甘蔗梢腐病研究现状与展望

甘蔗梢腐病是近年来暴发的一种真菌性病害,几乎遍布全世界所有甘蔗种植国家及地区,对蔗糖产业造成了巨大损失,我国各甘蔗种植区也爆发了大规模梢腐病危害,对蔗茎产量和蔗糖分造成严重损失,对我国甘蔗生产和糖业可持续性发展构成严重威胁。目前,防治甘蔗梢腐病最经济有效的方法就是选育抗梢腐病的甘蔗新品种,而我国对于甘蔗梢腐病及其抗病育种的研究基础非常薄弱。综述了甘蔗梢腐病的发生与危害、病原菌、抗病机制的研究现状和进展,介绍了甘蔗梢腐病的抗性鉴定技术、综合防治和抗病育种的研究和应用现状,并对我国甘蔗梢腐病研究中存在的问题与今后的研究方向进行了探讨与展望。     

甘蔗梢腐病田间抗性评价体系的建立

【目的】探讨甘蔗梢腐病田间分级标准和品种(系)区域性抗病差异。【方法】以11个甘蔗新品种(系)和广西当前主栽品种ROC22在南宁、柳州、河池、百色、北海和崇左6个试验点梢腐病的发病情况为依据,建立甘蔗梢腐病田间病害分级标准及品种(系)抗性评价体系。【结果】参试点新植蔗梢腐病发病率为0.16%~23.82%(平均为3.51%),病情指数为0.03~16.48(平均为3.45),宿根蔗梢腐病发病率为0~25.89%(平均为4.27%),病情指数为0~17.37(平均为4.61)。建立了田间抗性评价标准,并将抗性水平划分为高抗、抗病、中抗、中感、感病和高感6个不同抗性等级。研究的12个品种(系)中没有发现高抗和高感材料,其中桂辐06-156、桂糖05-3846、桂选B9和ROC22抗性最好,表现为抗性;桂糖06-1023和桂糖06-400抗性最差,均表现为感病。根据病情指数对12个材料进行聚类分析,结果显示,不同甘蔗品种(系)的聚类与抗性等级划分的结果一致。梢腐病在广西蔗区的发生呈现区域性,崇左、柳州和河池3个试验点属于梢腐病重发区;北海次之;百色和南宁2个试验点属于轻发区。【结论】不同甘蔗种植区域、不同品种(系)以及不同植期存在感抗梢腐病差异性。     

甘蔗杂交育种早代叶冠形态与产量性状的关系

对甘蔗１５个杂交组合有性世代（ＰＣ）与无性世代（ＦＣ）的叶冠形态因子与产量因子进行数量遗传分析。结果表明,叶冠形态因子在ＰＣ和ＦＣ均存在极显著的组合间差异,利用它们对广义遗传率较低的一些产量性状进行间接选择效果较理想。随着育种进程的推进,育种种策略倾向于以蔗茎产量的提高促进蔗糖产量的增加,角度指数与叶宽是高产高糖基因型中期评价的有益指标。通过选择叶片宽大、叶姿紧凑的基因型,可望获得较理想的蔗茎与蔗     

新疆南疆红枣花腐病病原鉴定

从新疆南疆红枣主要种植区采集典型红枣花腐病花朵,依据柯赫氏法则进行分离、纯化、回接和再分离,证明获得的分离物是花腐病的致病菌。对获得的分离物形态特征和培养性状进行观察,并将代表菌株的18SrDNA-ITS、EF-1α、β-tubulin及ACT 4个基因进行测序和序列分析,初步将红枣花腐病的病原菌鉴定为交链格孢菌Alternaria alternata(Fries)Keissle。     

