玉米穗腐病抗性机制及抗病育种研究进展

玉米穗腐病是由病原菌侵染引起果穗或子粒病变的一种真菌性病害,在世界玉米种植区域普遍发生。本文总结玉米穗腐病研究最新研究进展,从病原菌类型及生理小种、抗性种质资源筛选、抗性机制、抗性遗传、抗性基因与分子标记定位等方面对玉米穗腐病进行全面综述,结合当前玉米穗腐病研究现状进行展望,为玉米穗腐病的抗病分子机制及分子辅助育种提供理论参考。     

玉米抗茎腐病研究进展

玉米茎腐病是一种全球性病害,严重影响玉米的产量和品质。本文概括玉米茎腐病的分布与危害、致病菌的类别与致病机理、抗病种质资源的分布与鉴定,介绍玉米抗茎腐病的遗传、抗病基因和抗病分子机理等方面的研究进展,对数量抗性位点研究与应用做了展望。     

玉米穗腐病原菌禾谷镰孢的分离鉴定与致病力测试

利用形态学和分子鉴定技术,从玉米穗腐病病穗上分离并鉴定到17个禾谷镰孢菌株。以玉米自交系X178、593和B73为材料,对其中5个产孢能力强的菌株通过玉米发芽抑制试验进行致病力测试。结果表明,菌株FG14对测试自交系的平均发芽抑制率达54.10%;FG7最低,仅有23.22%,两者相差2.3倍。选用5个菌株在田间分别接种B73和LH59果穗,两个自交系对菌株FG14和FG21的抗性评价均为感,FG7为中抗。种子发芽和田间接种鉴定结果均表明,禾谷镰孢菌株间致病力存在显著差异。试验明确不同菌株对穗腐病抗性鉴定的影响,获得的菌株为玉米种质的穗腐病抗性筛选提供理论参考。     

玉米木霉穗腐病接种方法及玉米新品种的抗性分析

穗腐病是玉米的重要病害之一。近年来,由木霉Trichoderma spp.引起的穗腐病逐年加重。抗病玉米品种的选育和利用是控制穗腐病的经济、安全和有效措施。连续3年(2020-2022年)比较分析花丝喷雾法、花丝通道注射法、子粒注射法、牙签法等接种方法对玉米木霉穗腐病抗性鉴定效果。结果表明,花丝通道注射法发病强度适中,能使不同品种在人工接种后表现出不同水平的抗性反应,较适用于玉米抗木霉穗腐病鉴定接种,是一种比较理想、容易操作的接种方法。2021-2022年鉴定的玉米新品种中,对木霉穗腐病表现高抗、抗性、中抗、感病和高感的品种分别占2.6%、13.6%、26.0%、44.4%和13.4%。     

部分玉米骨干种质对木霉穗腐病抗性及产量性状分析

在玉米吐丝后7～10 d采用针刺接种法接种非洲哈茨木霉,收获期对发病等级和相关产量性状进行调查,评估部分玉米骨干种质对木霉穗腐病抗性及木霉穗腐病对玉米产量的影响。结果显示,所选取的骨干种质中,大部分种质对木霉穗腐病表现高感,仅Mo17表现为感病,无抗性种质。木霉穗腐病对部分种质的有效穗长、百粒重、穗粒重有较大影响,PH6WC、B73、掖478和黄早四的有效穗长显著增加,最高可达32.19%,郑单958、PH6WC、Mo17、自330、掖478和黄早四的百粒重显著降低,最高可达38.46%;郑单958、Mo17、自330、掖478和黄早四的穗粒重显著降低,最高可达53.41%。木霉穗腐病可促进部分种质产生穗发芽,在不同种质间存在较大差异,PH6WC的穗发芽率高达80.00%。     

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。     

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。     

玉米穗腐病真菌毒素污染抗性遗传研究进展

玉米穗腐病的发生及其真菌毒素污染严重影响玉米产量与品质,威胁人畜健康。玉米对穗腐病及其真菌毒素抗性都是由多基因控制的复杂数量性状,受环境影响极大。简要介绍玉米穗腐病的发生与分布特点,重点总结玉米穗腐病主要真菌毒素类型及危害、玉米穗腐病主要真菌毒素抗性遗传、抗性基因以及全基因组选择在穗腐病抗性育种中的应用等方面的研究进展,分析该领域目前存在的主要问题及挑战,提出未来在该研究领域可能的方向和突破点,为玉米穗腐病的防治及真菌毒素污染的防控提供理论依据。     

河西走廊玉米穗粒腐病侵染规律及发病因子研究

根据田间调查和病原菌鉴定,明确了河西走廊玉米穗粒病是由8种病原菌复合侵染所致。其中Fusariummoniliforme和F.graminearum共同组成了玉米穗粒腐病的优势菌种。探明了玉米穗粒腐病的发生与品种抗性、环境条件、种植密度、施肥量及虫害之间的关系。     

陕西省玉米品种抗病性研究进展与分析

持续进行玉米品种抗病性研究，加强抗病育种工作，是保证玉米高产稳产的重要课题。陕西省由70年代开始系统进行此项研究，并不断完善和提高。针对玉米丝黑穗病、大小斑病、茎癌病、穗粒腐病等主要病害，研究总结出一套科学有效的鉴定技术。对数千份玉米自交系、测交种、杂交组合、农家种等进行鉴定，筛选出一批抗源和抗病品种。80年代以来，主要推广品种绝大多数化病性较好，但也存在一些需要改进的问题，提出了进一步加强玉米品种抗性研究的建议。     

玉米镰孢穗腐病发生条件及化学防治效果研究

通过人工接种筛选抗病品种资源,研究播期、种植密度对病害发生的影响,明确玉米镰孢菌穗腐病发生与品种资源、播期、种植密度的关系,分析棘孢木霉菌颗粒剂(TCF)和XDS种衣剂(40%毒死蜱乳油、20%辛硫磷和10%井岗霉素混剂)对玉米穗腐病的防效。结果表明,32个自交系中有6个抗病自交系,延迟播种玉米镰孢菌穗腐病发生严重,播种密度对病害发生程度无显著影响。人工接种条件下,TCF颗粒剂穴施、XDS种衣剂拌种2个处理表现为百粒重增加、秃尖长度降低,TCF颗粒剂穴施处理的防效最高,为48.69%。     

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。     

不同玉米种质对长光周期反应的初步研究

以典型的热带、亚热带、温带和高原玉米种质为材料,采用人工延长光照的方法,观测了各类种质对长光周期的反应.结果表明,随光周期由13.3 h延长至17.5 h,不同生态型玉米种质表现出相同的变化趋势,即:株高、穗位高增加,雄穗开花期及叶片衰老期延迟,雌雄穗开花间隔加长,单株穗数降低,总叶片数增多.不同生态类型种质对长光的敏感性表现为温带玉米<高原玉米<亚热带玉米<热带玉米.该研究对温带地区玉米种质的引进及改良具有指导意义。