田春艷 桃聯(lián)安 周清明 俞華先 孫有芳 董立華 安汝東 邊芯 郎榮斌 張鈺 吳才文 經(jīng)艷芬
摘要:【目的】對云瑞甘蔗種質(zhì)資源進行梢腐病抗性鑒定及農(nóng)藝性狀分析,篩選出優(yōu)異的云瑞甘蔗種質(zhì),為甘蔗抗梢腐病育種及培育高產(chǎn)高糖新品種提供種質(zhì)材料?!痉椒ā恳?61份云瑞甘蔗種質(zhì)為研究對象,3個生產(chǎn)性品種為對照,分別調(diào)查參試材料新植蔗和宿根蔗梢腐病發(fā)病情況,根據(jù)病情指數(shù)進行抗病性評價;于甘蔗成熟期測量與甘蔗產(chǎn)量和糖分相關的株高、莖徑、錘度和有效莖數(shù)4個農(nóng)藝性狀,并進行方差分析、相關分析和聚類分析?!窘Y果】新植蔗與宿根蔗間的梢腐病自然發(fā)病率、病情指數(shù)和農(nóng)藝性狀田間表現(xiàn)差異極顯著(P<0.01,下同);梢腐病發(fā)病率和病情指數(shù)與株高、有效莖數(shù)和錘度呈負相關,其中發(fā)病率與株高呈顯著負相關(P<0.05),病情指數(shù)與株高呈極顯著負相關,梢腐病的發(fā)生對甘蔗產(chǎn)量和糖分影響大;根據(jù)病情指數(shù)將161份云瑞種質(zhì)劃分為高抗、抗病、中抗、中感、感病和高感6大等級,其中高抗30份(占18.63%)、抗病54份(占33.54%)、中抗24份(占14.91%)、中感13份(占8.08%)、感病10份(占6.21%)、高感30份(占18.63%);新植蔗和宿根蔗均未發(fā)生梢腐病的有11份(占6.83%);聚類分析將86份抗病型種質(zhì)分為六大類群,第Ⅱ和第Ⅴ類群產(chǎn)量和糖分性狀較好,其中云瑞04-145、云瑞09-753、云瑞05-283、云瑞05-733和云瑞10-554等27份材料不僅抗梢腐病,還具有高產(chǎn)高糖育種潛力。【結論】大部分供試云瑞甘蔗種質(zhì)易感梢腐病,且宿根蔗較新植蔗發(fā)病率高、發(fā)病更嚴重。CP×云瑞類型組合具有較好的梢腐病抗病性和高產(chǎn)高糖育種潛力,評價出的27份云瑞甘蔗材料可為甘蔗抗梢腐病和高產(chǎn)高糖育種提供種質(zhì)來源。
關鍵詞: 甘蔗;種質(zhì)資源;梢腐病;抗病性評價;農(nóng)藝性狀
中圖分類號: S566.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼: A 文章編號:2095-1191(2020)01-0091-10
Abstract:【Objective】 Resistance identification for pokkah boeng disease and agronomic traits analysis were carried out to screen excellent Yunrui sugarcane clones. The clones screened out coulds offer germplasms for pokkah boeng disease resistant breeding and cultivation new variety with high cane yield and high sugar content. 【Method】A total of 161 accessions of Yunrui sugarcane were used as tested materials, three commercial varieties were used as check. The incidence of pokkah boeng disease on the plant canes and ratoon canes were surveyed, and evaluated the resistance based on disease severity index(DSI). Four major agronomic traits, including plant height, stalk diameter, brix and number of millable stalks were measured at mature period, and variance analysis, correlation analysis and clustering analysis were applied.【Result】There was extremely significant difference between plant canes and ratoon canes in natural incidence, DSI of pokkah boeng disease and agronomic traits performance in the field (P<0.01, the same below). Incidence and DSI were negatively correlated with plant height, number of millable stalks and brix. And the plant height was significantly negatively correlated with incidence(P<0.05), extremely negatively correlated with DSI. This suggested that pokkah boeng disease has great negative effect on cane yield and sugar content. The 161 accessions of Yunrui sugarcane could be divided into six grades including highly resistant, resistant, moderately resistant, moderately susceptible, susceptible and highly susceptible based on DSI data. With this evaluation, 30 lines(18.63%) were identified as highly resistant, 54 lines(33.54%) were resistant, 24 lines(14.91%) were moderately resistant, 13 lines(8.08%) were moderately susceptible, 10 lines (6.21%) were susceptible, 30 lines(18.63%) were highly susceptible. Eleven lines(6.83%) were not infected on both plant canes and ratoon canes. The clustering analysis results showed that 86 resistant lines could be divided into six groups, and the group Ⅱ and group Ⅴ had good performance on cane yield and sugar content related traits. Twenty-seven lines of them such as Yunrui 04-145, Yunrui 09-753, Yunrui 05-283, Yunrui 05-733 and Yunrui10-554 were not only resistant to pokkah boeng disease, but also had a good potential on high cane yield and high sugar content breeding. 【Conclusion】Most Yunrui sugarcane are susceptible to pokkah boeng disease, and the incidence, disease degree of ratoon canes are more serious than plant canes. CP×Yunrui is good cross type for resistance to pokkah boeng disease and has great potential for high cane yield and high sugar content breeding. The 27 evaluated accessions of Yunrui could be used as promising lines for resistance breeding of pokkah boeng disease, high yield breeding and high sugar content breeding in sugarcane.
