玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病抗性鉴定与评价

【目的】 系统评价新疆玉米种质资源对玉米茎腐病优势病原菌的抗性水平,为玉米抗茎腐病遗传育种及防治提供科学依据。【方法】 采用田间人工土壤埋接法,对62份玉米种质资源进行抗肿囊腐霉(P. inflatum)茎腐病水平鉴定,鉴定及评价100份玉米种质资源的抗镰孢茎腐病水平。【结果】 62份种质资源抗肿囊腐霉(P. inflatum)茎腐病达到高抗(HR)7份,占比11.29%,抗(R)、中抗(MR)、感(S)、高感(MS)材料分别为5份、18份、5份和27份,依次占比8%、29%、8%和24%。100份种质资源抗镰孢茎腐病鉴定与评价则筛选出高抗(HR)、抗(R)、中抗(MR)、感(S)、高感(MS)材料分别为14份、16份、37份、15份和18份。病株率与株高、穗长、穗粗呈极显著负相关,高杆穗粗的玉米品种具有良好的抗病基础。而干穗重、粒重、百粒重与病株率呈显著或极显著负相关,病株率对产量指标具有极大的影响。21KBL054抽雄期、吐丝期、散粉期受影响程度较小,分别推迟2、2和4 d,21KBL096受影响程度严重,抽雄期、吐丝期、散粉期则分别推迟13、12和8 d。21KBL058病株平均株高(224.80cm)、穗位(83.09 cm)较对照相比分别增长(22.15%、51.76%),而处于同一抗性水平的21KBL045病株平均株高、穗位为186.50和72.64 cm,较对照相比增幅仅为(-0.40%、3.04%)受影响程度较小。【结论】 筛选出21KBL096、21KBL030、21KBL033等优异抗病性且田间性状稳定的抗病品种。     

玉米种质对镰孢菌茎腐病的表型抗性鉴定

对60份玉米种质进行了玉米镰孢菌茎腐病的田间表型抗性鉴定,试验结果表明,表现3级及以上抗性种质24份,5级中抗种质25份,表现感病和高度感病的种质11份。供试的玉米种质对镰孢菌茎腐病的表型抗病性表现总体较好,筛选出的抗性种质丰富和拓宽了镰孢菌茎腐病的抗性基因遗传基础,对镰孢菌茎腐病抗性新种质选育和抗病育种具有重要的利用价值,并为生产上有效地进行抗性基因轮换提供科学依据。     

安徽凤阳玉米茎基腐病主要病原菌鉴定 及玉米新种质（自交系）的抗性分析

从凤阳县不同的玉米种植区采集玉米茎基腐病病株进行分离、纯化培养,并用分子生物学方法对病原菌进行鉴定。结果表明,凤阳的玉米茎基腐病的病原菌主要为禾谷镰孢菌(Fusarium.graminearum)、串珠镰孢菌(Fusarium.verticillioides)、尖孢镰孢菌(Fusarium.axysporum)、层出镰孢菌(Fusarium.proliferatum)和木贼镰孢菌(Fusarium.equiseti),其中,禾谷镰孢菌的分离频率最高,达47.05%,串珠镰孢菌次之,达26.47%。通过菌丝生长速度和致病性测定得出禾谷镰孢菌菌株QF12的致病性较强;品种抗性试验结果表明,玉米新种质(自交系)HZC15083、HZC15109、HZC15115、HZC15117和HZC15126达到中抗水平,13个新种质(自交系)为高感品种,1个为感病品种。     

玉米品种抗茎腐病鉴定

本试验采用田间人工接种鉴定方法,对东北春玉米区103份玉米主推品种进行玉米茎腐病抗性评价与监测。结果表明:对茎腐病表现高抗29份,表现抗病31份,表现中抗27份,表现感病13份,表现高感3份。筛选出抗性较好品种87份,占总数的84.5%。     

