论文部分内容阅读
[摘要] 对广西玉米锈病致病力及玉米南方锈病病原菌夏孢子进行研究；对广西玉米主产区玉米锈病发生情况进行调查研究；对玉米种质资源进行田间人工接种病原菌鉴定筛选抗源研究。结果表明，广西玉米锈病的主要类型是南方锈病（Puccinia polysora Underw.），其致病力极强，接种植株平均发病率达88.3%；病原菌夏孢子对温度敏感，萌发的最适温度范围在24～28℃，温度在36℃以上不萌发；夏孢子为单胞、圆形或卵圆形，平均大小为26.82µm×34.46µm。秋玉米病情比春玉米重、石山地区玉米病情比其他地区重、外来玉米品种病情比广西品种重。鉴定筛选出24份高抗玉米南方锈病的种质材料。研究结果为广西玉米南方锈病的防控提供理论依据及抗锈病育种提供抗源材料。
[关键词] 玉米；锈病；调查研究；抗性玉米材料
玉米是广西壮族自治区第二大粮食作物，常年播种面积约60万hm2，播种面积仅次于水稻。玉米锈病在世界各玉米主产区均有发生，共有3种类型，分别是由玉米柄锈菌（Puccinia sorghi Schw.）引起的普通玉米锈病、由玉米多堆柄锈菌（Puccinia polysora Underw.）引起的南方玉米锈病和由玉米壳锈菌[Physopella zeae（Mains）Cummis Ramachar]引起的热带玉米锈病[1-2]。普通玉米锈病和南方玉米锈病在我国均有发生，其中南方玉米锈病主要分布在南方一些潮湿高温地区[1]。广西地处亚热带地区，温度适中，湿度大[3-4]，比较适合南方玉米锈病的发生危害。据报道，广西天等县2000年秋玉米锈病暴发，发生面积达1000hm2，占全县秋玉米面积的29.9%[5]。近年来，随着北方杂交玉米品种大量引入广西推广种植，玉米锈病在广西有蔓延发生为害之势，已成为制约广西玉米生产的一大病害。另外，玉米抗病育种的经验和实践均已证明：鉴定筛选抗病育种材料，以其组配和选育出来的抗病杂交组合，是控制病害发生危害的经济、有效的根本途径。为了深入了解广西玉米锈病的种类和病原菌特性特征和该病害在广西的发生情况以及玉米种质材料的抗病性，为防控玉米锈病提供理论依据及抗锈病玉米育种提供抗源材料，笔者进行了本试验研究。
一、材料与方法
1.供试材料
（1）南方玉米锈病病原菌从上一年秋季广西玉米典型的病株上采集，经室内自然风干后置6℃恒温条件下保存备用；普通玉米锈病病原菌从河北省石家庄采集获得（随采随用）。盆栽玉米品种为感病材料——黄早四。
（2）抗性鉴定筛选研究的玉米种质材料种子由中国农科院病虫害检验室和广西玉米研究所玉米研究室提供，共1218份。接种鉴定用的病原菌由广西玉米研究所植保研究室提供。
2.试验研究方法
（1）玉米锈病致病力测定。将泥土晒干粉碎，装盆（盆宽30cm、高30cm），在200℃高温条件下（烘箱）消毒4h，拿出降温后淋透水。玉米种子材料用15%粉锈宁可湿性粉剂进行拌种后播种（种量∶药量=100∶2）。每盆留苗1株，常规管理，在玉米6叶期用手持小型喷雾器喷雾接种，喷雾菌液浓度在100倍显微镜下观察每视野有50～60个孢子，每100mL菌液加3～4滴吐温，喷雾接种量每株7～8mL。试验设3次重复，每次重复20盆，设喷清水对照。接种后40d调查病株率、发病级别。病级划分按0、1、3、5、7、9分级，0级：叶片上无病斑、无任何过敏性反应；1级：叶片上无病斑、仅有过敏性反应；3级：叶片上有少量孢子堆，占叶面积不超过25%；5级：叶片上有中量孢子堆，占叶面积的26～50%；7级：叶片上有大量孢子堆，占叶面积的51～75%；9级：叶片上有大量孢子堆，占叶面积的76%以上，叶片枯死。