Key words: sugarcane; germplasm resources; pokkah boeng disease; evaluation of disease resistance; agronomic traits
Foundation item: National Sugar Industry Technology System(CARS-170101);Yunnan Key Laboratory Sugarcane Genetic Improvement Open Project(2018DG018-5);Sugarcane Germplasm Innovation and New Variety Breeding Provincial Innovation Group Project of Yunnan Academy of Agricultural Sciences(2019HC013)
0 引言
【研究意義】甘蔗梢腐?。≒okkah boeng disease)是一種重要的世界性流行真菌病害,其發(fā)病速度快、傳播性強,且受環(huán)境因子影響大,幾乎遍及所有甘蔗生產(chǎn)國和地區(qū)(黃鴻能等,1990;Lin et al.,2014),已發(fā)展成為甘蔗生產(chǎn)的主要病害。因此,進行甘蔗種質(zhì)資源梢腐病抗性評價,發(fā)掘抗病新種質(zhì),對甘蔗梢腐病的抗病育種及科學防控均具有重要意義。【前人研究進展】甘蔗梢腐病由多種鐮刀菌[Gibberella fujikuroi(Saw.) Wholle]引起(Siti et al.,2008; Zakaria et al.,2011; Khani et al.,2013),其中串珠鐮刀菌(Fusarium verticillioides)和層出鐮刀菌(F. proliferatum)是引起甘蔗梢腐病的主要病菌,且串珠鐮刀菌的分生孢子萌發(fā)力和致病性強于層出鐮刀菌(Lin et al.,2014;王澤平等,2017)。甘蔗梢腐病于1896年在爪哇首次被發(fā)現(xiàn),而后隨著POJ2878品種的推廣種植開始在世界各地流行(Martin et al.,1989;Siti et al.,2008),主要危害甘蔗梢頭嫩葉部,感染的心葉呈現(xiàn)扭曲、縱裂,葉片變形纏在一起,有明顯的褐色皺紋,受害嚴重時植株生長點周圍的組織變軟變褐,心葉壞死,引起側芽萌發(fā)等癥狀(盧文潔,2007;Vishwakarma et al.,2013)。目前,有關甘蔗梢腐病的研究主要集中在對現(xiàn)有生產(chǎn)性品種的發(fā)病情況調(diào)查和抗病性評價方面。黃鴻能等(1990)報道,1989年廣東珠江三角洲蔗區(qū)暴發(fā)梢腐病,栽培品種粵糖57-423和粵糖54-176高度感病,發(fā)病率為30%~50%,甚至高達80%以上,致使400多ha蔗田受害。Dohare等(2003)研究表明,梢腐病為害可導致甘蔗產(chǎn)量下降24.9%,蔗糖分降低0.56%。張玉娟(2009)通過自然發(fā)病調(diào)查指出云蔗99-91和云蔗89-351×CP84-1198組合后代的田間梢腐病自然發(fā)病率為0,而新臺糖系列品種易感梢腐病,ROC23號、ROC25號和ROC26號發(fā)病率高達70%~80%,并構建了梢腐病的ITS-PCR快速分子檢測方法。Vishwakarma等(2013)通過對印度不同蔗區(qū)梢腐病的發(fā)生情況調(diào)查指出,2007—2013年印度甘蔗梢腐病發(fā)病率具有逐年增加的趨勢,幾乎所有甘蔗品種均受害,感病品種S224/20的梢腐病發(fā)病率在90%以上。王澤平等(2016a)對2012—2014年廣西甘蔗品種區(qū)域試驗及2013—2014年國家甘蔗品種區(qū)域試驗調(diào)查發(fā)現(xiàn),參試品種甘蔗梢腐病發(fā)病率達100%。羅霆等(2017)采用定點和隨機取樣方法對廣西柳州和來賓蔗區(qū)甘蔗梢腐病發(fā)生情況及品種抗性進行研究,結果表明,宿根蔗較新植蔗發(fā)病嚴重;引種的品種柳城05-136在廣西龍州縣上龍鄉(xiāng)板龍村梢腐病發(fā)生較嚴重,發(fā)病率達36.21%,且大多數(shù)表現(xiàn)出頂腐癥狀。