任春梅 陸芳 劉慶強(qiáng) 程兆榜

摘要：玉米南方銹病是玉米生產(chǎn)過程中重要的葉部病害，可通過氣流進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播，嚴(yán)重影響了玉米產(chǎn)量，因此培育并推廣抗病品種是保障玉米生產(chǎn)最經(jīng)濟(jì)有效的措施。為了給抗病玉米品種的選育提供可靠依據(jù)，采用人工噴霧接種法對(duì)江蘇省2019年區(qū)域試驗(yàn)玉米品種進(jìn)行南方銹病的抗病性鑒定。結(jié)果顯示，在鑒定的80個(gè)玉米品種中，對(duì)南方銹病的抗性僅有中抗、感和高感3個(gè)級(jí)別，其中普通玉米表現(xiàn)為中抗水平的品種占鑒定總種數(shù)的12.5%，鮮食甜糯玉米占比僅為1.25%，說明該批玉米品種抗南方銹病的能力較差，提醒各部門在玉米種植區(qū)要注意南方銹病的防治，早防早治，爭(zhēng)取將該病害帶來的經(jīng)濟(jì)損失降到最低。

關(guān)鍵詞：玉米;南方銹病;抗病性鑒定;人工噴霧接種法;抗病品種

中圖分類號(hào)： S435.131 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2020）24-0072-04

玉米是我國(guó)三大主要糧食生產(chǎn)作物之一，從2012年開始，玉米生產(chǎn)已超過稻谷，位居糧食產(chǎn)量第1位[1]。玉米病害種類繁多，每年因玉米病害流行造成的產(chǎn)量與質(zhì)量損失嚴(yán)重，其中由多堆柄銹菌（Puccinia polysora）引起的玉米南方銹病是一種重要的玉米葉部真菌性病害，嚴(yán)重阻礙了玉米生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行[2-3]。

玉米南方銹病病菌最初是從鴨茅狀摩擦禾上發(fā)現(xiàn)的，并于1897年正式命名[4]。早在20世紀(jì)70年代，就有研究人員在海南省多個(gè)地方發(fā)現(xiàn)了玉米南方銹病的危害[5]。玉米南方銹病多發(fā)生在熱帶、亞熱帶等低緯度地區(qū)，在我國(guó)該病主要分布在海南省、福建省、安徽省北部、河南省南部等高溫潮濕地區(qū)。近年來，由于氣候變暖、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素，玉米南方銹病開始向北方擴(kuò)展，并造成大面積危害[6]。目前，已有的玉米種質(zhì)資源對(duì)南方銹病的抗性差異較大，并且玉米資源中高抗南方銹病的種質(zhì)較為匱乏。杜青等對(duì)11份普通玉米品種進(jìn)行抗性鑒定的結(jié)果顯示，感病玉米品種占9.09%[7]。李余良等對(duì)550份糯玉米品種進(jìn)行抗性鑒定的結(jié)果顯示，高感和感病玉米品種的占比高達(dá)71.82%[8]。

玉米生產(chǎn)是保障我國(guó)糧食安全供給的重要途徑，防治玉米病害有利于提高玉米的產(chǎn)量與質(zhì)量，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗病玉米品種的選育是降低病害危害的重要舉措之一，其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于抗病品種的鑒定與篩選。雖然目前江蘇省鮮食玉米的生產(chǎn)規(guī)模在大幅提升，但其生長(zhǎng)及采食期極易碰上多雨潮濕的天氣，而玉米南方銹病可在全生育期侵染，又喜好溫濕天氣，因此篩選出該病的抗性品種尤為重要。本試驗(yàn)在田間采用人工噴霧接種法對(duì)江蘇省的玉米種質(zhì)資源進(jìn)行抗病性評(píng)價(jià)，以期篩選出抗性優(yōu)良的目標(biāo)品種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試玉米品種 本試驗(yàn)所用80份玉米種質(zhì)由江蘇省種子管理站提供，包括21份2019年江蘇省區(qū)域試驗(yàn)春播普通玉米品種（編號(hào)為JCQ1901～JCQ1916、JCS1901～JCS1905）、23份夏播普通玉米品種（編號(hào)為JXQ1901～JXQ1917、JXS1901～JXS1906）、12份鮮食甜玉米種品（編號(hào)為JTQ1901～JTQ1908、JTS1901～JTS1904）、24份鮮食糯玉米品種（編號(hào)為JNQ1901～JNQ1916、JNS1901～JNS1908），鑒定對(duì)照為齊319（抗?。?、黃早四（感?。?。

1.1.2 供試菌株 供試菌株為玉米南方銹病病菌GX18，由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。

1.2 鑒定方法

1.2.1 病菌的擴(kuò)繁 摘取銹病發(fā)病葉片，用清水洗下病葉上的孢子，將溶液過濾后加入幾滴吐溫-20配制成孢子懸浮液，在感病玉米展開11～13張葉時(shí)，于雨后將懸浮液噴灑至玉米的心葉及周圍2～3張葉上，再將帶菌病葉剪碎后撒到喇叭口，根據(jù)天氣情況不定期進(jìn)行噴灌保濕，創(chuàng)造銹病的發(fā)病條件，使玉米南方銹病病菌在活體植株上擴(kuò)繁，直至患病葉片上產(chǎn)生黃褐色夏孢子堆。