国内玉米骨干系回交选育后茎腐病抗病性鉴定分析

鉴定试验材料共22份。应用人工根埋接种的方法进行玉米茎基腐病鉴定与评价,大斑病、灰斑病、弯孢菌叶斑病为自然发病调查。2008年已对回交导入群体在丹东地区进行了首次抗茎腐病鉴定筛选,2009年对这些材料做重复抗茎腐病筛选鉴定。结果表明综合性状良好的高抗品种3份。种质资源的引进和创新利用是玉米新品种选育的关键。本试验的主要目的是,在对我国各区域玉米骨干自交系和外来种质施加外因压力,在逆境下筛选优良玉米材料,从而推进我国玉米种质改良和创新工作,为我国玉米育种提供丰富的遗传基础材料,并为我国不同区域玉米生产提供优良玉米自交系材料及杂交新品种。     

玉米抗茎腐病育种研究进展

较系统地综述了玉米茎腐病的发生、危害、症状、分级标准、侵染规律、抗病鉴定和抗性遗传规律的研究进展,列举了各单位抗玉米茎腐病骨干自交系的鉴定结果,为抗病育种及种质改良提供依据。     

玉米抗茎腐病育种的研究

对由腐霉菌引起的玉米茎腐病的抗性遗传研究结果表明：玉米对茎腐病的抗性存在极显著差异。正反交差异不明显，属于核遗传，为不完全显性。杂种Ｆ１代的抗性受双亲抗性的形响。基因加性效应大于显性效应，属于数量性状遗传，抗性遗传力较高。１０个抗感性稳定的玉米自交系间一般配合力（ＧＣＡ）和特殊配合力（ＳＣＡ）存在极显著差异。在玉米抗茎腐病的育种中，要重视抗原的筛选和抗性配合的测定。只有选用高抗腐病，且一般配合力较高的亲本，才能选配出理想的抗病杂交种。     

玉米抗穗腐病研究进展

玉米是世界上最重要的农作物之一,中国玉米总产量占全国所有谷物产量的38.12%。穗腐病是玉米生产中的重要病害,在降低玉米产量和品质的同时,产生的毒素也危害人畜安全。抗性品种的选育和利用是控制玉米穗腐病的经济、安全和有效措施。目前,国内外对玉米穗腐病的致病菌进行了较为详细的研究,鉴定出40余种病原真菌,其中拟轮枝镰孢、禾谷镰孢和黄曲霉引起的穗腐病发生普遍,危害最为严重。建立了4种玉米抗穗腐病鉴定的方法,即双牙签接种法、花丝喷雾法、花丝通道注射法和针刺果穗注射法,从数千份玉米种质资源中筛选出一批抗拟轮枝镰孢、禾谷镰孢或黄曲霉穗腐病的材料。明确了玉米抗穗腐病的物理与生化机制,主要表现为抗侵染和抗扩散两个方面。对部分材料进行了抗性遗传分析和抗性基因QTL定位研究,在玉米1-8号染色体上检测到60余个抗黄曲霉侵染或抑制黄曲霉毒素积累的QTL;定位了55个抗拟轮枝镰孢穗腐病、29个抗禾谷镰孢穗腐病、16个抗伏马毒素和DON毒素的QTL,并通过meta-QTL分析获得了数个能稳定表达且贡献率较大的QTL位点。创制了10余份抗穗腐病种质,育成了少数对穗腐病具有较好抗性的玉米新品种。尽管如此,抗性研究和抗病育种成果用于生产实践的事例仍很少,生产上缺乏抗穗腐病且高产优质的玉米品种。本文从玉米穗腐病病原类型、抗性种质筛选与评价、抗性遗传及抗性基因的发掘与分子定位、抗性机制、抗病品种的选育等方面对国内外玉米抗穗腐病研究进行了综述,并对今后的相关研究进行了展望,以期对促进玉米抗穗腐病研究有所裨益。     