單紅麗等(2018)調(diào)查自然條件下甘蔗主栽品種受梢腐病危害區(qū)和未受害區(qū)的發(fā)病率、甘蔗收砍期產(chǎn)量及糖分等品質(zhì)損失,結果顯示梢腐病危害可導致甘蔗產(chǎn)量損失30.2%~48.5%,蔗糖分減少2.63%~5.21%,蔗汁重力純度減少1.99%~8.14%,對甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)影響巨大?!颈狙芯壳腥朦c】種質(zhì)資源創(chuàng)制與評價是抗病育種的基礎,也是深入開展抗病機理研究和關聯(lián)分子標記開發(fā)的基礎(龔振平等,2015)。云瑞甘蔗是由云南省農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所瑞麗育種站創(chuàng)制,含云南野生甘蔗血緣,屬于比較新的種質(zhì),目前對云瑞甘蔗種質(zhì)的研究主要在農(nóng)藝性狀的選擇方面(經(jīng)艷芬等,2019),而其抗病性(包括對梢腐病抗性)、抗寒性等的研究尚未系統(tǒng)開展?!緮M解決的關鍵問題】在云南德宏蔗區(qū)有利于梢腐病暴發(fā)的自然氣候條件下,針對蔗區(qū)梢腐病嚴重、栽培品種單一、大多數(shù)品種易感梢腐病的問題,挑選161份云瑞甘蔗種質(zhì)和3個生產(chǎn)性品種進行田間梢腐病抗性鑒定和農(nóng)藝性狀調(diào)查,旨在發(fā)掘新的梢腐病抗源,并對抗梢腐病種質(zhì)進行產(chǎn)量和糖分相關農(nóng)藝性狀調(diào)查分析,篩選出優(yōu)異的云瑞甘蔗種質(zhì),為甘蔗抗梢腐病育種及培育高產(chǎn)高糖新品種提供種質(zhì)材料,為種質(zhì)的雜交利用和品種改良提供科學依據(jù)。
1 材料與方法
1. 1 試驗材料
1. 1. 1 供試甘蔗材料 參試甘蔗種質(zhì)材料共164份,包括161份云瑞甘蔗種質(zhì)和3個生產(chǎn)性品種(ROC22號、粵糖93-159和云蔗05-51)。
1. 1. 2 試驗地氣候資料 試驗地位于云南省德宏州隴川蔗區(qū)(東經(jīng)90°,北緯24°),為南亞熱帶季風氣候,年均氣溫18.9 ℃,年日照時數(shù)2316 h,年均降水量1595 mm,年均降雨日166 d,年均相對濕度79%。雨量充沛、日照充足、干濕季分明,每年5—10月高溫多雨,有利于梢腐病的發(fā)生和流行。
1. 2 試驗方法
1. 2. 1 試驗設計 于2017年2月在云南省農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所瑞麗育種站甘蔗新品種選育基地進行田間試驗。采用隨機區(qū)組設計,3次重復,各材料每個重復各種植1行,行長1.5 m,行寬1.1 m。
1. 2. 2 梢腐病調(diào)查方法 于2017和2018年的10月下旬分別調(diào)查參試材料新植蔗、宿根蔗的梢腐病發(fā)生情況,每個重復的整行材料全部調(diào)查,記錄總有效莖數(shù)、發(fā)病株數(shù)及相應的發(fā)病等級。分級標準、發(fā)病率及病情指數(shù)計算參照王澤平等(2016b)的方法。
1. 2. 3 農(nóng)藝性狀調(diào)查方法 于甘蔗生理成熟期進行農(nóng)藝性狀調(diào)查。于2017和2018年的11月下旬分別調(diào)查新植蔗、宿根蔗的株高、莖徑、有效莖數(shù)和錘度。每份材料每個重復調(diào)查5株,計算蔗莖理論產(chǎn)量和蔗糖產(chǎn)量(朱建榮等,2011;楊榮仲等,2016)。
蔗莖產(chǎn)量(t/ha)=莖徑2×(株高-30)×公頃有效
莖數(shù)×0.7854/1000
蔗糖產(chǎn)量(t/ha)=蔗莖產(chǎn)量×錘度×0.69
1. 3 統(tǒng)計分析
運用Excel 2010 整理數(shù)據(jù),利用DPS v16.05進行方差分析和相關分析,并根據(jù)新植蔗和宿根蔗農(nóng)藝性狀測定的平均值,對抗性等級為高抗、抗梢腐病的種質(zhì)材料進行系統(tǒng)聚類分析。
2 結果與分析
2. 1 方差分析和遺傳變異分析結果