1.2.2 接種體的準(zhǔn)備 用無菌水對(duì)發(fā)病葉片進(jìn)行沖洗，并用2層紗布過濾，取濾液在顯微鏡下觀察，若每個(gè)視野中有20個(gè)以上孢子，即認(rèn)為獲得所需濃度的玉米南方銹病病菌孢子懸浮液。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 鑒定圃 抗性鑒定圃設(shè)在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院南京市六合動(dòng)物科學(xué)基地，不同鑒定圃之間種植高粱隔離帶。設(shè)置行長(zhǎng)5 m，行間距為0.6 m，每2行播種1個(gè)品種，播種密度為75 000株/hm2。六合地區(qū)在夏季氣候溫暖潮濕，田間濕度大，具備良好的自然發(fā)病條件。

1.3.2 接種方法 鑒定采用人工噴霧法，在玉米植株展11～13張葉時(shí)進(jìn)行接種鑒定。先用清水淘洗經(jīng)南方銹病病菌接種發(fā)病含夏孢子堆的玉米病葉，用紗布過濾得到濾液，再向?yàn)V液中加入吐溫-20，制備成孢子濃度為1×105個(gè)/mL的孢子懸浮液。在傍晚或雨后，用背負(fù)式噴霧器將孢子懸浮液噴灑到玉米喇叭口，接種后24 h內(nèi)進(jìn)行人工輔助噴施清水，并根據(jù)天氣情況進(jìn)行不定期噴灌保濕。

1.4 病害調(diào)查

在玉米蠟熟期即受精后30～50 d，調(diào)查南方銹病的發(fā)病情況。根據(jù)病害癥狀描述及病級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查每株玉米穗部的上、下各3張葉片，記載每份材料的病情級(jí)別，病情級(jí)別的劃分情況見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)照品種的田間發(fā)病情況

在接種玉米南方銹病病菌20 d后，調(diào)查田間對(duì)照品種的發(fā)病情況。結(jié)果顯示，分布于鑒定圃隨機(jī)4個(gè)點(diǎn)的抗病品種齊319葉片上只有極少數(shù)孢子堆，占葉片面積的比例不到5%，為1級(jí)，鑒定為高抗。分布于鑒定圃隨機(jī)4個(gè)點(diǎn)的感病對(duì)照黃早四葉片上有2處孢子堆，占葉片面積的比例為60%左右，為7級(jí);有2處約占葉片面積的90%，為9級(jí)，綜合評(píng)價(jià)其發(fā)病情況為感病至高感。

2.2 供試普通玉米品種的抗性分析

如表2所示，在44個(gè)供試玉米品種中，中抗品種有10份，占比為22.73%;感病玉米品種有19份，占比為43.18%;高感玉米品種有15份，占比為34.09%。結(jié)果表明，2019年江蘇省區(qū)域試驗(yàn)普通玉米品種對(duì)南方銹病的抗性較差，感病至高感的品種占總鑒定品種的比例達(dá)77%以上，其余均表現(xiàn)為中抗水平，尚未發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)出高抗的品種。

2.3 供試鮮食玉米品種的抗性分析

如表3所示，在36個(gè)供試鑒定玉米品種中，中抗品種僅有1份，為甜玉米品種，占比為2.78%;感病品種有6份，占比為16.67%;高感玉米品種有29份，占比為80.55%。結(jié)果表明，2019年江蘇省區(qū)域試驗(yàn)甜糯玉米品種對(duì)南方銹病的抗性極差，僅1份甜玉米品種表現(xiàn)為中抗水平，高感品種占鑒定品種的比例達(dá)80%以上。

2.4 供試普通玉米與鮮食玉米品種的抗性比較

比較不同類型玉米種質(zhì)的抗性發(fā)現(xiàn)，2019年抗南方銹病的玉米品種總體上很少，且抗性水平僅表現(xiàn)為中抗;表現(xiàn)為高感水平的玉米品種較多。甜糯玉米品種的抗性較普通玉米品種差一些，其中甜糯玉米區(qū)域試驗(yàn)品種中感病、高感品種占鑒定總數(shù)的 43.75%，在所有鑒定的玉米品種中，中抗水平甜糯玉米品種的比例僅為1.25%，中抗水平的普通玉米品種占12.50%（圖1）。該研究結(jié)果顯示，江蘇省鮮食玉米抗南方銹病品種的選育工作存在一定的挑戰(zhàn)。

3 討論

南方銹病是玉米葉片上常見的一種真菌性病害，隨著耕作條件的改善、全球氣候的變暖以及易感病品種的大面積連片種植，病害的流行速度與危害程度在不斷增加，培育并推廣抗病玉米品種是防止病害發(fā)展蔓延、減少經(jīng)濟(jì)損失的重要舉措之一。江蘇省地處黃淮海地區(qū)，在玉米種植季常高溫多雨，在溫濕環(huán)境下，極易暴發(fā)玉米南方銹病，一旦暴發(fā)不僅會(huì)影響鮮食玉米的口感，對(duì)玉米產(chǎn)量的影響也極大。因此，篩選出適合在江蘇省種植的抗性玉米品種尤為重要。

