摘要 為明確72份西北春玉米品種對(duì)絲黑穗病的抗性差異，本研究于2015年-2017年間采用人工接種法對(duì)供試品種進(jìn)行了田間抗性鑒定，結(jié)果表明‘軍育179’‘創(chuàng)玉102’‘金園007’‘中博510’和‘九圣禾680’共5份表現(xiàn)高抗，占供試品種的6.94%;‘先玉1321’‘承試288’‘興玉018’‘金育350’‘五谷558’‘Km15’‘JXQ126’‘M420’‘HN887’‘登海720’等30份品種表現(xiàn)抗病，占供試品種的41.67%;‘MC703’‘YF3240’‘武科609’‘宇翔188’‘軍育189’‘金科玉3306’‘經(jīng)禾168’‘GXY1204’‘豪威168’‘真金323’等共16份品種表現(xiàn)中抗，占供試品種的22.22%;其余18份和3份分別表現(xiàn)感病和高感，分別占供試品種的25.00%和4.17%。以DPS 2016.1.1數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)其中32份品種的病株率進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，探討其抗病性，結(jié)果表明，以歐式距離1.0作為最佳聚類距離分割點(diǎn)，將供試品種劃分為5類，但其聚類效果與依據(jù)玉米抗絲黑穗病鑒定技術(shù)規(guī)范劃分的抗性類型結(jié)果存在一定的偏差。

　　關(guān)鍵詞 玉米; 絲黑穗病; 抗性; 鑒定; 聚類分析

　　玉米Zea mays是禾本科Poaceae一年生糧飼兼用型作物[1]，素有“飼料之王”的美譽(yù)，是全世界用于生產(chǎn)畜產(chǎn)品最重要的飼料來(lái)源之一，其籽粒可用作精飼料，莖葉鮮綠度好、營(yíng)養(yǎng)豐富、產(chǎn)量高，是青貯、配合飼料或直接喂養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)飼料。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，2017年玉米種植面積和總產(chǎn)量在我國(guó)均居農(nóng)作物之首，分別為3 544.5萬(wàn)hm2和21 589.1萬(wàn)t [2]。但由于玉米病蟲害大面積發(fā)生和流行，我國(guó)每年因此而導(dǎo)致玉米產(chǎn)量損失約1 000萬(wàn)t以上[3]。甘肅省作為我國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)之一，至2017年玉米種植面積達(dá)96.67萬(wàn)hm2，占全省糧食種植面積的35%，其中制種玉米面積常年穩(wěn)定在10萬(wàn)hm2左右，玉米已成為甘肅省第一大糧食作物[4]。然而，隨著玉米種植面積迅速擴(kuò)大，病蟲害的發(fā)生危害也日趨嚴(yán)重。

　　玉米絲黑穗病是由絲孢堆黑粉菌Sporisorium reilianum引起的對(duì)玉米生產(chǎn)造成極大危害的土傳真菌性病害[5]，在世界各國(guó)的玉米種植區(qū)均有不同程度的發(fā)生與危害，嚴(yán)重時(shí)病株率可達(dá)80%[6]。20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于我國(guó)玉米栽培面積增加及‘沈單16’等感絲黑穗病品種在西北地區(qū)的大面積種植和推廣，使得輪作倒茬困難，造成連作障礙，加上防治疏忽，致使該病害發(fā)生呈逐年加重趨勢(shì)，已成為我國(guó)春玉米生產(chǎn)區(qū)的重要病害之一 [7]。據(jù)楊芳蘭等[8]報(bào)道，20世紀(jì)80年代初期，玉米絲黑穗病在甘肅省河西地區(qū)普遍發(fā)生，后隨著品種更替，該病逐漸被控制。90年代以后，由于甘肅省玉米種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整、氣候條件的變化及沈單系列品種種植面積擴(kuò)大，品種的抗性降低、土壤菌量積累、種子包衣劑針對(duì)性不強(qiáng)及種子出苗時(shí)間延長(zhǎng)等因素的影響，玉米絲黑穗病的發(fā)生又趨于嚴(yán)重[9-11]。特別是河西走廊的制種區(qū)由于制種自交系絕大多數(shù)不抗絲黑穗病從而導(dǎo)致病害大流行，不僅影響種子產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)也為病害的遠(yuǎn)距離傳播提供了初侵染菌源[9]。郭成等[12]2017年在甘肅省平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)部分玉米雜交種發(fā)病率高達(dá)65.2%，受害比較嚴(yán)重;究其原因是甘肅東部地區(qū)氣候冷涼與絲黑穗病菌發(fā)生的溫度條件相一致，因此該地區(qū)在品種布局上應(yīng)重視選擇抗絲黑穗病的品種，避免病害的大流行。

　　由于玉米絲黑穗病發(fā)病率等于損失率的產(chǎn)量損失特點(diǎn)[13]，該病害已嚴(yán)重阻礙了我國(guó)玉米產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，成為甘肅省乃至我國(guó)春玉米生產(chǎn)區(qū)的重要病害之一。目前玉米絲黑穗病的防治仍然依賴種子包衣和拌種[14]，但有些種衣劑遇到低溫天氣會(huì)出現(xiàn)藥害，且化學(xué)農(nóng)藥的施用不僅造成環(huán)境污染和農(nóng)藥殘留，而且加大了病菌產(chǎn)生抗藥性的風(fēng)險(xiǎn)。因此，防止玉米絲黑穗病發(fā)生流行和穩(wěn)產(chǎn)增收的最經(jīng)濟(jì)、有效和安全的措施是種植抗病品種，而品種抗性評(píng)價(jià)是品種合理布局和品種更替的基礎(chǔ)。故本研究于 2015年-2017年采用田間人工接種鑒定技術(shù)對(duì)72份參加國(guó)家玉米西北組區(qū)試的春玉米品種進(jìn)行了抗性鑒定和評(píng)價(jià)，同時(shí)結(jié)合系統(tǒng)聚類分析對(duì)其抗病類群進(jìn)行劃分，旨在明確不同品種間的抗性差異，為玉米品種審定，布局以及推廣利用提供科學(xué)依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1.1 不同玉米品種對(duì)絲黑穗病抗性鑒定