方差分析結果(表1)顯示,新植蔗與宿根蔗間的梢腐病自然發(fā)病率、發(fā)病程度和田間4個主要農(nóng)藝性狀均達極顯著差異水平(P<0.01,下同)。變異系數(shù)介于10.61%~191.28%,參試材料梢腐病抗性和主要農(nóng)藝性狀差異明顯,遺傳變異豐富。新植蔗的病情指數(shù)的變異最大,達191.28%,其次是新植蔗梢腐病發(fā)病率,為147.95%,說明梢腐病的發(fā)生受生態(tài)環(huán)境等諸多因素影響較大,導致梢腐病發(fā)病率和病情指數(shù)在不同重復間表現(xiàn)出明顯差異。宿根蔗的發(fā)病率、病情指數(shù)和錘度極顯著高于新植蔗,表明宿根蔗較新植蔗更易感染梢腐病,且發(fā)病更嚴重;在農(nóng)藝性狀方面,宿根蔗較新植蔗具有株高降低、莖徑細,錘度高的特征。
2. 2 梢腐病與農(nóng)藝性狀的相關性分析結果
梢腐病病原菌易侵染甘蔗嫩梢部,嚴重時可造成梢頭部壞死,形成頂腐,導致甘蔗產(chǎn)量降低,品質(zhì)下降。相關性分析結果(表2)顯示,甘蔗梢腐病發(fā)病率、病情指數(shù)與莖徑呈正相關,與株高、有效莖數(shù)和錘度呈負相關,其中發(fā)病率與株高呈顯著負相關(P<0.05),病情指數(shù)與株高呈極顯著負相關。由此可見,甘蔗梢腐病對株高影響最大,同時影響有效莖數(shù)和錘度。
2. 3 云瑞甘蔗種質(zhì)梢腐病抗性評價
根據(jù)病情指數(shù)和抗病性分級標準可將參試材料劃分為高抗、抗病、中抗、中感、感病和高感6個等級,并以新植蔗和宿根蔗中發(fā)病最嚴重的等級作為綜合抗性評價結果。從表3可看出,參試云瑞種質(zhì)資源對梢腐病的抗性差異明顯,具有多樣性。161份云瑞種質(zhì)資源中,高抗材料30份,占18.63%;抗病材料54份,占33.54%;中抗材料24份,占14.91%;中感材料13份,占8.07%;感病材料10份,占6.21%;高感材料30份,占18.63%。其中,新植蔗和宿根蔗均未發(fā)病的種質(zhì)包括云瑞03-417、云瑞05-768、云瑞06-2885、云瑞08-1276、云瑞09-753、云瑞11-101、云瑞12-38-5、云瑞12-9-22、云瑞14-248、云瑞15-17和云瑞15-32,共11份,占6.83%。新植蔗和宿根蔗對梢腐病抗性差異明顯的種質(zhì)材料,即新植蔗為高抗,而宿根蔗為高感的材料有22份。30份高抗梢腐病的云瑞種質(zhì)共來源于29個組合,其中云瑞×云瑞型組合5個,含57NG208組合4個,德蔗×云瑞型組合4個,CP×云瑞型組合3個,云瑞×Zopilata型組合3個,云瑞與ROC系列品種組配的組合2個,其他類型組合9個。
2. 4 抗梢腐病種質(zhì)農(nóng)藝性狀評價
高產(chǎn)、高糖是甘蔗育種的首要目標,對抗梢腐病種質(zhì)進行主要農(nóng)藝性狀評價非常必要。本研究對評價為高抗和抗梢腐病的84份云瑞種質(zhì)和2個生產(chǎn)性品種(ROC22號和云蔗05-51)的株高、莖徑、錘度、有效莖數(shù)4個主要性狀數(shù)據(jù)進行聚類分析。聚類結果(圖1)顯示,在歐氏距離2.25處可將86份種質(zhì)劃分為六大類群,第Ⅰ和第Ⅱ類群為高抗梢腐病種質(zhì),莖徑平均值相同,但第Ⅱ類群在株高、錘度和有效莖數(shù)3個農(nóng)藝性狀上均優(yōu)于第Ⅰ類群,理論產(chǎn)量高于第Ⅰ類群,可作為高產(chǎn)、高糖潛力型種質(zhì)重點利用,其中的云瑞10-336(福農(nóng)71-745×云瑞05-776)莖徑大于3.00 cm,錘度均高于參試的3個生產(chǎn)性品種,具有較大的高產(chǎn)、高糖育種利用潛力,而云瑞15-79和云瑞12-10-20雖然產(chǎn)量相關性狀上具有優(yōu)勢,但調(diào)查時平均錘度偏低,分別為16.70和17.00,不具有高糖育種潛力;第Ⅲ、第Ⅳ、第Ⅴ和第Ⅵ類群為抗病種質(zhì),其中第Ⅲ類群在錘度和有效莖數(shù)上均無明顯優(yōu)勢,應著重加以改良;第Ⅳ類群有效莖數(shù)較多,但錘度較低,可在改良甘蔗分蘗和生勢上有選擇性地利用,但在配制雜交組合時應注意選擇高糖親本以改良后代糖分性狀;第Ⅴ類群在株高、莖徑和錘度3個農(nóng)藝性狀上具有較大優(yōu)勢,蔗莖理論產(chǎn)量高于ROC22號,可作為甘蔗高產(chǎn)高糖育種的優(yōu)良種質(zhì);第Ⅴ類群在聚類圖上又可分為兩個亞類,其中第一亞類(包含生產(chǎn)性品種ROC22號和YZ05-51,12份云瑞種質(zhì))中的云瑞05-157、云瑞10-330、云瑞10-476和云瑞12-399等12份種質(zhì)從調(diào)查的原始數(shù)據(jù)看較第二亞類錘度高,具有更好的糖分育種潛力;第Ⅵ類群只有云瑞13-65,在測定的4個農(nóng)藝性狀中表現(xiàn)較差,在產(chǎn)量和糖分農(nóng)藝性狀上不具有優(yōu)勢(表4)。