玉米南方銹病的接種方法主要分為人工接種和田間自然發(fā)病2種。田間自然發(fā)病能真實(shí)反映品種的抗性，但易受環(huán)境影響，常用于玉米南方銹病常發(fā)區(qū)域鑒定圃的鑒定[9]。江蘇省玉米南方銹病流行程度低，自然發(fā)病率低，更適合使用人工接種，李蘆江等也認(rèn)為，在玉米種質(zhì)資源抗性鑒定中，人工接種方法是比較準(zhǔn)確和可靠的[10]。因此，本研究選擇南京市六合地區(qū)的自然鑒定圃，運(yùn)用人工噴霧接種法進(jìn)行鑒定。鑒定結(jié)果顯示，2019年江蘇省區(qū)域試驗(yàn)玉米種質(zhì)資源對(duì)南方銹病的抗性水平低，普通玉米有12.5%的品種表現(xiàn)為中抗水平，鮮食甜糯玉米僅有1.25%的品種表現(xiàn)為中抗水平。試驗(yàn)結(jié)果提醒當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)相關(guān)部門要重視玉米南方銹病的防治工作，一旦遇上適宜的氣候條件，該病害就有暴發(fā)的可能性。

另外，本鑒定結(jié)果也可能與菌株的強(qiáng)致病力有關(guān)。玉米抗病品種不斷更新，就會(huì)促使病菌產(chǎn)生新的致病型;抗病品種的大規(guī)模連片種植，也會(huì)為病菌的侵入和繁殖創(chuàng)造十分有利的條件，從而加速病害的流行，對(duì)病原菌小種的變異產(chǎn)生定向壓力[11]。已有報(bào)道顯示，玉米自交系較易感染南方銹病[12]，而目前應(yīng)用的抗病品種中引入的是單基因的抗病基因[13]，研究發(fā)現(xiàn)用這種基因育成的品種不利于抗性的持久性。因此在充分利用現(xiàn)有抗南方銹病玉米品種的同時(shí)，應(yīng)該尋找一些遺傳背景差異較大、特殊氣候條件下的種質(zhì)資源作為開發(fā)材料。

參考文獻(xiàn)：

[1]聶 雷，郭忠興，汪險(xiǎn)生，等. 我國(guó)主要糧食作物生產(chǎn)重心演變分析[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2015，36（3）：380-386.

[2]Kotze R G，Merwe C F，Crampton B G，et al. A histological assessment of the infection strategy of Exserohilum turcicum in maize[J]. Plant Pathology，2019，68（3）：504-512.

[3]張世博，施龍建，俞春濤，等. 江蘇省玉米生產(chǎn)情況調(diào)研與分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，34（6）：1410-1418.

[4]Casela C，Renfro R，Krattiger A F，et al. Diagnosing maize diseases in Latin America[J]. ISAAA Briefs，1998（9）：57.

[5]段定仁，何宏珍. 海南島玉米上的多堆柄銹菌[J]. 真菌學(xué)報(bào)，1984，3（2）：125-126.

[6]王曉鳴，晉齊鳴，石 潔，等. 玉米病害發(fā)生現(xiàn)狀與推廣品種抗性對(duì)未來病害發(fā)展的影響[J]. 植物病理學(xué)報(bào)，2006，36（1）：1-11.

[7]杜 青，唐照磊，李石初，等. 玉米種質(zhì)資源抗南方銹病鑒定與評(píng)價(jià)[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，44（5）：765-768.

[8]李余良，劉建華，胡建廣，等. 糯玉米種質(zhì)資源對(duì)南方玉米銹病抗性鑒定[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（增刊）：24-25.

[9]陳文娟，李萬昌，楊知還，等. 玉米抗南方銹病種質(zhì)資源初步鑒定及遺傳多樣性分析[J]. 植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2018，19（2）：225-231，242.

[10]李蘆江，陳文生，張 敏，等. 240 份玉米自交系紋枯病抗性鑒定與評(píng)價(jià)[J]. 植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2014，15（5）：1113-1119.

[11]段燦星，董懷玉，李 曉，等. 玉米種質(zhì)資源大規(guī)模多年多點(diǎn)多病害的自然發(fā)病抗性鑒定[J]. 作物學(xué)報(bào)，2020，46（8）：1135-1145.

[12]陳翠霞，趙延兵，劉保申，等. 不同玉米自交系南方銹病的抗性評(píng)價(jià)[J]. 作物學(xué)報(bào)，2004，30（10）：1053-1055.

[13]劉章雄，王守才，戴景瑞，等. 玉米P25自交系抗銹病基因的遺傳分析及SSR 分子標(biāo)記定位[J]. 遺傳學(xué)報(bào)，2003，30（8）：706-710. 趙信林，郭 媛，邱化蛟，等. 葉片采摘對(duì)木薯產(chǎn)量的影響及鎘脅迫下薯葉飼用品質(zhì)分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（24）：76-81.