玉米穗腐病的抗性鉴定汇总.docx
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玉米穗腐病的抗性鉴定汇总
玉米穗腐病的抗性鉴定
摘要：
本实验采用人工接种鉴定方法评价了164份分别标有S、F、M、L4个系列类型的特定玉米杂交种对穗腐病的抗性，结果表明：
鉴定的164份材料中，整体抗性良好，其中高抗型占0.6％，抗型占68.3％，中抗型占31.1％，感型占0％，高感型占0％。
不同类型材料中，抗性差异较明显，其中F1~F45型玉米中表现抗及以上的材料最多，占78.0％；S1~S17型玉米中最少，占47.1%；其他M1~M36和L1~L73分别为73.5%和65.3%。
这为选育和种植抗穗腐病玉米材料提供了理论依据。
关键词：
穗腐病;玉米杂交种;抗性鉴定;评价
IdentificationofCornHybridswithResistanceagainstCornEarRot
Abstract:
Thepaperwastoevaluatetheresistanceofdifferentcornhybridsagainstearrot.Usingartificialinoculationmethod,theresistanceof164copiesofdifferentcornhybridsincludingS、F、M、Lagainstearrotwasevaluated.Thecornsampleswithhighresistance,resistance,moderateresistance,susceptibilityandhighsusceptibilitytoearrotamong164copiesofmaterialsinidentificationaccountedfor0.6%,68.3%,31.1%,0%and0%,respectively.Differenttypesofvarietieshadsignificantdifferenceinresistance．Amongcornvarietieswithmoderateresistanceorhighlevel，Fcornaccountedfor78.0%;Scornless,accountingfor47.1％;McomandLcornaccountedfor73.5%and65.3%,respectively.Thepaperprovidedtheoreticalbasisforbreedingandplantingofdifferentcornhybridswithresistanceagainstearrot．
Keywords:
Earrot;Maizehybrid;Identificationofresistance;Evaluation
1前言
1.1玉米穗腐病
玉米穗腐病又称赤霉病、果穗干腐病。
其在田间自幼苗至成熟期都可发生，最典型的症状为种子霉烂、弱苗、茎腐与穗腐，其中以穗腐的经济损失最为严重。
带菌种子播种后，受害重者不能发芽而霉烂，造成缺苗断垄，轻者出苗后生长细弱缓慢，形成弱苗。
大田再侵染发病初期花丝黑褐色，水浸状，穗轴顶端及籽粒变为黄褐色、粉红色或黑褐色，并扩展到果穗的1/3~1/2处，当多雨或湿度大时可扩展到全部果穗。
患病的籽粒表面生有灰白色或淡红色霉层，白絮状或绒状，果穗松软，穗轴黑褐色，髓部浅黄色或粉红色，折断露出维管组织。
[1]
1.2玉米穗腐病的病原及其形态特征
玉米穗腐病为多种病原菌侵染引起的病害，主要由禾谷镰孢菌（FusariumgraminearumSchw.）、青霉菌（Penicilliumspp.）、曲霉菌（Aspergillussp.）等20多种霉菌侵染所引起，其中，禾谷镰孢菌为优势菌种。
[2]
禾谷镰孢菌（FusariumgraminearumSchw.）又称禾谷镰刀菌，属半知菌亚门真菌。
有性阶段为Gibberellazeae（Schw.）Petch.。
它有分生孢子（无性孢子）和子囊孢子（有性孢子）2种孢子。
分生孢子呈镰孢形，有隔膜2~7个，顶端钝圆或略微收缩，基部有明显的足细胞，大型分生孢子，分隔明显，多数有3个隔膜，大小为（3~6）μm×（25~72）μm。
小型分生孢子极少或没有，无厚膜孢子。
子囊壳散生病部表面，卵形至圆锥状，紫黑色或深蓝色，大小约为（100~250）μm×（150~300）μm。
子囊孢子由子囊中释放，子囊无色，呈棍棒状，大小为（8~15）μm×（35~84）μm内含8个子囊孢子。