抗梢腐病且具有產(chǎn)量和糖分育種利用潛力的種質(zhì)有云瑞04-145、云瑞09-753、云瑞05-283、云瑞05-733、云瑞10-554、云瑞10-472、云瑞10-498、云瑞05-768、云瑞06-4806、云瑞06-6032、云瑞05-785、云瑞08-1276、云瑞06-2885、云瑞09-311、云瑞10-336、云瑞05-157、云瑞10-330、云瑞10-476、云瑞12-399、云瑞05-767、云瑞10-1229、云瑞14-63、云瑞14-89、云瑞14-268、云瑞14-46、云瑞99-113和云瑞15-90共27份,來源于27個組合。其中,云瑞×云瑞型組合4個,CP×云瑞型組合4個,云瑞種質(zhì)作父本的組合19個。新植蔗和宿根蔗均未感染梢腐病的云瑞09-753、云瑞05-768、云瑞08-1276和云瑞06-2885 4份材料,來源于4個不同的組合,其中組合為CP×云瑞類型的有2個,云瑞種質(zhì)作父本的組合有3個。
3 討論
3. 1 甘蔗新植和宿根梢腐發(fā)病差異
甘蔗梢腐病的發(fā)生除與品種本身抗性有關外,還受多種生態(tài)條件的影響(Singh et al.,2006)。新植蔗與宿根蔗間的梢腐病自然發(fā)病率和病情指數(shù)存在明顯差異,宿根蔗的發(fā)病率和病情指數(shù)均極顯著高于新植蔗,與王澤平等(2016b)、羅霆等(2017)的研究結果一致。其主要原因可能是新植蔗收獲后,感染新植蔗的梢腐病病原菌殘活于蔗葉或土表蔗樁,宿根蔗萌發(fā)早,萌發(fā)后易受殘存病原菌的侵染及再侵染,致使發(fā)病率升高,發(fā)病更嚴重。也有部分種質(zhì),如云瑞04-145、云瑞05-189、云瑞05-326和云瑞05-733等23份種質(zhì)(占14.29%)梢腐病病情指數(shù)表現(xiàn)為新植蔗高于宿根蔗,在王澤平等(2016b)、羅霆等(2017)的研究中也有類似現(xiàn)象,本研究中這些種質(zhì)新植蔗的病情指數(shù)絕大部分小于5.00,表現(xiàn)為抗梢腐病,其原因可能有兩點:一是這部分種質(zhì)本身具有一定的抗病性,新植蔗發(fā)病較輕,甘蔗后期生長旺盛時免疫能力提高,梢腐病癥狀逐漸緩解,植株恢復正常,在宿根蔗生長期間,由于相關因素不適宜梢腐病病原菌萌發(fā),因此宿根蔗不發(fā)病或發(fā)病程度較輕;二是受不同年份氣候條件的影響,新植蔗生長年份的氣候條件更利于梢腐病病原菌的萌發(fā)和流行,但也不排除試驗誤差的可能,具體原因可進一步在后續(xù)研究中通過人工接種梢腐病病原菌進行鑒定和分析。部分材料如云瑞03-409、云瑞05-261和云瑞05-271等22份種質(zhì)(表3)新植蔗為高抗而宿根蔗為高感,梢腐病發(fā)病率和病情指數(shù)在新植蔗和宿根蔗上差異明顯,其原因一方面可能是這些材料本身對梢腐病的抗性較差,但由于新植蔗芽的質(zhì)量較好,未表現(xiàn)出高感梢腐病,而宿根蔗芽質(zhì)量下降,植株長勢較差,更易受梢腐病病原菌的入侵;另一方面可能是這些材料宿根性較差,導致宿根蔗梢腐病發(fā)病率和病情指數(shù)極顯著高于新植蔗,因此可作為宿根性強弱研究的優(yōu)良材料利用或進一步關注。
3. 2 云瑞種質(zhì)梢腐病抗性評價
目前,我國甘蔗種植品種以新臺糖系列和粵糖93-159為主,一些新品種如桂糖42號和柳城05-136等也得到一定程度的推廣,但這些品種在不同蔗區(qū)均遭受到不同程度的梢腐病危害(郭強等,2018)。本研究中生產(chǎn)性品種ROC22號表現(xiàn)為抗梢腐病,與羅霆等(2017)、Wang等(2017)的抗性評價結果一致?;浱?3-159表現(xiàn)為高感梢腐病,而在王澤平等(2016a)、羅霆等(2017)的研究中表現(xiàn)為發(fā)病較輕,具有抗病性,說明同一品種在不同蔗區(qū),由于氣候生態(tài)條件、栽培條件、病原菌種群及優(yōu)勢種等不同,表現(xiàn)的抗性差異明顯(Lin et al.,2014)。