玉米新组合对茎腐病的抗性鉴定

采用田间人工土壤埋接法,测定了18份玉米新组合对禾谷镰孢菌茎腐病的抗性。结果表明,玉米组合接种禾谷镰孢菌后,都有不同程度的茎腐病发生。经鉴定,抗性组合为2个,占鉴定组合总数的11.1%;中抗组合为4个,占22.2%;感病组合为2个,占11.1%;高感组合为10个,占55.6%,其中B36和B38的田间发病率为8.3%,对茎腐病达到抗性水平。分析比较各个组合未接种和接种的产量,B36和B38组合未接种时的产量分别为8 691.0和8 362.5 kg/hm2,接种后的产量分别为6 760.5和7 012.5 kg/hm2,是较好的抗茎腐病高产、稳产组合。     

黄淮海夏玉米主产区茎腐病主要病原菌及优势种分析

【目的】 明确黄淮海夏玉米主产区玉米茎腐病的主要病原菌组成及优势种,为病原菌致病机制、抗性育种及茎腐病防治提供依据。【方法】 于2014—2017年采集黄淮海夏玉米主产区3个省（河北、河南、山东）的玉米茎腐病样本850份。通过形态学、通用引物和特异引物对病组织分离物进行鉴定,并采用上述引物直接检测病组织。整合分析分离物鉴定法和组织分子检测法的结果以确定玉米茎腐病的主要病原菌及优势种;分析主要病原菌在各省间以及同一省份不同年度的检出率,揭示主要病原菌的种群动态变化;分析单个样本中病原菌的检出率,探讨多种病原菌的共存模式。【结果】 有667份样本检测出真菌或卵菌,占总样本的78.47%;年度间样本检出率存在差异,2014年的检出率不足50%,而2015—2017年的检出率相近,均高于90%。在所有样本中共检出20属46种真菌或卵菌,其中镰孢菌（Fusarium spp.）的检出率最高,为89.96%,包括禾谷镰孢复合种（F. graminearum species complex）、层出镰孢（F. proliferatum）、拟轮枝镰孢（F. verticillioides）、厚垣镰孢（F. chlamydosporum）、亚粘团镰孢（F. subglutinans）、尖镰孢（F. oxysporum）、黄色镰孢（F. culmorum）、藤仓镰孢（F. fujikuroi）、变红镰孢（F. incarnatum）、木贼镰孢（F. equiseti）和茄镰孢（F. solani）11个种;腐霉菌（Pythium spp.）的检出率为34.18%,包括芒孢腐霉（P. aristosporum）、禾生腐霉（P. graminicola）、棘腐霉（P. acanthicum）、孤雌腐霉（P. amasculinum）和寡雄腐霉（P. oligandrum）5个种。拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢为4种主要病原菌,检出率依次为62.07%、46.93%、29.09%和28.04%,其中拟轮枝镰孢为优势种。各省之间,上述4种主要病原菌的检出率存在一定差异。拟轮枝镰孢在河北省的检出率为73.98%,明显高于该菌在河南省和山东省的检出率;禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率分别为35.78%和34.31%,均高于在其他两省的检出率。同一省份不同年度上述4种主要病原菌的检出率呈动态变化,其中任何一种病原菌均有可能上升为优势种。进一步分析表明,单个样本中可以检测出一种或多种病原菌,检测出1种菌的样本占38.38%,检出2种和3种病原菌的样本分别占29.24%和19.04%;2种及以上病原菌共存以镰孢菌和腐霉菌、镰孢菌和镰孢菌模式为主。【结论】 黄淮海夏玉米主产区茎腐病主要病原菌为拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢,其中拟轮枝镰孢为优势种;拟轮枝镰孢在河北省的检出率最高,层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率最高,禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;单个样本中存在多种病原菌共存的模式。     