子囊孢子无色呈纺锤形，两端钝圆，大小为（3~6）μm×（16~33）μm，多为3个隔膜。
[3]
1.3发病条件
综合国内外研究，引起穗腐病主要有外因和内因两方面。
内因是由种子带菌造成系统侵染和空气传播病原菌抱了引起发病。
外因主要是气候因素和人为因素。
外界温度、湿度、降水等是影响穗腐病的重要因素。
寡照多湿、荫敝的条件有利发病；海拔2000米以上，雨量充沛，光照短的冷凉山区发病重于低海拔区；高密度种植地发病重于稀植地；温度在8℃~20℃和相对温度在75%以上有利病菌发展危害；生育后期低温多雨发病重。
生理性破裂和人为造成的子粒破裂均促进病菌侵染，使病原菌由侵染部位向周围扩展。
[4,5]
1.4病害循环
1.4.1初侵染来源
禾谷镰孢菌侵染宿主通常是通过孢子进行二次侵染。
在自然条件下，病害的初侵染源主要来自病菌越冬后在各种残体上产生的子囊孢子，病残体包括遗留在田间地表面和堆集在场院和地头的秸秆等。
其次是以分生孢子附着在种子表面越冬，在来年春季温暖潮湿的天气条件下，子囊壳开始形成和发育成熟并释放出子囊孢子，成为侵染源。
[6]
1.4.2传播
病菌的分生孢子主要借气流、雨水传播。
1.4.3发病过程
玉米生长季节，条件适宜时，越冬的分生孢子及菌丝体上产生的分生孢子借气流、雨水传播到玉米上侵染发病，引起初侵染。
第二年，一遇阴雨潮湿的环境条件，病菌的子囊孢子就会很快生长成熟，遇风飞散，在玉米吐雄时，落入较松散的叶鞘里直接或经伤口侵入，也可从茎秆基部、不定芽或花丝、穗梗的苞叶间直接侵入飘落在玉米的花丝上，引起病害，特别是进入夏季，多雨潮湿，温度在25℃以上，湿度达80%的条件正适合病菌的生长和流行。
病斑上产生的新的分生孢子随风雨、气流传播进行再侵染。
由于潜育期短、再加上生长季节雨水多、病菌产孢量大，所以，玉米生长季节可有多次再侵染，使病害迅速发展。
玉米收获后，病原菌又随病残体在土壤中及玉米秸杆上越冬，完成病害循环。
[7]
1.5经济危害
玉米穗腐病发病面积广，发病率高，受病籽粒黑褐色或红褐色，百粒重降低1/2以上，品质变坏。
人畜使用后，可能会引起中毒反应，使其籽粒失去食用或饲用价值，从而造成巨大经济损失。
[8]
2材料与方法
2.1供试材料
供试材料为山西农大玉米材料的164份S1~S17,F1~F45,M1~M36,L1~L73的4个类型的特用玉米材料，参试材料由山西省农作物材料审定办公室提供。
供试菌株采集上年中度感病材料植株，自然风干后放室内保存。
2.2试验方法
2.2.1病株采集与病原菌分离
以常规组织分离法，对采集病样的病粒和穗轴上的病原菌进行了分离纯化：
将玉米病粒置于70%酒精中浸泡几秒钟，取出后用无菌水冲洗干净，灭菌滤纸吸干表面的水份，然后用无菌刀片将其切成小块，置于2%的水琼脂平板表面，每平板4~5块，之后置于25℃的恒温培养箱内培养。
穗轴上的病原菌分离，则无需进行表面消毒，可切开穗轴，直接切取穗轴里而的小块组织，置于2%的水琼脂平板中培养，待长出菌落后，用稀释平板法进行单孢分离。
然后利用形态学分类方法对单孢分离物进行初步鉴定，确认为禾谷镰孢。
[9]
2.2.2菌种培养制备
先将试管中的禾谷镰孢菌接种在土豆培养基（PotatoDextroseAger,PDA）上，25℃恒温培养一周。
再将小麦粒与粗砂按3:
1混合，放在300ml三角瓶中洗净，浸泡吸足水后，将里面水沥干灭菌。
灭菌后在无菌条件下将平板培养基用打孔器打成菌饼，再将菌饼接种在麦粒中，25℃恒温培养，直至菌丝长满麦粒。
再将牙签仔水中浸泡煮后，捞出粘上小麦面粉，装在耐高温塑料袋中灭菌。
灭菌后在无菌条件下将长满菌的麦粒砂接种在牙签中，直到牙签长满菌后备用。
[10,11]
2.3供试玉米植株的培育
试验于2013年4月在山西农业大学农作站进行，鉴定圃土质为砂壤土，水肥条件适宜，具备良好的自然发病环境。
鉴定小区行长3m，行距0.7m，每行留苗25株~30株，每组材料种植两行。
2.4接种时期
接种时期：
在玉米乳熟期进行接种，接种时间选在傍晚[12]。
2.5接种方法
采用带菌牙签刺入法：
对玉米苞叶表面消毒后，用锥子在玉米雌穗中部斜向上横刺入穗轴心部，拔出锥子后，把将带有禾谷镰胞菌的牙签小心插入孔中，牙签一直保留在穗上至收获。
[13,14]
2.6调查时间
玉米成熟后进行，根据发病等级记录数据。
2.7病情调查与抗性评价标准
玉米乳熟后期，根据玉米果穗上腐烂面积大小划分病情等级，评价材料抗病性。
抗性评价标准参照表1.