云瑞種質(zhì)是較新的甘蔗種質(zhì)資源,加大對云瑞種質(zhì)特性的研究與利用對解決我國甘蔗生產(chǎn)上品種結構單一的問題具有重要意義。本研究云瑞種質(zhì)與CP系列種質(zhì)組配的10個雜交組合中,除云瑞05-690×CP34-425(云瑞05-690宿根蔗感?。┙M合外,其余9個組合后代均表現(xiàn)出一定的抗病性,抗病等級達中抗以上,含大莖野生種57NG208的組合后代絕大部分表現(xiàn)為抗梢腐病,表明此類型的組合對梢腐病具有很好的抗性;云瑞種質(zhì)與ROC系列、德蔗系列種質(zhì)組配的雜交組合,后代對梢腐病抗性分布在多個抗病等級,該類型組合后代群體可作為梢腐病抗性遺傳研究的重要材料。
3. 3 抗梢腐病種質(zhì)資源農(nóng)藝性狀評價
優(yōu)異的甘蔗種質(zhì)除具有抗病性外,還應具有高產(chǎn)、高糖等育種利用潛力。本研究根據(jù)4個主要農(nóng)藝性狀數(shù)據(jù)對評價為高抗和抗梢腐病的84份云瑞種質(zhì)和2個生產(chǎn)性品種(ROC22號和云蔗05-51)進行產(chǎn)量和糖分性狀的育種潛力分析,結果表明,84份抗病云瑞甘蔗種質(zhì)中,具有高產(chǎn)高糖育種利用潛力的27份材料來源于27個組合,其中有云瑞×云瑞型組合4個、CP×云瑞型組合4個,進一步表明CP×云瑞型組合不僅對梢腐病具有很好的抗性,還具有很大的高產(chǎn)高糖育種潛力,該類型的組合可為甘蔗高產(chǎn)高糖和抗梢腐病育種提供寶貴的種質(zhì)材料,應在甘蔗雜交育種中重點利用。27個組合中,19個組合以云瑞種質(zhì)為父本,表明云瑞種質(zhì)作父本在改良品種方面具有很大優(yōu)勢。個別材料如云瑞15-79和云瑞12-10-20,雖然具有較好的產(chǎn)量性狀,但錘度偏低,究其原因是父母本血緣構成簡單,為甘蔗屬栽培原種間雜交而來,不含生產(chǎn)性品種血緣。極端材料如云瑞10-336,在所有參試云瑞種質(zhì)中產(chǎn)量和糖分性狀最好,追蹤其系譜發(fā)現(xiàn)云瑞10-336為高雜交世代材料,系ROC10號和福農(nóng)71-745雜交而來,具有良好的品種特性;而云瑞13-65在84份抗梢腐病云瑞種質(zhì)中產(chǎn)量和糖分性狀表現(xiàn)最差,究其原因是母本云瑞09-180(Zopilata×南澗果蔗)和父本云瑞09-164(Barwilspt×Zopilata)僅含3個熱帶種血緣,產(chǎn)量和糖分性狀還有待改良。類似云瑞13-65類型的材料,雖然綜合經(jīng)濟性狀較差,但遺傳背景簡單,是甘蔗育種單一性狀遺傳研究的優(yōu)良材料。
4 結論
供試云瑞甘蔗種質(zhì)梢腐病病情指數(shù)與甘蔗株高呈極顯著負相關,梢腐病的發(fā)生嚴重影響植株生長,對產(chǎn)量影響巨大。云瑞甘蔗種質(zhì)對梢腐病抗性差異明顯,大部分種質(zhì)易感梢腐病,且宿根蔗較新植蔗發(fā)病率高、發(fā)病更嚴重。CP×云瑞類型組合具有較好的梢腐病抗病性和高產(chǎn)高糖育種潛力,評價出的27份云瑞材料可為今后開展甘蔗抗梢腐病育種和高產(chǎn)高糖育種提供重要種質(zhì)。
參考文獻:
龔振平,于拴倉,蘇同兵,張鳳蘭,余陽俊,趙岫云,張德雙,汪維紅. 2015. 大白菜骨干自交系的苗期抗病性評價[J]. 植物遺傳資源學報,16(6): 1194-1205. [Gong Z P,Yu S C,Su T B,Zhang F L,Yu Y J,Zhao X Y,Zhang D S,Wang W H. 2015. Resistance to main diseases evaluated at seedling stage in core set of chinese cabbage inbred lines[J]. Journal of Plant Genetic Resources,16(6):1194-1205.]