云瑞甘蔗种质资源梢腐病田间抗性评价及农艺性状分析

[目的]对云瑞甘蔗种质资源进行梢腐病抗性鉴定及农艺性状分析,筛选出优异的云瑞甘蔗种质,为甘蔗抗梢腐病育种及培育高产高糖新品种提供种质材料.[方法]以161份云瑞甘蔗种质为研究对象,3个生产性品种为对照,分别调查参试材料新植蔗和宿根蔗梢腐病发病情况,根据病情指数进行抗病性评价;于甘蔗成熟期测量与甘蔗产量和糖分相关的株高、茎径、锤度和有效茎数4个农艺性状,并进行方差分析、相关分析和聚类分析.[结果]新植蔗与宿根蔗间的梢腐病自然发病率、病情指数和农艺性状田间表现差异极显著(P<0.01,下同);梢腐病发病率和病情指数与株高、有效茎数和锤度呈负相关,其中发病率与株高呈显著负相关(P<0.05),病情指数与株高呈极显著负相关,梢腐病的发生对甘蔗产量和糖分影响大;根据病情指数将161份云瑞种质划分为高抗、抗病、中抗、中感、感病和高感6大等级,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发生梢腐病的有11份(占6.83%);聚类分析将86份抗病型种质分为六大类群,第Ⅱ和第Ⅴ类群产量和糖分性状较好,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份材料不仅抗梢腐病,还具有高产高糖育种潜力.[结论]大部分供试云瑞甘蔗种质易感梢腐病,且宿根蔗较新植蔗发病率高、发病更严重.CP×云瑞类型组合具有较好的梢腐病抗病性和高产高糖育种潜力,评价出的27份云瑞甘蔗材料可为甘蔗抗梢腐病和高产高糖育种提供种质来源.     

广西崇左市甘蔗梢腐病病原菌的分离鉴定及生物学特性测定

[目的]明确广西崇左市甘蔗梢腐病病原菌种类及其生物学特性,为甘蔗梢腐病的综合防治提供理论依据.[方法]以采集自广西崇左市甘蔗种植区的甘蔗梢腐病病叶为材料,采用组织分离法进行病原菌单孢分离,结合科赫法则进行致病性测定,通过形态学特征观察及rDNA-ITS序列分析对病原菌进行种类鉴定;应用十字交叉法进行病原菌的生物学特性测定.[结果]分离获得的病原菌rDNA-ITS序列长度为496 bp,与轮枝镰刀菌(Fusarium verticillioi-des)的同源性达99%,与轮枝镰刀菌(登录号EU047)的遗传关系最近.病原菌的生物学特性测定结果表明,该菌菌丝最适生长温度为28℃,致死温度为70℃;菌丝生长最适pH为8,光暗交替条件下生长较快;菌丝生长最适氮源为胰蛋白胨,最适碳源为甘露醇.[结论]引起广西崇左市甘蔗梢腐病的病原菌是轮枝镰刀菌,该菌适宜在高温高湿、弱碱性、光暗交替及富含有机营养的环境条件下生长.     

2016年广西柳州和来宾蔗区甘蔗梢腐病 发生情况及品种抗性分析

[目的]明确广西柳州和来宾蔗区甘蔗梢腐病的发生情况及品种抗性,为甘蔗品种的合理布局及梢腐病的综合防控提供科学依据.[方法]采用定点和随机的方法,在甘蔗梢腐病发生初期对广西柳州和来宾市6个县级蔗区甘蔗主栽品种梢腐病的发生情况进行调查.根据发病程度,利用病情指数划分的抗性标准和聚类分析的方法对品种的田间抗性进行综合评价,并分析梢腐病的区域性发生情况.[结果]2016年广西柳州和来宾蔗区甘蔗梢腐病发病率为0~6.11%,其中新植蔗发病率为0.34%~1.87%,宿根蔗发病率为0~6.11%;除柳城05-136外,宿根蔗感病程度均比新植蔗严重.粤糖93-159在来宾市兴宾区发生最严重,其次为粤糖00-236在来宾市武宣县.综合各品种新植和宿根蔗在不同蔗区的抗性表现,柳城03-1137、ROC16和桂糖40表现为高抗,其余6个品种表现为抗性.从小蔗区来看,调查的6个不同县(区)甘蔗梢腐病发病率差异较明显,其中武宣蔗区的发病率最高(2.85%),融安蔗区发病率最低(1.52%).从大蔗区来看,调查的两个大蔗区(柳州和来宾)甘蔗梢腐病发生程度差异不明显(P>0.05),柳州蔗区发病率稍低(1.93%),来宾蔗区发病率稍高(2.39%).[结论]目前甘蔗梢腐病在广西柳州和来宾蔗区发生程度较轻,柳州和来宾两个大蔗区甘蔗梢腐病发生程度差异不明显,但小蔗区差异较明显.甘蔗品种对梢腐病的抗性具有一定的遗传稳定性,但区域性气候及生态环境条件等是影响梢腐病发生、发展的重要决定因素.     

