,接種期在玉米抽雄期,噴霧器噴霧接種。發(fā)病高峰期調(diào)查病情。
玉米鐮孢莖腐?。翰【名溋I撑囵B(yǎng)基擴(kuò)繁,采用埋根法接種,每株接種30 g菌種,在玉米抽雄期進(jìn)行,臘熟期調(diào)查病情。
玉米瘤黑粉?。簩⒉【咦臃旁诮埳?,置于25 ℃恒溫箱中催芽12 h,然后配成孢子懸浮液,濃度為顯微鏡15×10倍視野下平均50個孢子。大喇叭口期用注射法將孢子液注射接種到玉米心葉中,每株2 mL。發(fā)病高峰期調(diào)查病情。
玉米鐮孢穗腐?。簩⒉【镁G豆汁液體培養(yǎng)基培養(yǎng)后,配制成106個/mL的孢子懸浮液,于抽雄后5~7 d用花絲通道注射法接種,每穗2 mL,收獲前調(diào)查病情。調(diào)查時逐穗記載發(fā)病級別,計算各品種的平均病級。
玉米南方銹病:常發(fā)區(qū)(商丘)病圃自然發(fā)病,在發(fā)病高峰期(蠟熟期)調(diào)查病情。
病害調(diào)查方法及抗性評價標(biāo)準(zhǔn)參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玉米抗病蟲性鑒定技術(shù)規(guī)范》(NY/T 1248—2016),其中抗性評價標(biāo)準(zhǔn)列于表1。
表1 玉米主要病害抗性評價標(biāo)準(zhǔn)
從圖1可以看出,玉米小斑病抗病品種鑒定中,不同年份抗性表現(xiàn)相對穩(wěn)定,中抗性品種占主要地位,2015—2017年所占比率分別為49.22%、52.00%、46.45%,抗性品種比率呈逐年上升趨勢,但高抗性品種極少,3 a中鑒定出4個高抗性品種,分別為優(yōu)谷7號、商科135、商科100和GRS5707。
圖1 不同品種對玉米小斑病抗性分析Fig.1 Resistance analysis of different maize varieties to southern leaf blight
由圖2可見,玉米彎孢霉葉斑病高抗性品種在2015年占主導(dǎo)地位,比率為35.16%;不同年份間品種抗病表現(xiàn)變化較大,尤其是2016年,抗性和高抗性品種比率較低,分別為4.70%和0;2016年和2017年區(qū)域試驗中,中抗性品種占主要地位,比率分別為56.70%和34.84%。
由圖3可見,3 a中鑒定的玉米品種都以高感品種為主,其次為感病品種,抗病和高抗品種的比率總體較低,抗性種質(zhì)資源相對較少。但是抗性類型品種比率呈現(xiàn)逐年增加趨勢,說明各育種單位對南方銹病抗性育種工作逐漸重視。
圖2 不同品種對玉米彎孢霉葉斑病抗性分析Fig.2 Resistance analysis of different maize varieties to Curvularia leaf spot
圖3 不同品種對玉米南方銹病抗性分析Fig.3 Resistance analysis of different maize varieties to southern rust
由圖4可見,玉米鐮孢莖腐病抗性種質(zhì)資源相對較多,抗病品種比率呈逐年上升趨勢,高抗性品種比率呈先上升后下降趨勢,2015年和2016年鑒定的品種中高抗性品種占主導(dǎo)地位,比率分別為35.16%和39.20%,中抗性品種比率先下降后上升,2017年中抗性品種比率最高,為45.81%,高感品種和感病品種比率在不同年份中相對較低。
圖4 不同品種對玉米鐮孢莖腐病抗性分析Fig.4 Resistance analysis of different maize varieties to Fusarium stalk rot
由圖5可見,玉米瘤黑粉病抗病品種鑒定結(jié)果在不同年份中差異較大,2015年和2016年以感病品種為主,2017年中抗品種比率最高,為45.16%,抗性和高抗性品種比率均呈現(xiàn)先升后降的趨勢。
圖5 不同品種對玉米瘤黑粉病抗性分析Fig.5 Resistance analysis of different maize varieties to gall smut
由圖6可見,玉米品種對鐮孢穗腐病的抗性鑒定結(jié)果在不同年份間比較一致,均以中間類型(含抗病、中抗和感病)品種較多,中抗品種最多,比率在40%左右,高感和高抗性品種較少,但抗性品種比率呈逐年上升趨勢,說明各育種單位逐漸重視對該病的抗性育種工作。
3 a抗病性鑒定中,未發(fā)現(xiàn)對6種主要病害均表現(xiàn)為抗病以上的玉米品種。2015年參試的128個品種中,未發(fā)現(xiàn)對6種主要病害均表現(xiàn)中抗以上的品種;2016年參試的173個品種中,對6種病害均表現(xiàn)中抗以上的品種有8個,占比4.6%;2017年參試的155個品種中,對6種病害均表現(xiàn)中抗以上的品種有15個,占比9.7%(表2)。說明多抗性品種數(shù)量呈現(xiàn)不斷增加趨勢。
圖6 不同品種對玉米鐮孢穗腐病抗性分析Fig.6 Resistance analysis of different maize varieties to Fusarium ear rot
Item201520162017Variety—30、390、575、206、178、、12、516618、7、33、8、389、163、1602、8、337、188、1、777、108、9337、1650
通過3 a田間接種和病圃鑒定,明確了河南省新選育玉米品種對6種主要病害的抗性表現(xiàn),為品種審定和推廣工作提供了重要依據(jù)??傮w來看,河南省新選育玉米品種中對小斑病、南方銹病和鐮孢穗腐病的高抗性品種相對較為缺乏,而鐮孢莖腐病、彎孢霉葉斑病和瘤黑粉病抗性品種的數(shù)量較多。此外,通過鑒定篩選,獲得了一批多抗性的品種,為今后生產(chǎn)上利用品種抗病性控制玉米病害奠定了基礎(chǔ)。
2015年測試的128個品種中未篩選出多抗性品種,可能與當(dāng)年玉米南方銹病大流行有關(guān)[7-8]。玉米南方銹病為田間自然發(fā)病,河南是玉米南方銹病發(fā)生的重點(diǎn)區(qū)域,受地域氣候條件的影響,且主推品種鄭單958和浚單20均為高感品種,當(dāng)年河南多個地區(qū)玉米南方銹病發(fā)生重,許多參試品種表現(xiàn)為高感,其比率達(dá)到78.91%。另外,由于銹病嚴(yán)重發(fā)生,對其他葉部病害的發(fā)病造成了一定影響,當(dāng)年小斑病和彎孢霉葉斑病發(fā)生相對較輕。3a中篩選獲得的玉米南方銹病高抗性品種只有13個,高抗種質(zhì)資源相對匱乏,這與廣西南寧和北京昌平對玉米種質(zhì)資源抗南方銹病的鑒定結(jié)果一致[9],需要不斷挖掘新的抗病資源。
玉米鐮孢穗腐病近年發(fā)生日益嚴(yán)重,本研究中鑒定的玉米品種對鐮孢穗腐病抗性情況與山西省的鑒定結(jié)果基本一致[10],高抗品種相對較少,應(yīng)引起高度重視,育種單位應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對該病害的抗病育種工作。研究表明,玉米螟的穗部危害是造成玉米鐮孢穗腐病發(fā)生的最主要原因[11],因此,在目前高抗病品種較少的情況下,加強(qiáng)對玉米螟的防治顯得尤為重要。