玉米穗轴对穗腐病抗性鉴定体系与优异抗源的研究

穗轴作为拟轮枝镰孢菌侵染果穗引发玉米穗腐病的重要途径之一,能够影响病原菌的侵染和扩散。为了深入开展玉米穗轴对拟轮枝镰孢菌抗性的研究以及了解玉米穗腐病子粒与穗轴抗性的差异,进行抗性鉴定体系的优化,利用164份国内外玉米骨干自交系进行两年两点的接种鉴定筛选优异抗源,对发病边长、发病芯长、发病面积、发病相对面积等4个抗性指标进行研究。结果表明,发病边长能较大程度地区分不同自交系间的抗感差异且又在材料内具有较好的重演性。把发病边长确定为玉米穗腐病穗轴抗性鉴定指标,对参试自交系进行抗性评价,鉴定出CML27、BT-1、CML274等58份穗轴高抗自交系,筛选出BT-1、CML173、CML193等8份子粒与穗轴均抗穗腐病的优异抗源。     

玉米种质抗灰斑病鉴定与评价

对40份常用玉米自交系和22份回交群体(导入系)进行抗灰斑病鉴定与评价,筛选出对灰斑病表现高抗自交系1份、抗病自交系3份、中抗自交系9份及多份抗病回交导入后代。研究结果表明,在供试玉米种质中多数自交系表现为感病,抗病种质较少。采用回交育种方法进行玉米灰斑病抗性改良,在受体与供体均为抗病材料的后代中抗病株率较高;在受体为感病材料、供体为抗病材料的后代中存在一定数量的抗病株。     

玉米抗锈病自交系种质的发掘与评价

选用遗传育种上较为常用的184份玉米自交系(包括121份普通玉米和63份糯玉米),在两个环境下对锈病抗性进行鉴定,共筛选出K22、齐319、T2等18份高抗系和农大1145、中128、R-8等18份抗病系,普通玉米自交系中高抗和抗病的占26%,糯玉米自交系中只占6%。基于SNP标记基因频率的系统聚类将184份自交系划分为9个类群,从血缘类群上来看,普通玉米自交系中P类群最抗,塘四平头类群锈病抗性最差;糯玉米自交系中热带类群抗性稍好,所有类群间病情指数差异均达到极显著水平。     

28种自交系对5种玉米主要病害的抗性鉴定研究

利用人工接种技术对28种玉米自交系进行鉴定,分析这些自交系对我国玉米主要叶部及土传病害的抗病性。结果表明,供试自交系中3份高抗玉米弯孢叶斑病,5份高抗大斑病,1份高抗穗腐病,3份高抗茎腐病,8份高抗丝黑穗病,其中沈3336和S122对5种主要病害均有较好抗性,可作为育种工作进行品种选育的材料。     

玉米穗粒腐病抗病资源鉴定

通过人工接种串珠镰刀菌,进行玉米穗粒腐病抗性鉴定.从90份玉米自交系中筛选出15份高抗材料和27份中抗材料.结合血缘追踪发现,78599和78698等先锋海外种子公司育成的玉米杂交种的衍生自交系普遍具有较高的抗性。     

玉米自交系对大斑病和普通锈病的抗病性分析

通过对61份玉米自交系大斑病和普通锈病的自然发病调查,以综合指数为依据,采用群体逐级分类法进行抗性分级。结果表明,对大斑病表现抗病和免疫的自交系分别有7份和8份,分别占供试材料的11.48%和13.11%;对锈病表现抗病和高抗（或免疫）的自交系分别有10份和6份,分别占供试材料的16.39%和9.84%,是西昌地区配制抗病杂交组合的适宜亲本。少数新选系对大斑病和锈病抗性表现较好,表明从西南高原玉米地方品种中选育优良抗病材料是可行的。高感和高抗型自交系也可作为玉米大斑病和普通锈病抗性机理研究的理想材料。     

玉米品种对鞘腐病的抗性评价及产量损失研究

选取中国北方生产主栽玉米品种和常用自交系,通过人工接种的方法进行玉米鞘腐病的抗性鉴定。结果表明,139份玉米杂交种中,免疫品种3份,高抗品种124份,抗病品种12份,无感病品种,表明目前生产上推广的玉米杂交种对鞘腐病的抗性较好,鞘腐病的发率病与病情指数正在逐年上升。供试12份自交系的平均抗性水平明显低于杂交种,发率病明显高于杂交种。测产结果表明,产量损失同玉米鞘腐病发病程度呈正比。     