6种杀菌剂对甘蔗梢腐病菌和卷叶病菌的室内毒力测定

采用菌丝生长速率法测定了50%嘧菌环胺水分散粒剂、50%啶酰菌胺水分散粒剂、240 g·L~(-1)噻呋酰胺悬浮剂、22.5%啶氧菌酯悬浮剂、430 g·L~(-1)戊唑醇悬浮剂和50%醚菌酯水分散粒剂共6种杀菌剂对甘蔗梢腐病菌和卷叶病菌的室内毒力。结果表明:22.5%啶氧菌酯悬浮剂对甘蔗梢腐病菌菌丝生长有很好的抑制作用,EC50值为0.469 9 mg·L~(-1),在试验设计的最大剂量下,对菌丝生长的抑制率达90.30%;50%啶酰菌胺水分散粒剂、50%嘧菌环胺水分散粒剂、240 g·L~(-1)噻呋酰胺悬浮剂和22.5%啶氧菌酯悬浮剂对甘蔗卷叶病菌菌丝生长有很好的抑制作用,EC50值分别为0.247 4、0.784 0、2.657 4和4.189 7 mg·L~(-1),在试验设计的最大剂量下,对菌丝生长的抑制率分别为93.45%、73.88%、79.21%和83.11%。可分别对22.5%啶氧菌酯悬浮剂和50%啶酰菌胺水分散粒剂、50%嘧菌环胺水分散粒剂、240 g·L~(-1)噻呋酰胺悬浮剂进一步开展防治甘蔗梢腐病和卷叶病的田间药效试验。     

种植密度对桂糖37和桂糖40主要病虫害发生的 影响及相关性分析

为了探讨较佳种植密度,为甘蔗主要病虫害的综合防控提供技术支持,以桂糖37号和桂糖40号为材料,设置5个不同种植密度:11.61、13.58、15.72、17.87和20.01万芽·hm-2,研究种植密度对甘蔗主要病虫害的影响。结果表明,下种量密度对桂糖37的出苗数有明显的影响,当下种量为17.87万芽·hm-2时,出苗数最多。而下种量密度对桂糖40的出苗数没有明显影响。两个品种的出苗率均随着下种量密度的增加而逐渐降低。种植密度对2个甘蔗品种新植蔗的黑穗病发生无明显影响。随着下种量增加,桂糖37梢腐病的发生逐渐加重,然后减轻。桂糖40甘蔗梢腐病较轻,规律不明显。2个品种的花叶病均表现为随着下种量的增加,呈先增加后降低。但2个品种的枯心率均随着下种量的增加而不断上升。相关性分析表明,下种量分别与螟害枯心苗率和出苗数呈显著正相关。种植密度对甘蔗梢腐病、花叶病和螟害均有明显的影响。     