玉米茎腐病抗性鉴定接种方法研究

采用玉米播种时埋菌接种和成株期伤茎根埋法接种相结合的方法,对20个夏玉米品种进行茎腐病的人工接种抗病性鉴定,探索玉米茎腐病人工接种的新方法。结果表明,此接种方法能很好地诱发玉米植株发病,20个夏玉米品种对玉米茎腐病表现出不同程度的抗性水平,发病率为4.8%~38.9%,抗病类型有S、R、MR、HR4种类型。     

我国玉米穗、茎腐病病害研究现状与展望

详述了中国在玉米穗腐病和茎腐病的病原学、发生规律、致病与抗病机理及综合防治理论与实践方面主要研究进展。介绍了国内关于玉米穗、茎腐病病原学和发生规律研究规律研究方面的主要学术观点,并进行了讨论;在系统研究的基础上,提出了茎腐病抗机制的基本模式;从侵染循环、血清学、可溶性蛋白、同工酶谱和ＤＮＡ多态性分析等不同水平上,阐述了玉米穗腐病与茎腐病在病原学和发生规律方面的内在关系,为两种病害的综合防治奠定了重要理论的基础。     

玉米穗,茎腐病病原学相互关系及发病条件的研究

玉米穗、茎腐病病原学的相互关系研究表明：其优势致病菌禾谷镰孢菌和串珠镰抱菌均可交互侵染引起这两种病害,并且能从植株的外侧和内部由基部向穗部传染,初步证实引起穗腐病的镰孢菌是来自茎腐病的镰孢菌。穗、茎腐病的发病条件试验结果显示,玉米茎腐病与玉米品种的抗性、生育期、种植密度、地势、降水和施肥等的关系极为密切,而玉米穗腐病与玉米品种的抗性、土壤类型、种植形式和螟害的关系密切。通过施用钾肥和防治玉米螟可有效地减轻玉米茎腐病和穗腐病的危害。     

玉米细菌性茎腐病鉴别与防治

玉米细菌性茎腐病由菊欧文氏菌玉米致病变种和猝倒假单胞菌引起,高温、高湿的气候条件、连作和虫害等都易导致病害的发生,并且提出了防治措施。     

基于国家果树种质南京桃资源圃的桃褐腐病抗性评价

【目的】褐腐病是危害桃果实的最严重病害之一,在采收前后造成大量果实损失,开展桃褐腐病抗性的系统鉴定评价,筛选抗性资源,为褐腐病抗性育种的亲本选配提供遗传资源,是解决栽培品种褐腐病抗性不强的长久之策。【方法】2018—2021年,以国家果树种质南京桃资源圃的种质资源为试材,采收8.0—8.5成熟度的果实,无损接种616份,有损接种505份,观测无损接种的病果率每天增加百分比（%）和有损接种的病斑直径扩展速率（cm·d^-1）,以平均值和0.5标准差建立9级抗性评价体系,比较不同种质类型、果实类型、来源地的褐腐病抗性,并分析抗性指标与其他果实性状的相关性。【结果】无损接种病果率每天增加百分比为（11.22±5.96）%,变异系数为35.48,基于此指标建立的9级抗性评价体系中,抗性1级（<0.80%）的种质资源缺失,2级（0.80—3.78%）中含有10份抗性较强的种质资源,3级（3.78%—6.76%）134份,4级（6.76%—9.73%）157份,5级（9.73%—12.71%）122份,6级（12.71%—15.68%）73份,7级（15.68%—18.66%）60份,8级（18.66%—21.64%）21份,9级（>21.64%）39份。无损接种病斑直径扩展速率为（1.71±0.21）cm·d^-1,变异系数为0.18,基于此指标的9级评价体系中,1级（<0.98 cm·d^-1）含11份种质资源,2级（0.98—1.19 cm·d^-1）28份,3级（1.19—1.40 cm·d^-1）72份,4级（1.40—1.61 cm·d^-1）109份,5级（1.61—1.83 cm·d^-1）103份,6级（1.83—2.04 cm·d^-1）82份,7级（2.04—2.25 cm·d^-1）45份,8级（2.25—2.46 cm·d^-1）29份,9级（>2.46 cm·d^-1）26份。无损接种病果率每天增加百分比（y）与有损接种病斑扩展速率（x）的回归为关系为y=6.2073x（R²=0.1839）,线性程度较低。分组均值比较发现中国桃野生资源相对具有较强的褐腐病抗性,是抗性资源挖掘的重点。无损接种病果率每天增加百分比与有损接种病斑扩展速率2个指标均与果实带皮硬度（r=-0.234）和去皮硬度（r=-0.240）呈极显著负相关,与单果重（r=0.427）和着色程度（r=0.319）呈极显著正相关,但相关系数较低。【结论】分别建立了基于无损接种病果率每天增加百分比（%）和有损接种病斑直径扩展速率（cm∙d^-1）的褐腐病抗性9级评价体系;筛选出抗侵染能力较强的种质资源10份,抗扩展能力较强的种质资源11份。     