表1玉米穗腐病抗性评价标准[15]
Table1Standardforresistanceevaluationofgibberellaearrotofmaize
病情级别
评价标准
抗性标准
1
发病面积占果穗面积0%～1%
高抗
3
发病面积占果穗面积2%～10%
抗
5
发病面积占果穗面积11%～25%
中抗
7
发病面积占果穗面积26%～50%
感
9
发病面积占果穗面积50%～100%
高感
3结果与分析
3.1全部玉米材料对穗腐病的抗性鉴定结果
鉴定结果表明，在164份玉米材料中，对穗腐病表现高抗的有1份，占鉴定总数的0.6％；表现抗病的有112份，占鉴定总数的68.3％；表现中抗的有51份，占鉴定总数的31.1％；表现感病的有0份，占鉴定总数的0％；表现高感的有0份，占鉴定总数的0％（图1、表2）。
图1全部材料中不同抗性材料的数量
Fig1Thenumberofdifferentresistantmaterialsinallmaterials
表2全部材料中不同抗性材料的百分比
Table2Thepercentageofdifferentresistantmaterialsinallmaterials
抗性级别
高抗
抗
中抗
感
高感
全部材料中各级份数
1
112
51
0
0
占全部材料的百分比
0.6
68.3
31.1
0
0
3.2早熟（S1~S17）玉米材料对穗腐病的抗性鉴定结果
鉴定结果表明，在17份早熟玉米材料中，对穗腐病表现高抗的有0份，占鉴定总数的0％；表现抗病的有8份，占鉴定总数的47.1％；表现中抗的有9份，占鉴定总数的52.9％；表现感病的有0份，占鉴定总数的0％；表现高感的有0份，占鉴定总数的0％（图2、表4）。
表32013年度玉米穗腐病抗性鉴定结果（S材料）
Table3EarrotresistanceofSmaterialsidentificationresultsin2013
材料
编号
平均
病情
抗性
评价
材料
编号
平均
病情
抗性
评价
材料
编号
平均
病情
抗性
评价
S1
5.2
中抗
S7
2.3
抗
S13
3.9
中抗
S2
4.3
中抗
S8
4.6
中抗
S14
2.9
抗
S3
4.3
中抗
S9
2.6
抗
S15
2.8
抗
S4
3.9
中抗
S10
3.2
抗
S16
4.8
中抗
S5
3
抗
S11
2.8
抗
S17
2.9
抗
S6
4.3
中抗
S12
3.9
中抗
图2早熟（S）材料中不同抗性材料的数量
Fig2Thenumberofdifferentresistantmaterialsinprecocious（S）materials
表4早熟（S）材料中不同抗性材料的百分比
Table4Thepercentageofdifferentresistantmaterialsinprecocious（S）materials
抗性级别
高抗
抗
中抗
感
高感
早熟材料中各级份数
0
8
9
0
0
占早熟材料的百分比
0
47.1
52.9
0
0
3.3复播（F1~F45）玉米材料对穗腐病的抗性鉴定结果
鉴定结果表明，在41份（无F10、F21、F26、F38）复播玉米材料中，对穗腐病表现高抗的有1份，占鉴定总数的2.4％；表现抗病的有31份，占鉴定总数的75.6％；表现中抗的有9份，占鉴定总数的22.0％；表现感病的有0份，占鉴定总数的0％；表现高感的有0份，占鉴定总数的0％（图3、表6）。
表52013年度玉米穗腐病抗性鉴定结果（F材料）
Table5EarrotresistanceofFmaterialsidentificationresultsin2013
材料
平均
抗性
材料
平均
抗性
材料
平均
抗性
编号
病情
评价
编号
病情
评价
编号
病情
评价
F1
3.2
抗
F16
3
抗
F32
1.6
抗
F2
3.1
抗
F17
3
抗
F33
1.9
抗
F3
3
抗
F18
2.5
抗