　　1.1.1 供試品種

　　供試材料為72份玉米品種，2015年24份，2016年28份，2017年20份，均由內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院提供。

　　1.1.2 玉米絲黑穗病原菌冬孢子制備

　　玉米絲黑穗病原菌冬孢子制備參考郭成等的方法[15]。

　　1.1.3 接種圃設(shè)計(jì)及接種方法

　　玉米絲黑穗病鑒定圃常年設(shè)在甘肅省甘谷縣新興鎮(zhèn)頭甲村，該地區(qū)年平均氣溫9.5～10.9℃，年降雨量大約為480 mm。試驗(yàn)在2015年-2017年每年4月中旬播種。2015年、2016年和2017年4月中旬至下旬平均地溫分別為16.8、14.0℃和13.5℃。按鑒定編號(hào)進(jìn)行人工穴播，每份材料行長(zhǎng)5 m，株、行距為20 cm×60 cm，每穴精準(zhǔn)播種1粒種子，然后覆蓋菌土100 g，每處理種植4行，根據(jù)每年材料數(shù)量，在鑒定圃內(nèi)設(shè)‘Mo17’(R)和‘黃早四’(HS)對(duì)照5組及以上。

　　1.1.4 病情調(diào)查及抗性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

　　參照中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒布的玉米抗絲黑穗病鑒定技術(shù)規(guī)范進(jìn)行[16]，病情分級(jí)和抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。在玉米進(jìn)入乳熟期后，對(duì)供試材料逐株進(jìn)行調(diào)查和記載。根據(jù)病株率，評(píng)價(jià)供試材料的抗感水平。供試材料在初次鑒定中表現(xiàn)為抗性及高抗時(shí)次年進(jìn)行重復(fù)鑒定。

　　1.2 數(shù)據(jù)處理與分析

　　采用Excel 2007和DPS 2016.1.1數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，用Duncan氏新復(fù)極差多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05)，選擇歐式距離、最長(zhǎng)距離法，以最佳聚類距離的適當(dāng)大小作為分割點(diǎn)[17]，依據(jù)接種后的病株率與抗病性之間的線性關(guān)系，對(duì)32個(gè)供試玉米品種進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 對(duì)照材料的抗性結(jié)果

　　結(jié)果表明，玉米絲黑穗抗病對(duì)照材料‘Mo17’的3年病株率在0～10.0%，表現(xiàn)為中抗(MR)～高抗(HR)，高感病對(duì)照材料‘黃早四’的3年病株率為62.32%～86.67%，均表現(xiàn)高感(HS)。說(shuō)明3年的對(duì)照材料發(fā)病充分，鑒定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

　　2.2 不同抗性類型的玉米品種所占比例

　　調(diào)查結(jié)果表明，72份玉米品種中，表現(xiàn)高抗的品種有5份、抗30份、中抗16份、感18份、高感3份，分別占供試玉米品種的6.94%、41.67%、22.22%、25.00%和4.17%(圖1)。

　　2.3 玉米品種對(duì)絲黑穗病的抗性鑒定結(jié)果

　　調(diào)查結(jié)果表明(表2)，72份玉米品種中‘軍育179’‘創(chuàng)玉102’‘金園007’‘中博510’和‘九圣禾680’共5份，病株率為0，表現(xiàn)高抗(HR)，占6.94%;‘先玉1321’‘承試288’‘興玉018’‘金育350’‘五谷558’‘先玉1419’‘正成018’‘金誠(chéng)6’‘九玉M05’‘利禾717’‘禾育132’‘金園15’‘禾育157’‘Km15’‘JXQ126’‘M420’‘九玉A02’‘HN887’‘登海720’等30份，病株率為1.1%～4.9%，表現(xiàn)抗病(R)，占41.67%;‘MC703’‘昊玉301’‘豫禾601’‘YF3240’‘武科609’‘宇翔188’‘軍育189’‘金科玉3306’‘經(jīng)禾168’‘龍華369’‘銀玉439’‘GXY1204’‘豪威168’‘真金323’‘宇翔9號(hào)’‘福盛園57’共16份，病株率為5.2%～9.9%，表現(xiàn)中抗(MR)，占22.22%;‘CM178’‘東科1316’‘金穗13-2’‘忻玉6028’‘隴單9號(hào)’‘先玉335’‘J8525’‘五谷638’‘優(yōu)迪919’‘G7533’‘SS467’‘陜單628’‘豫單186’‘昊玉673’‘科育186’‘豐玉20’‘LY410’‘MC121’共18份，病株率為11.1%～38.4%，表現(xiàn)感病(S)，占25.00%;‘中單108’‘大唐128’‘先農(nóng)108’共3份，病株率為48.8%～52.0%，表現(xiàn)高感(HS)，占4.17%。

　　推薦閱讀：煙臺(tái)果樹植物保護(hù)論文投稿期刊