我国部分常用玉米种质资源对镰孢菌病害的抗性评价

【目的】玉米穗腐病、茎腐病和鞘腐病是我国玉米产区普遍发生的三大镰孢菌（Fusarium spp.）病害,近年来有严重混和发生的趋势,三大病害主要致病菌分别为拟轮枝镰孢（F. verticillioides）、禾谷镰孢（F. graminearum）和层出镰孢（F. proliferatum）。种植抗病品种是控制该类病害最经济有效的方法,本研究旨在筛选出单抗或兼抗穗腐病、茎腐病和鞘腐病的玉米种质,为玉米品种的科学选育和合理布局提供参考。【方法】选取我国玉米种质B73、B37、郑58、昌7-2、齐319等16个常用育种自交系,将玉米穗腐病主要病原菌拟轮枝镰孢、茎腐病主要病原菌禾谷镰孢及鞘腐病主要病原菌层出镰孢分别接种于玉米果穗、茎秆及叶鞘,具体方法为待整株长到吐丝期用连动注射器将拟轮枝镰孢孢子悬浮液沿花丝通道注射到健康玉米果穗;将健康玉米地上第一节的茎部用针扎孔后向其中注射禾谷镰孢孢子悬浮液;将层出镰孢孢子悬浮液沿健康玉米植株叶基部接种到地上2—5节间的叶鞘内。以上各种接种方式均使用无菌水作为对照。在2016年和2018年度进行人工田间接种试验,通过评价穗腐病、鞘腐病的病情指数以及茎腐病发病面积,评估所选自交系对以上镰孢菌引起的穗腐病、茎腐病和鞘腐病的抗性级别。【结果】供试自交系中吉853、OH43和X178对穗腐病表现为中抗,B73、B37、PH6WC、掖478、郑58、9058、昌7-2、浚928、Mo17、A619、PH4CV、齐319和13-1077共13份材料为感病或高感;齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对茎腐病表现为中抗或高抗,郑58、掖478、PH6WC、浚928、吉853、A619和OH43共7份材料表现为感病或高感;B73、B37、郑58、掖478、PH6WC、9058、昌7-2、吉853、浚928、Mo17、A619、PH4CV、OH43、齐319和13-1077共15份材料对鞘腐病表现为中抗或抗病。从16个自交系所在种群来看,瑞德群对穗腐病表现为感病,兰卡斯特群和唐四平头群对鞘腐病表现为抗病,其他群对3种镰孢菌病害抗性水平的离散程度较大,无明显规律。【结论】供试自交系吉853和OH43对鞘腐病和穗腐病表现为中抗或抗性,齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对鞘腐病和茎腐病表现为中抗、抗性或高抗,但尚未筛选到对3种病害均有较好抗性的材料,有待于进一步筛选其他种质资源。     

玉米品种对茎腐病抗性鉴定

采用自然发病和土壤接种方法,鉴定了1550份玉米品种对茎腐病的抗性。结果,表现高抗的397份,中抗的304份,中感的364份,高感的485份。不同抗性品种用肿囊腐霉菌和串珠镰刀菌接种测定,抗性反应基本一致。通过病圃自然发病初筛,人工土壤接种复选,可准确鉴定大量材料的抗病性。     