（2）不同温度对广西玉米南方锈病病原菌夏孢子萌发的影响。从发病玉米田块采集新鲜玉米南方锈病病叶，挑取夏孢子制成载玻片，将载玻片置于保湿培养皿内，经不同恒温条件下培养8h（黑暗条件下）。试验设20℃、24℃、28℃、32℃、36℃等5个温度处理，每个处理镜检100个孢子，重复3次，计数孢子萌发数[6]，计算孢子萌发率。
（3）广西玉米南方锈病病原菌夏孢子形态特征观察。从发病的新鲜玉米南方锈病叶的孢子堆中，挑取夏孢子制成载玻片，在生物光学显微镜下观察夏孢子的形状、大小和颜色特征；测量100个夏孢子的大小，计算夏孢子的平均大小值、大小范围值。
（4）广西玉米主产区锈病田间发生情况调查。在广西玉米主产区的隆安县、平果县、田东县、田阳县、大化县、都安县、河池市、宜州市、来宾市、武宣县、贵港市、横县、天等县、靖西县、德保县、马山县、忻城县等17个县（市）对玉米锈病田间发病情况进行了调查研究。同一品种在广西各县（市）发病情况的调查方法：每个县（市）选择2个乡镇、每个乡镇随机抽3块玉米地进行调查。每地块调查100株玉米植株，分别调查发病株数、发病级别。最后计算各县（市）的平均发病株率、平均病级。调查品种：正大619。不同品种在广西发病情况的调查方法：在广西各地挑选一块该品种发病最严重的地块进行调查100株玉米植株，记载群体的发病株率、发病级别。调查的品种有：安单3号、正大619、郑单系列、雅玉10号、蠡玉9号、绿城133、迪卡008、玉富达、桂单518、玉美头102等10个品种。田间病害病级调查分级标准，0级：植株叶片无病斑和过敏性反应；1级：植株叶片上仅有无孢子堆的过敏性反应；3级：植株四分之一以下叶片有少量孢子堆；5级：植株二分之一的叶片有中量孢子堆；7级：植株四分之三的叶片有大量孢子堆；9级：植株四分之三以上叶片有大量孢子堆，叶片枯死。
（5）玉米种质材料抗性鉴定筛选。试验地块设在广西玉米研究所病虫害鉴定圃内。鉴定材料采用随机排列单行区种植，1次重复，单行区面积5.0m×0.7m，每份材料播种一行区，单株定苗25～30株，常规田间管理，以高抗材料齐319、高感材料黄早四作对照。将在低温冷藏备用的南方玉米锈病病原菌（夏孢子）取出，在常温下放入下部有水的容器内回湿处理4h，然后配成孢子悬浮液，浓度为6×104个孢子/mL，加入0.02%的吐温（v/v），充分搅拌均匀，在玉米材料8-9叶期时，于傍晚时分用背负式喷雾器喷雾接种，接种量为每株玉米材料约7～8mL菌液，天气干旱时，接种后立即灌溉保湿7d，满足其发病要求的湿度条件。在玉米乳熟期-蜡熟期进行田间病害调查鉴定。调查时目测每份鉴定材料群体的发病情况。调查重点部位为玉米果穗下方的接种叶片，根据病害症状描述及病情级别划分，逐份材料进行调查并记载病情级别。根据鉴定材料田间发病程度（病情级别）确定其对锈病的抗性水平。其中1级为叶片上无病斑或仅有无孢子堆的过敏性反应，抗性评价标准为高抗（HR）；3级为叶片上有少量孢子堆，占叶面积少于25%，抗性评价标准为抗病（R）；5级为叶片上有中量孢子堆，占叶面积的26%～50%，抗性评价标准为中抗（MR）；7级为叶片上有大量孢子堆，占叶面积的51%～75%，抗性评价标准为感病（S）；9级为叶片上有大量孢子堆，占叶面积的76%～100%，叶片枯死，抗性评价标准为高感（HS）。