玉米自交系对朱砂叶螨的抗性评价

采用田间罩网接螨和室内盆栽接螨,以叶片危害指数、螨情指数、田间种群密度和种群增长倍数为指标,评价8份自交系玉米对朱砂叶螨(Tetranychuscinnabarinus)的抗性。田间鉴定表明,在苗期和花粒期用叶片危害指数、螨情指数和田间种群密度3种抗性评价指标评价时,自交系HL6044均表现为高抗;用叶片危害指数和螨情指数评价时,自交系ES40在苗期和花粒期均表现为高感;用田间种群密度评价时,ES40在苗期表现为高感,花粒期则表现为中感。室内接螨后20 d,朱砂叶螨种群增长倍数在HL8039和ES40上分别为23.36和24.13倍,在HL6044上仅为2.44倍。8份自交系玉米中,HL6044对朱砂叶螨表现为高抗,叶片危害指数适用于田间玉米抗螨性评价。     

58份玉米自交系抗丝黑穗病鉴定

以58份美国玉米自交系为试验材料,采用人工接种方法进行玉米自交系抗丝黑穗病鉴定。连续两年鉴定结果表明,供试材料对玉米丝黑穗病抗性差异较大,抗病和感病自交系各占50%。其中B90、LH38和IRF240等10份自交系表现为高抗,在抗病育种中可优先利用;B105、B108、B103等13份自交系表现为高感,在抗病育种中应改良后利用。     

玉米自交系抗茎腐病的鉴定研究

1989～1991年利用当地主要致病菌——禾生腐霉菌和禾谷镰刀菌的新鲜菌剂,采用伤根法土壤接菌,对155份优良亲本自交系进行玉米茎腐病人工接菌鉴定试验研究。结果表明,同亲缘的姊妹系对玉米茎腐病的抗性表现基本相同;利用含有一个高抗亲本的二环材料不一定能选出高抗新品系来,而应用含有两个抗病亲本的二环材料确易育成高抗系;玉米自交系对茎腐病的抗性与其它病害的抗性无“拮抗”作用;同一自交系在不同地区对茎腐病的抗感性能有一致趋势。     

玉米骨干亲本对主要病害的抗性及其传递规律

选用5个玉米骨干亲本Mo17、黄早4、掖478、自330和丹340及其68个衍生品系,对大斑病、小斑病、丝黑穗病、弯孢叶斑病、禾谷镰孢茎腐病、矮花叶病和黑粉病的抗性进行鉴定。结果表明,黄早四具有较好的多抗和兼抗性,60.7%衍生品系对大斑病达中抗以上水平,82.0%高感或感小斑病,对小斑病的抗性较易丢失,感丝黑穗病易被改良。Mo17具有较好的多抗和兼抗性,81.2%衍生品系对丝黑穗病达到中抗以上水平,64.7%高感或感小斑病,对丝黑穗病的抗性能较好地传递给其衍生品系,对小斑病的抗性易丢失,感大斑病性状易被改良,Mo17是唯一对弯孢叶斑病的抗性达到中抗水平的骨干自交系。自330对3种病害具有较好的抗性,其衍生品系中70.0%对丝黑穗病达到中抗以上水平,表明自330对衍生系的丝黑穗病抗性有较好的遗传贡献,对小斑病和弯孢叶斑病的感病性状不易通过传统的系选方法进行改良,自330是唯一对禾谷镰孢茎腐病的抗性达到中抗水平的骨干自交系。掖478中抗小斑病,其71.4%的衍生系中抗小斑病,抗性能较好的传递,掖478感弯孢菌叶斑病和大斑病,其衍生系中有57.0%中抗弯孢菌叶斑病,42.9%抗大斑病,表明其感弯孢菌叶斑病和大斑病的性状易被改良。     

玉米矮秆突变基因的鉴定与利用

利用玉米矮秆突变基因的致矮特性,根据基因重组的原理,通过导入热带血缘进行回交选择,研究玉米矮源导入热带血缘选育矮生玉米自交系的效果。结果表明,选育出配合力高的单基因br-2矮生系南381和南387,使抗病、抗倒、窄叶片等许多优良基因与br-2基因很好地结合,在玉米矮秆突变基因运用于玉米育种研究上取得了一定进展。     