郭強,馬文清,唐利球,秦昌鮮,陳海生. 2018. 甘蔗梢腐病研究現(xiàn)狀與展望[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學,45(6):78-83. [Guo Q,Ma W Q,Tang L Q,Qin C X,Chen H S. 2018. Current status and prospects of sugarcane pokkah boeng disease[J]. Guangdong Agricultural Sciences,45(6):78-83.]
黃鴻能,鄧國安,褒照明,陳玉成. 1990. 東莞糖廠蔗區(qū)甘蔗梢腐病發(fā)生為害的調(diào)查[J]. 甘蔗糖業(yè),(1): 20-23. [Huang H N,Deng G A,Bao Z M,Chen Y C. 1990. Survey of the incidence and damage of pokkah boeng in Dongguan sugar factory area[J]. Sugarcane and Canesugar,(1): 20-23.]
經(jīng)艷芬,邊芯,桃聯(lián)安,董立華,郎榮斌,俞華先,安汝東,周清明,田春艷. 2019. 云瑞10系列甘蔗親本及其組合的雜交育種潛力分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學報,50(1):16-24. [Jing Y F,Bian X,Tao L A,Dong L H,Lang R B,Yu H X,An R D,Zhou Q M,Tian C Y. 2019. Breeding potential analysis of Yunrui 10 series sugarcane parents and their crossing combinations[J]. Journal of Southern Agriculture,50(1):16-24.]
盧文潔. 2007. 甘蔗梢腐病的發(fā)生及綜合防治措施[J]. 作物雜志,(2): 92. [Lu W J. 2007. Occurrence and comprehensive control measures for pokkah boeng disease on sugarcane[J]. Crops,(2): 92.]
羅霆,段維興,黃有總,唐仕云,王澤平,李毅杰,劉平武,林善海. 2017. 2016年廣西柳州和來賓蔗區(qū)甘蔗梢腐病發(fā)生情況及品種抗性分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學報,48(2): 292-296. [Luo T,Duan W X,Huang Y Z,Tang S Y,Wang Z P,Li Y J,Liu P W,Lin S H. 2017. Occurrence of sugarcane pokkah boeng in sugarcane planting areas in cities of Liuzhou and Laibin,Guangxi in 2016 and variety resistance analysis[J].Journal of Southern Agriculture,48(2): 292-296.]
單紅麗,李文鳳,張榮躍,王曉燕,李婕,倉曉燕,尹炯,羅志明,黃應昆. 2018. 甘蔗梢腐病暴發(fā)流行原因及產(chǎn)量糖分損失測定[J]. 中國糖料,40(3):40-42. [Shan H L,Li W F,Zhang R Y,Wang X Y,Li J,Cang X Y,Yin J,Luo Z M,Huang Y K. 2018. Analysis on epidemic reason of sugarcane pokkah boeng and its losses on yield and sucrose content[J]. Sugar Crops of China,40(3):40-42.]
王澤平,陳奕,孫海軍,李毅杰,段維興,周主貴,張木清,林善海. 2016a. 廣西甘蔗主栽品種梢腐病田間抗性初步評價[J]. 熱帶作物學報,37(5):952-957. [Wang Z P,Chen Y,Sun H J,Li Y J,Duan W X,Zhou Z G,Zhang M Q, Lin S H. 2016a. Preliminary evaluation of resistance on pokkah boeng disease of major sugarcane varieties in the field of Guangxi[J]. Chinese Journal of Tropical Crops,37(5):952-957.]