F34
1
高抗
F4
1.9
抗
F19
2.7
抗
F35
2.5
抗
F5
2.4
抗
F20
3.1
抗
F36
3.8
中抗
F6
2.1
抗
F22
3.3
抗
F37
3
抗
F7
4.7
中抗
F23
2.5
抗
F39
2.8
抗
F8
2.1
抗
F24
3.8
中抗
F40
2.2
抗
F9
3.4
抗
F25
4.3
中抗
F41
3
抗
F11
2.8
抗
F27
4.3
中抗
F42
3.8
中抗
F12
3.8
中抗
F28
3.3
抗
F43
2.8
抗
F13
4
中抗
F29
2.4
抗
F44
2.4
抗
F14
2.4
抗
F30
2.8
抗
F45
3.3
抗
F15
2.9
抗
F31
2.7
抗
图3复播（F）材料中不同抗性材料的数量
Fig3Thenumberofdifferentresistantmaterialsinmulticasting（F）materials
表6复播（F）材料中不同抗性材料的百分比
Table6Thepercentageofdifferentresistantmaterialsinmulticasting（F）materials
抗性级别
高抗
抗
中抗
感
高感
复播材料中各级份数
1
31
9
0
0
占特种材料的百分比
2.4
75.6
22.0
0
0
3.4中熟（M1~M36）玉米材料对穗腐病的抗性鉴定结果
鉴定结果表明，在34份（无M2、M14）中熟玉米材料中，对穗腐病表现高抗的有0份，占鉴定总数的0％；表现抗病的有25份，占鉴定总数的73.5％；表现中抗的有9份，占鉴定总数的26.5％；表现感病的有0份，占鉴定总数的0％；表现高感的有0份，占鉴定总数的0％（图4、表8）。
表72013年度玉米穗腐病抗性鉴定结果（M材料）
Table7EarrotresistanceofMmaterialsidentificationresultsin2013
材料
平均
抗性
材料
平均
抗性
材料
平均
抗性
编号
病情
评价
编号
病情
评价
编号
病情
评价
M1
4.2
中抗
M15
4
中抗
M27
3.5
抗
M3
2
抗
M16
2.5
抗
M28
2.7
抗
M4
4
中抗
M17
3.3
抗
M29
3.4
抗
M5
2.1
抗
M18
3.1
抗
M30
2.8
抗
M6
2.8
抗
M19
4.6
中抗
M31
2.3
抗
M7
3
抗
M20
2.6
抗
M32
1.6
抗
M8
2.1
抗
M21
2
抗
M33
2.8
抗
M9
3.2
抗
M22
2.7
抗
M34
1.8
抗
M10
4.4
中抗
M23
2.6
抗
M35
4.2
中抗
M11
3.2
抗
M24
1.9
抗
M36
3
抗
M12
4.3
中抗
M25
3
抗
M13
3.9
中抗
M26
5
中抗
图4中熟（M）材料中不同抗性材料的数量
Fig4Thenumberofdifferentresistantmaterialsinmediummaturity（M）materials
表8中熟（M）材料中不同抗性材料的百分比
Table8Thepercentageofdifferentresistantmaterialsinmediummaturity（M）materials
抗性级别
高抗
抗
中抗
感
高感
中熟材料中各级份数
0
25
9
0
0
占中熟材料的百分比
0
73.5
26.5
0
0
3.5晚熟（L1~L73）玉米材料对穗腐病的抗性鉴定结果
鉴定结果表明，在72份（无L49）晚熟玉米材料中，对穗腐病表现高抗的有0份，占鉴定总数的0％；表现抗病的有47份，占鉴定总数的65.3％；表现中抗的有25份，占鉴定总数的34.7％；表现感病的有0份，占鉴定总数的0％；表现高感的有0份，占鉴定总数的0%（图5、表10）。
表92013年度玉米穗腐病抗性鉴定结果（L材料）
Table9EarrotresistanceofLmaterialsidentificationresultsin2013