Resistance Evaluation of Some Commonly Used Maize Germplasm Resources to Fusarium Diseases in China

【Objective】 Maize ear rot, stalk rot and sheath rot are the three common Fusarium diseases in maize producing areas in China, and there is a trend of serious mixing occurrence in recent years. The main pathogens of the three major diseases are F. verticillioides, F. graminearum and F. proliferatum. Planting resistant varieties is the most economical and effective method to control this kind of diseases. The objective of this study is to screen out the maize resistant germplasms to ear rot, stalk rot and sheath rot, and to provide references for scientific breeding and rational layout of maize varieties.【Method】 Sixteen common inbred lines of maize including B73, B37, Zheng 58, Chang 7-2, Qi 319 and so on were selected to inoculate F. verticillioides, F. graminearum, and F. proliferatum on maize ears, stalks and sheaths, respectively. The suspension spores of F. verticillioides were injected into healthy maize ears along the filament channel with a continuous syringe at silk stage. The stem of the first aboveground segment of healthy maize was pinned and then injected with the suspension spores of F. graminearum. The suspension spores of F. proliferatum were injected into the sheath of the aboveground 2-5 internodes along the base of healthy maize sheath. Sterile water was used as control. In 2016 and 2018, experiments were conducted in fields to evaluate the disease index of ear rot, sheath rot and the lesion areas of stalk rot, so as to evaluate the resistance level to the ear rot, stalk rot and sheath rot.【Result】 The tested inbred lines Ji 853, OH43 and X178 were moderate resistance to ear rot, 13 of the tested inbred lines such as B73, B37, PH6WC, Ye 478, Zheng 58, 9058, Chang 7-2, Xun 928, Mo17, A619, PH4CV, Qi 319 and 13-1077 were sensitivity or high sensitivity to ear rot; 8 of the tested inbred lines including Qi 319, PH4CV, Mo17, 9058, B37, B73, Chang 7-2 and 13-1077 were moderate resistance and high resistance to stalk rot, 7 of the tested inbred lines such as Zheng 58, Ye 478, PH6WC, Xun 928, Ji 853, A619 and OH43 were sensitivity or high sensitivity to stalk rot; 15 of the tested inbred lines such as B73, B37, Zheng 58, Ye 478, PH6WC, 9058, Chang 7-2, Ji 853, Xun 928, Mo17, A619, PH4CV, OH43, Qi 319 and 13-1077 were moderate resistance or resistance to sheath rot. According to the population of 16 inbred lines, Reid group was susceptible to ear rot. Lancaster group and Tangsipingtou group were resistant to sheath rot. The resistant levels of other groups to Fusarium diseases dispersed to a large extent, and there was no obvious regularity.【Conclusion】 The tested inbred lines Ji 853 and OH43 showed moderate resistance or resistance to sheath rot and ear rot, 8 of the tested inbred lines including Qi 319, PH4CV, Mo17, 9058, B37, B73, Chang 7-2 and 13-1077 showed moderate resistance, resistance or high resistance to sheath rot and stalk rot, but the materials with good resistance to all three diseases had not yet been screened, and other germplasm resources needed to be further screened.     

分离自小麦赤霉病和玉米茎基腐病的禾谷镰孢菌的致病性研究

采用单花滴注方法和注射法交互接种,分别对8株分离自小麦赤霉病穗和11株分离自玉米茎基腐病茎的禾谷镰孢菌进行致病力测定。结果表明,所有供试菌株均能够成功交互侵染小麦和玉米,二者致病能力不同,存在明显差异。小麦赤霉病和玉米茎基腐病都是土传病害,染病作物病残体会造成跨寄主侵染,在小麦玉米轮作区两种病害可能会出现日渐严重的趋势。