玉米种质资源苗期抗普通锈病的鉴定与筛选

2002～2004年,在田间应用人工喷雾接种的方法对176份玉米种质资源进行苗期抗玉米普通锈病(Puccinia sorghi Schw.)鉴定,筛选出对玉米普通锈病抗病表现1级、高度抗病(HR)的自交系3份,抗病表现3级、抗病(R)的自交系64份和群体材料10份。鉴定结果表明,不同玉米种质对玉米普通锈病的抗病性存在明显差异,大多数玉米种质资源对普通锈病表现抗病或中度抗病,只有极少数的自交系表现高度抗病。加强玉米抗锈病种质资源的收集和评价对于玉米抗病育种非常必要。     

陕A群、陕B群选育的玉米自交系抗旱性鉴定

以陕A群、陕B群在多环境、少施肥和少灌溉条件下选育的33份玉米自交系和4份骨干玉米自交系为材料,通过大田控水试验,调查玉米自交系的穗位叶SPAD值、干物质积累量和茎秆强度等生理指标,采用逐步回归分析方法建立最优回归方程,筛选抗旱性的评价指标。结果表明,穗位叶SPAD、茎秆强度和花后干物质积累量可作为玉米自交系抗旱性的第2性状筛选指标。以子粒产量作为第1性状指标,可将37份玉米自交系划分4种类型,高产抗旱型12份,低产不抗旱型13份,低产抗旱型7份和5份高产不抗旱型。以抗旱指数和抗旱隶属度为指标,将37份玉米自交系可分成3种类型,其中,抗旱性较强的玉米自交系2份,抗旱性中等的玉米自交系15份,抗旱性较差的材料20份。综合分析,2013KB-47、2013KB-37、KA225、KB081、L123098-2和KA105共6份玉米自交系具有穗位叶SPAD高、茎秆强度大、花后干物质积累量高和子粒产量高、抗旱指数高和抗旱能力强的特点。     

玉米自交系吉D284和吉D2417的创制与应用

玉米Reid群自交系PH6WC具有配合力高、自身产量高、商品品质优、种子早发性好、适宜精量播种的优点,不抗玉米大斑病。选用同为Reid群种质且高抗玉米大斑病的自交系33D22与其杂交作为选系基础材料,通过大群体、高密度、人工接种的方法育成抗大斑病、高产、优质、高配合力的自交系吉D284、吉D2417,以其作为亲本分别育成玉米新品种吉单616和吉单626,2021年通过吉林省审定。     

抗玉米丝黑穗病分子标记辅助育种研究

玉米丝黑穗病是春玉米生产中的主要病害之一,在世界范围内普遍发生。利用前期研究获得的主效QTL,采用分子标记辅助选择与常规育种技术相结合方法,成功地把抗病基因区段导入到10个玉米骨干自交系中,获得一批抗病自交系。利用这些抗病自交系组配的杂交种,使玉米丝黑穗病的抗性得到大幅度提高。     

40份骨干玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性评价

2018~2019年针对黑龙江省穗腐病自然发病率较低的40份骨干玉米自交系,通过田间人工接种手段,对其镰孢穗腐病抗性进行评价。结果表明,在分别接种禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌后,各自交系的抗性潜力存在差异,筛选出自交系83J03、HB1037、绥系617、SX718、PHT77抗穗腐病能力较强,其中,骨干自交系83J03、绥系617于不同年际间表现出稳定的高抗性,受自然环境变化的影响较小,可以作为抗原用于抗穗腐病改良选育工作中。自交系HB1124、N5针对穗腐病综合抗性较低,穗腐病高发地区需谨慎使用,为镰孢穗腐病抗性育种及种质改良提供材料基础和试验依据。     

不同基因型玉米自交系苗期干旱-复水的生理响应机制

采用称重控水法模拟干旱胁迫,设对照和胁迫两个处理,在3叶期对24个玉米自交系叶片相对含水量(RWC)、游离脯氨酸(Pro)等生理指标进行测定,研究玉米的抗旱机理及复水补偿效应机制。结果表明,干旱胁迫下玉米叶片相对含水量、叶绿素荧光参数(F_v/F_m)和叶绿素含量(Chl)与对照相比显著下降,游离脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)和氧化物酶(POD)明显上升,复水后不同基因型自交系各生理指标表现出不同程度的补偿效应。利用隶属函数法将D17982、郑H71、PH4CV、昌7-2和L269等14份自交系归为抗旱性较强的自交系,PH4CV、HCL645、D17982、郑7314、郑H71和郑9712这6份自交系归为复水恢复能力强的自交系。