二、结果与分析
1.玉米锈病致病力测定结果
玉米锈病病原菌接种测定结果表明（表1），玉米南方锈病的致病力极强，接种植株平均发病率达88.3%，群体平均病级达7级；普通锈病的致病力极弱，平均发病率只有5.3%，群体平均病级为0.6级；对照均不发病。
[关键词] 玉米；锈病；调查研究；抗性玉米材料
玉米是广西壮族自治区第二大粮食作物，常年播种面积约60万hm2，播种面积仅次于水稻。玉米锈病在世界各玉米主产区均有发生，共有3种类型，分别是由玉米柄锈菌（Puccinia sorghi Schw.）引起的普通玉米锈病、由玉米多堆柄锈菌（Puccinia polysora Underw.）引起的南方玉米锈病和由玉米壳锈菌[Physopella zeae（Mains）Cummis Ramachar]引起的热带玉米锈病[1-2]。普通玉米锈病和南方玉米锈病在我国均有发生，其中南方玉米锈病主要分布在南方一些潮湿高温地区[1]。广西地处亚热带地区，温度适中，湿度大[3-4]，比较适合南方玉米锈病的发生危害。据报道，广西天等县2000年秋玉米锈病暴发，发生面积达1000hm2，占全县秋玉米面积的29.9%[5]。近年来，随着北方杂交玉米品种大量引入广西推广种植，玉米锈病在广西有蔓延发生为害之势，已成为制约广西玉米生产的一大病害。另外，玉米抗病育种的经验和实践均已证明：鉴定筛选抗病育种材料，以其组配和选育出来的抗病杂交组合，是控制病害发生危害的经济、有效的根本途径。为了深入了解广西玉米锈病的种类和病原菌特性特征和该病害在广西的发生情况以及玉米种质材料的抗病性，为防控玉米锈病提供理论依据及抗锈病玉米育种提供抗源材料，笔者进行了本试验研究。
一、材料与方法
1.供试材料
（1）南方玉米锈病病原菌从上一年秋季广西玉米典型的病株上采集，经室内自然风干后置6℃恒温条件下保存备用；普通玉米锈病病原菌从河北省石家庄采集获得（随采随用）。盆栽玉米品种为感病材料——黄早四。
（2）抗性鉴定筛选研究的玉米种质材料种子由中国农科院病虫害检验室和广西玉米研究所玉米研究室提供，共1218份。接种鉴定用的病原菌由广西玉米研究所植保研究室提供。
2.试验研究方法
（1）玉米锈病致病力测定。将泥土晒干粉碎，装盆（盆宽30cm、高30cm），在200℃高温条件下（烘箱）消毒4h，拿出降温后淋透水。玉米种子材料用15%粉锈宁可湿性粉剂进行拌种后播种（种量∶药量=100∶2）。每盆留苗1株，常规管理，在玉米6叶期用手持小型喷雾器喷雾接种，喷雾菌液浓度在100倍显微镜下观察每视野有50～60个孢子，每100mL菌液加3～4滴吐温，喷雾接种量每株7～8mL。试验设3次重复，每次重复20盆，设喷清水对照。接种后40d调查病株率、发病级别。病级划分按0、1、3、5、7、9分级，0级：叶片上无病斑、无任何过敏性反应；1级：叶片上无病斑、仅有过敏性反应；3级：叶片上有少量孢子堆，占叶面积不超过25%；5级：叶片上有中量孢子堆，占叶面积的26～50%；7级：叶片上有大量孢子堆，占叶面积的51～75%；9级：叶片上有大量孢子堆，占叶面积的76%以上，叶片枯死。