甘蔗家系抗病性评价分析

[目的]了解甘蔗杂交组合及亲本的抗病特点,为甘蔗亲本和杂种后代选择提供参考.[方法]对2015年146个甘蔗家系试验新植实生苗的主要农艺性状、梢腐病、黑穗病、叶片病害和宿根梢腐病进行调查,采用相关、方差、配合力分析等方法对试验数据进行分析.[结果]甘蔗新植实生苗以叶片病害为主,丛发病率极高,主要种类有赤腐病、环斑病、褐条病、紫斑病和黄点病;宿根蔗梢腐病发病率明显高于新植;相关分析发现新植实生苗黑穗病发生将影响蔗茎产量;梢腐病与叶片病害存在极显著负相关(P<0.01,下同).宿根梢腐病发病率、叶片病害发病率和叶片病害可选率在家系间存在极显著差异,其性状的广义遗传力偏低.梢腐病发病率的加性和非加性效应同时存在,叶片病害发病率和叶片病害可选率不存在非加性效应.在前20位亲本中,叶片病害病指数的育种值最高,其次是梢腐病情指数,叶片病害可选率较低;在组合效应中,梢腐病、叶片病害和叶片病害可选率表现相对较好的家系分别有87、74和50个.[结论]不宜用新植实生苗进行甘蔗黑穗病和梢腐病的抗性评价,评价宿根蔗梢腐病抗性时可根据环境变异大小选择选病情指数或株发病率.     

宿根矮化病菌对甘蔗生长和内源激素的影响

甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)是由Leifsonia xyli subsp.xyli引起的病害。为研究该病对甘蔗的生长和内源激素的影响,选择2个甘蔗品种新台糖22号(ROC22)和果蔗(Badila),采用桶栽种植分别进行3个处理:感染RSD病菌蔗株进行52℃温汤脱菌处理30 min、感染RSD病菌蔗株、健康蔗株(对照),在出苗后90、120、150、180 d测定株高和内源激素的含量,并利用PCR检测确定感病和健康蔗株。结果表明:感染RSD病菌蔗株的株高显著低于对照和温汤脱菌处理;感染RSD病菌处理植株的赤霉素(GA3)、生长素(IAA)含量明显低于对照和温汤脱菌处理,而脱落酸(ABA)含量则相反,感染RSD病菌处理的ABA含量明显高于对照和温汤脱菌处理;对照和温汤脱菌处理的株高和激素含量差异不显著。     

广西主要蔗区甘蔗宿根矮化病调查

[目的]调查广西主要蔗区甘蔗宿根矮化病(Ratoon stuning disease,RSD)的发生情况,了解其分布、危害程度及发生规律,为推广甘蔗健康种苗,有效防控RSD提供科学依据.[方法]2013~2014年在广西9个糖料蔗主产区进行RSD发生情况调查和田间取样,采用PCR对采集的蔗茎样品进行RSD检测,并按不同蔗区、不同品种、不同植期、不同蔗地类型的发病率分析广西蔗区RSD发生状况.[结果]在278个样品中有198个样品检测出RSD,检出率为71.2%;调查的9个主产区均检测出RSD,阳性检出率在58.3%~100.0%;采集的27个甘蔗品种(系)均检测出RSD,其中主栽品种ROC22发病严重,RSD检出率达80.8%;新植蔗的RSD检出率为36.0%,宿根蔗的RSD检出率为75.7%,宿根年限越长,RSD检出率越高;旱地蔗的RSD发病率比水田高18.1%(绝对值).[结论]RSD在广西普遍发生且发生严重,生产中急需推广甘蔗温水脱毒种苗和选育高抗且综合性状优良的甘蔗品种.     