王澤平,段維興,李毅杰,梁強,周主貴,張木清,林善海. 2016b. 甘蔗梢腐病田間抗性評價體系的建立[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學學報,37(3):67-72. [Wang Z P,Duan W X,Li Y J,Liang Q,Zhou Z G,Zhang M Q,Lin S H. 2016b. Establishment of an evaluation system for field resistance against sugarcane pokkah boeng[J]. Journal of South China Agricultural University,37(3):67-72.]
王澤平,劉璐,高軼靜,羅霆,段維興,張保青,楊翠芳,周珊,張革民. 2017. 我國甘蔗梢腐病2種主要病原菌孢子萌發(fā)特性及品種(系)抗性評價[J]. 西南農(nóng)業(yè)學報,30(3):595-601. [Wang Z P,Liu L,Gao Y J,Luo T,Duan W X,Zhang B Q,Yang C F,Zhou S,Zhang G M. 2017. Coni-dial germination of two principle pathogen of pokkah boeng disease in China,and resistance evaluation of su-garcane varieties[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences,30(3):595-601.]
楊榮仲,周會,王倫旺,梁強,唐仕云,賢武,桂意云,經(jīng)艷,雷敬超,鄧宇馳,段維興. 2016. 甘蔗家系農(nóng)藝性狀遺傳力分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學報,47(3):337-342. [Yang R Z,Zhou H,Wang L W,Liang Q,Tang S Y,Xian W,Gui Y Y,Jing Y,Lei J C,Deng Y C,Duan W X. 2016. Heritability analysis of agronomic traits in sugarcane families[J]. Journal of Southern Agriculture,47(3):337-342.]
張玉娟. 2009. 甘蔗梢腐病病原分子檢測及甘蔗組合、品種的抗病性評價[D]. 福州:福建農(nóng)林大學. [Zhang Y J. 2009. Molecular detection and resistance evaluation for pokkah boeng disease of sugarcane[D]. Fuzhou:Fujian Agriculture and Forestry University.]
朱建榮,桃聯(lián)安,董立華,周清明,段惠芬,楊李和,安汝東,劉洪博,經(jīng)艷芬. 2011. 中國本土割手密血緣創(chuàng)新親本材料的利用潛力分析[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學學報,26(1):12-19. [Zhu J R,Tao L A,Dong L H,Zhou Q M,Duan H F,Yang L H,An R D,Liu H B,Jing Y F. 2011. Breeding potential of creation parents derived from china native Saccharum spontaneum in sugarcane[J]. Journal of Yunnan Agricultural University,26(1):12-19.]
Dohare S,Mishra M,Kumar B. 2003. Effect of wilt on juice quality of sugarcane[J]. Annals of Biology,19: 183-186.
Khani K T,Alizadeh A,Nejad R F,Tehrani A S. 2013. Pathogenicity of Fusarium proliferatum,a new causal agent of pokkah boeng in sugarcane[J]. Proceeding of the International Society of Sugar Cane Technologists,28:1-5.
Lin Z Y,Xu S,Que Y X,Wang J H,Comstock J C,Wei J J,McCord P H,Chen B S,Chen R K,Zhang M Q. 2014. Species-specific detection and identification of Fusarium species complex,the causal agent of sugarcane pokkah boeng in China[J]. PLoS One,9(8): e104195.
Martin J,Handojo H,Wismer C. 1989. Pokkah boeng.diseases of sugarcane:Major diseases[M]. New York:Elsevier Science Publishing:157-168.
Singh A,Chunhna S S,Singh A,Singh S B. 2006. Deterioration in sugarcane due to pokkah boeng disease[J]. Sugar Tech,8:187-190.
Siti N M S,Nur Ain Izzati M Z,Azmi A R,Salleh B. 2008. Distribution,morphological characterization and pathogenicity of Fusarium sacchari associated with pokkah boeng disease of sugarcane in Peninsular Malaysia[J]. Pertanika Journal of Tropical Agricultural Sciences,31(2): 279-286.
Vishwakarma S K,Kumar P,Nigam A,Singh A,Kumar A. 2013. Pokkah boeng:An emerging disease of sugarcane[J]. Journal of Plant Pathology and Microbiology,4(3): 2-5.
Wang Z P,Sun H J,Guo Q,Xu S Q,Wang J H,Lin S H,Zhang M Q. 2017. Artificial inoculation method of pokkah boeng disease of sugarcane and screening of resistant germplasm resources in subtropical China[J]. Sugar Tech,19(3): 283-292.
Zakaria L,Hsuan H M,Salleh B. 2011. Mating population of Fusarium section Liseola from rice,sugarcane and maize[J]. Trop Life Science Research,22(2): 93-101.
(責任編輯 麻小燕)