（2）不同温度对广西玉米南方锈病病原菌夏孢子萌发的影响。从发病玉米田块采集新鲜玉米南方锈病病叶，挑取夏孢子制成载玻片，将载玻片置于保湿培养皿内，经不同恒温条件下培养8h（黑暗条件下）。试验设20℃、24℃、28℃、32℃、36℃等5个温度处理，每个处理镜检100个孢子，重复3次，计数孢子萌发数[6]，计算孢子萌发率。
（3）广西玉米南方锈病病原菌夏孢子形态特征观察。从发病的新鲜玉米南方锈病叶的孢子堆中，挑取夏孢子制成载玻片，在生物光学显微镜下观察夏孢子的形状、大小和颜色特征；测量100个夏孢子的大小，计算夏孢子的平均大小值、大小范围值。
（4）广西玉米主产区锈病田间发生情况调查。在广西玉米主产区的隆安县、平果县、田东县、田阳县、大化县、都安县、河池市、宜州市、来宾市、武宣县、贵港市、横县、天等县、靖西县、德保县、马山县、忻城县等17个县（市）对玉米锈病田间发病情况进行了调查研究。同一品种在广西各县（市）发病情况的调查方法：每个县（市）选择2个乡镇、每个乡镇随机抽3块玉米地进行调查。每地块调查100株玉米植株，分别调查发病株数、发病级别。最后计算各县（市）的平均发病株率、平均病级。调查品种：正大619。不同品种在广西发病情况的调查方法：在广西各地挑选一块该品种发病最严重的地块进行调查100株玉米植株，记载群体的发病株率、发病级别。调查的品种有：安单3号、正大619、郑单系列、雅玉10号、蠡玉9号、绿城133、迪卡008、玉富达、桂单518、玉美头102等10个品种。田间病害病级调查分级标准，0级：植株叶片无病斑和过敏性反应；1级：植株叶片上仅有无孢子堆的过敏性反应；3级：植株四分之一以下叶片有少量孢子堆；5级：植株二分之一的叶片有中量孢子堆；7级：植株四分之三的叶片有大量孢子堆；9级：植株四分之三以上叶片有大量孢子堆，叶片枯死。
（5）玉米种质材料抗性鉴定筛选。试验地块设在广西玉米研究所病虫害鉴定圃内。鉴定材料采用随机排列单行区种植，1次重复，单行区面积5.0m×0.7m，每份材料播种一行区，单株定苗25～30株，常规田间管理，以高抗材料齐319、高感材料黄早四作对照。将在低温冷藏备用的南方玉米锈病病原菌（夏孢子）取出，在常温下放入下部有水的容器内回湿处理4h，然后配成孢子悬浮液，浓度为6×104个孢子/mL，加入0.02%的吐温（v/v），充分搅拌均匀，在玉米材料8-9叶期时，于傍晚时分用背负式喷雾器喷雾接种，接种量为每株玉米材料约7～8mL菌液，天气干旱时，接种后立即灌溉保湿7d，满足其发病要求的湿度条件。在玉米乳熟期-蜡熟期进行田间病害调查鉴定。调查时目测每份鉴定材料群体的发病情况。调查重点部位为玉米果穗下方的接种叶片，根据病害症状描述及病情级别划分，逐份材料进行调查并记载病情级别。根据鉴定材料田间发病程度（病情级别）确定其对锈病的抗性水平。其中1级为叶片上无病斑或仅有无孢子堆的过敏性反应，抗性评价标准为高抗（HR）；3级为叶片上有少量孢子堆，占叶面积少于25%，抗性评价标准为抗病（R）；5级为叶片上有中量孢子堆，占叶面积的26%～50%，抗性评价标准为中抗（MR）；7级为叶片上有大量孢子堆，占叶面积的51%～75%，抗性评价标准为感病（S）；9级为叶片上有大量孢子堆，占叶面积的76%～100%，叶片枯死，抗性评价标准为高感（HS）。
二、结果与分析
1.玉米锈病致病力测定结果
玉米锈病病原菌接种测定结果表明（表1），玉米南方锈病的致病力极强，接种植株平均发病率达88.3%，群体平均病级达7级；普通锈病的致病力极弱，平均发病率只有5.3%，群体平均病级为0.6级；对照均不发病。