材料
平均
抗性
材料
平均
抗性
材料
平均
抗性
编号
病情
评价
编号
病情
评价
编号
病情
评价
L1
2.8
抗
L25
4
中抗
L50
3.4
抗
L2
3
抗
L26
4.5
中抗
L51
3.8
中抗
L3
2.8
抗
L27
3.6
中抗
L52
3.3
抗
L4
2.6
抗
L28
3.7
中抗
L53
3.8
中抗
L5
4
中抗
L29
3.4
抗
L54
3
抗
L6
3.3
抗
L30
3
抗
L55
3.9
中抗
L7
3
抗
L31
2.8
抗
L56
4.1
中抗
L8
2.1
抗
L32
3.4
抗
L57
2.6
抗
L9
2.3
抗
L33
3.4
抗
L58
3.8
中抗
L10
3.7
中抗
L34
2.9
抗
L59
3.4
抗
L11
2.8
抗
L35
3.5
抗
L60
3.5
抗
L12
2.7
抗
L36
3.9
中抗
L61
2.8
抗
L13
2.8
抗
L37
3.5
抗
L62
3
抗
L14
3.2
抗
L38
2.7
抗
L63
3
抗
L15
3.7
中抗
L39
2.9
抗
L64
3.8
中抗
L16
3.2
抗
L40
5
中抗
L65
2.7
抗
L17
3.4
抗
L41
3
抗
L66
5
中抗
L18
3.8
中抗
L42
2.3
抗
L67
4.3
中抗
L19
2.7
抗
L43
3.4
抗
L68
3.8
中抗
L20
3.7
中抗
L44
4.7
中抗
L69
5
中抗
L21
3
抗
L45
3.4
抗
L70
2.6
抗
L22
3.6
中抗
L46
3
抗
L71
4.3
中抗
L23
3
抗
L47
3.8
中抗
L72
2.6
抗
L24
3
抗
L48
3
抗
L73
3
抗
图5晚熟（L）材料中不同抗性材料的数量
Fig5ThenumberofdifferentresistantmaterialsinLate-maturing（M）materials
表10晚熟（L）材料中不同抗性材料的百分比
Table10ThepercentageofdifferentresistantmaterialsinLate-maturing（M）materials
抗性级别
高抗
抗
中抗
感
高感
晚熟材料中各级份数
0
47
25
0
0
占晚熟材料的百分比
0
65.3
34.7
0
0
4结论与讨论
4.1结论
同类型玉米材料中S系列材料表现抗及以上的有8份，占该系列材料鉴定总数的比例为47.1%；F系列材料抗及以上的有32份，占该系列材料鉴定总数的比例为78.0%；M系列材料抗及以上的有25份，占该系列材料鉴定总数的比例为73.5%；L系列材料抗及以上的有47份，占该系列材料鉴定总数的比例为65.3%。
其中四个系列的材料均无出现感或高感表现。
鉴定结果表明不同玉米材料对玉米穗腐病的抗性差异不同，每个品种对穗腐病的抗性整体较强,供试的玉米品种整体上对玉米穗腐病抗性比较好.
4.2病原菌的分化
本研究的穗腐病病原菌均来自山西太谷，而近几年的研究表明,禾谷镰孢菌间的遗传变异性很强，易受地域、环境和寄生部位选择作用的影响，出现明显的分化现象，这导致相同品种可能在地区间抗性水平也出现极大的差异。
[16]近年来，国际上已经将禾谷镰孢菌种下划分为9个进化群，并重新命名，而我国在这方面研究还很少。
因此,在开展品种资源抗性研究的同时,还应利用已有的鉴别寄主体系,全面分析来自我国不同生态地区玉米穗腐病的病原组成，禾谷镰孢菌种群分化、系统的发育、遗传多样性和产毒类型，建立我国禾谷镰孢菌存在的进化类型与致病力以及形态学特征的关系，以便明确品种资源的抗性本质与特点，这对品种资源抗性的正确应用，科学地指导玉米品种在生产上的推广种植，将是更为有益的。
[17]
另外,
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