甘蔗亲本及杂交组合对褐条病的抗性配合力分析

以23个甘蔗母本(ROC5为对照)、21个甘蔗父本(69–463为对照)以及他们配制的29个杂交组合(ROC5×69–463为对照)为材料,进行甘蔗褐条病抗性配合力分析。结果表明:甘蔗母本间、甘蔗父本间以及甘蔗杂交组合间的配合力存在极显著差异,差异是加性和非加性基因共同作用的结果;抗褐条病平均遗传力大小顺序为母本(95.3%)、组合(93.0%)、父本(79.1%);一般配合力表现为负效应的母本有Pma98–40、崖城93–26、云瑞05–283、粤糖91–976、川蔗19号、ROC10、云蔗06–80、ROC26、湛蔗74–141、K86–110、云蔗03–194和ROC25等12个,一般配合力表现为负效应的父本有Q199、云瑞06–649、云瑞05–733、CP84–1198、CP88–1762、崖城84–125、云瑞05–784、粤糖00–236、CP72–3591和CP94–110等10个;杂交组合的特殊配合力表现为负效应的有Pma98–40×云瑞05–649、崖城93–26×云瑞05–733、云瑞05–283×Q199、粤糖91–976×CP84–1198、川蔗19号×CP88–1762和ROC10×粤农73–204等16个。     

水稻立枯病抗性资源筛选

利用黑龙江省226份水稻种质资源进行苗期耐立枯病的鉴定,以轮枝镰刀菌为供试菌株,采用人工接种,筛选得到不同表现值的抗源材料。鉴定结果表明:鉴定筛选出高抗品种12份,分别为‘龙粳20号’‘东农429’‘富士光’‘龙稻5号’‘龙粳27号’‘垦稻18’‘黑粳2号’‘龙粳21号’‘朴洪根稻’‘石狩白毛’‘垦稻9’‘垦稻11’,占资源总数的5.31%;中抗品种29份,占总数的12.83%;中感品种为63份,占总数的27.88%;感病品种99份,占总数的43.81%;高感品种为‘合江11号’‘东农420’‘牡丹江31号’‘合江10号’‘东农419’等23份,占资源总数的10.18%,但没有发现免疫品种。     

广西北部蔗区甘蔗黄叶病调查

【目的】探明甘蔗黄叶病在广西北部蔗区的发生情况,为甘蔗健康种苗生产提供科学依据。【方法】从广西北部蔗区采集不同品种显症或不显症甘蔗样品,采用引物（P1：5′-AATCAGTGCACACATCCGAG-3′/P2：5′-GGAGCGTCGCCTACCTATT-3′）进行SCYLV一步法RT-PCR检测。【结果】柳州郊区蔗区调查的8个品种中有6个品种带毒,带毒率为75.0%;柳城蔗区调查的7个品种全部带毒,带毒率为100.0%;鹿寨蔗区调查的4个品种中有2个品种带毒,带毒率为50.0%;宜州蔗区调查的6个品种中有4个带毒,带毒率为66.7%。在所调查的品种中,柳城03-182、桂糖21和台糖16在作为调查对象的蔗区均检测出黄叶病毒;主栽品种ROC22也在柳城和宜州蔗区检测出黄叶病毒。【结论】甘蔗黄叶病已在广西北部蔗区发生,且有向外蔓延的趋势。     

CP基因遗传转化甘蔗品种Badila与福农91-4621的抗病性差异分析

利用含甘蔗花叶病病毒E株系外壳蛋白基因（CP）的质粒pUbi-SCMV-CP,用基因枪轰击法遗传转化不同甘蔗品种,所获得的转基因无性系经过3代的抗病性鉴定和H2O2代谢的分析.结果表明,Badila（TB1）转基因植株具有较强的抗花叶病能力,而福农91-4621在转基因无性系T1、T2中表现出较强的抗病性,但在T3中其抗病性开始退化,发病率高达68%;抗病生理分析表明,转基因无性系的抗病性与H2O2清除和积累有关.经RT-PCR克隆和测序分析,福农91-4621所感染的SrMV-H的CP基因氨基酸序列与转化的SCMV-E的同源性较低,仅为73.2%,福建Badila所感染的是SCMV-D,与SCMV-E同源性高达97.8%.说明CP基因对本身所来源的病毒或是与原病毒亲缘关系较近的病毒可能具有较强的抗性,而对同属于SCMV的其他病毒虽有抗性,但抗性较弱,且随着转基因世代数的增加而降低.