對(duì)34個(gè)甘蔗品種進(jìn)行黑穗病抗性鑒定與評(píng)價(jià)

1、對(duì)34個(gè)甘蔗品種進(jìn)行黑穗病抗性鑒定與評(píng)價(jià)甘蔗(SaccharumofficinarumL.)是重要的糖料作物和有發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉醋魑?。中?guó)現(xiàn)已發(fā)展成為僅次于巴西、印度的世界第三大甘蔗糖生產(chǎn)大國(guó),每年甘蔗種植面積超過(guò)130萬(wàn)hm2,甘蔗糖年產(chǎn)量約1300萬(wàn)t,占中國(guó)年食糖總產(chǎn)量的90%以上。甘蔗黑穗病(sugarcanesmutdisease)又稱甘蔗鞭黑穗病、甘蔗黑粉病和甘蔗灰包病,是一種氣傳真菌病害,由甘蔗鞭黑粉菌(UstilagoscitamineaSydow)引起,該病原菌隸屬擔(dān)子菌亞門(mén)黑粉菌目黑粉菌科的黑粉菌屬。自1877年在南非納塔爾首先報(bào)道甘蔗黑穗病以來(lái),該病害現(xiàn)已成為世界范圍

2、內(nèi)廣泛流行的重要甘蔗病害。甘蔗黑穗病也是中國(guó)蔗區(qū)最嚴(yán)重的甘蔗病害,目前的甘蔗主栽品種均能普遍感染黑穗病,且田間發(fā)病率較高,經(jīng)濟(jì)損失十分嚴(yán)重?？共∮N是防治甘蔗黑穗病最經(jīng)濟(jì)最有效的措施,世界主要甘蔗糖業(yè)生產(chǎn)大國(guó)(美國(guó)、巴西、印度、古巴、澳大利亞、中國(guó)等)都將甘蔗對(duì)黑穗病的抗性作為品種選育的一個(gè)主要指標(biāo)。沈萬(wàn)寬等采用人工浸漬接種法,對(duì)近年從澳大利亞引進(jìn)的甘蔗品種進(jìn)行黑穗病抗性鑒定,從中篩選出Q200B、Q190、Q171等抗性水平為抗病的品種;王維贊等采用人工浸漬接種與自然感染相結(jié)合的方法,對(duì)從國(guó)內(nèi)外引進(jìn)的14個(gè)甘蔗品種進(jìn)行黑穗病抗性鑒定,篩選出臺(tái)糖88/99和臺(tái)糖89/1626兩個(gè)高抗黑穗病品種

3、。筆者采用人工浸漬接種與田間自然感染相結(jié)合的方法,對(duì)34個(gè)甘蔗品種(品系)進(jìn)行黑穗病抗性鑒定與評(píng)價(jià),旨在為甘蔗新品種選育和推廣應(yīng)用以及親本評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。1、材料與方法1.1供試品種(品系)供試甘蔗品種(品系):98-73、00-319、01-121、01-120、00-256、01-246、粵糖95-168、01-160、粵糖96-86、粵糖03-233、粵糖91-1102、01-125、01-244、粵糖00-318、99-57、01-79、粵糖99-66、粵糖91-976、ROC22、CP93-1634、CP89-2143、CP94-1100、ROC10、97-639、粵農(nóng)83-88、

4、ROC20、粵糖03-373、粵糖03-393、粵糖02-305、粵糖02-373、粵糖04-232、NCo310、NCo376、F134等34個(gè),均來(lái)自廣州甘蔗糖業(yè)研究所保育基地。1.2病菌冬孢子的采集與保存于試驗(yàn)當(dāng)年(2004-2012年)的5月中下旬,分別從廣東省甘蔗主要產(chǎn)區(qū)遂溪、雷州、徐聞、翁源等地的ROC22、ROC16、ROC25及粵糖89-113等主栽品種上采集新鮮黑穗病鞭子(冬孢子),于室溫自然風(fēng)干45d,用毛筆輕輕刮下各鞭子上的冬孢子,并將冬孢子充分混勻后分裝于小濾紙袋中(每袋10g),保存于4冰箱中備用。1.3病菌活性的檢測(cè)取微量待測(cè)的甘蔗黑穗病菌混合冬孢子,用無(wú)菌水混勻,

5、經(jīng)YEPS培養(yǎng)基平板培養(yǎng)23d(28)后檢測(cè)冬孢子的菌絲生長(zhǎng)狀況;另取微量混合冬孢子,經(jīng)1%水瓊脂培養(yǎng)(含50μg/mL氨芐青霉素)后鏡檢冬孢子的萌芽率。1.4接種、種植與發(fā)病調(diào)查1)接種。采用浸種法進(jìn)行人工接種。用檢驗(yàn)合格的冬孢子配制5×106個(gè)/mL的孢子懸浮液(2g干燥冬孢子兌水1L),將種芽(每品種60個(gè)新鮮單芽)置于孢子懸浮液中浸泡30min,取出放入塑料袋內(nèi)封口,經(jīng)過(guò)保濕催芽24h后種植。2)種植。接種材料種植于廣州甘蔗糖業(yè)研究所試驗(yàn)基地h或華南農(nóng)業(yè)大學(xué)廣州增城教學(xué)科研基地,小區(qū)單行(行長(zhǎng)3m)、不完全隨機(jī)區(qū)組排列、重復(fù)3次,每行(區(qū))種植20個(gè)接種單芽,植后覆蓋

6、薄土,其余田間管理按常規(guī)大田生產(chǎn)操作。3)調(diào)查。種植后發(fā)現(xiàn)有黑穗病株時(shí)進(jìn)行第一次調(diào)查(約植后3040d),以后每隔7d調(diào)查1次,連續(xù)調(diào)查6個(gè)月后終止。每次調(diào)查發(fā)現(xiàn)病株時(shí),記載后將其連根拔除,以免重復(fù)記載發(fā)病株數(shù)。在調(diào)查終期,合計(jì)發(fā)病株數(shù)及總株數(shù),計(jì)算其株發(fā)病率。1.5田間自然感染黑穗病發(fā)生率調(diào)查在田間甘蔗黑穗病發(fā)病高峰期(5-6月),選取代表性的田塊,連續(xù)調(diào)查50株甘蔗植株的黑穗病發(fā)生株數(shù)(含早期癥狀),計(jì)算各品種的病株發(fā)生率。1.6甘蔗黑穗病抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用19級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗性分級(jí),按照國(guó)家甘蔗育種九五;攻關(guān)指標(biāo),以每叢發(fā)病株率評(píng)價(jià)供試品種的抗病性。2、結(jié)果與分析2.1甘蔗黑穗病菌冬孢子的

7、活性檢測(cè)在顯微鏡下觀察采集的甘蔗黑穗病菌冬孢子,可見(jiàn)近圓形、棕褐色厚垣孢子(圖1-A);厚垣孢子為休眠孢子,在YEPS培養(yǎng)基或1%瓊脂糖上均可萌芽(圖1-B),產(chǎn)生具有致病力的白色羊毛狀雙核菌絲體(圖1-C)。檢測(cè)結(jié)果顯示冬孢子的萌芽率超過(guò)90%,表明用于接種的甘蔗黑穗病菌冬孢子活性較好,達(dá)到接種要求。2.2甘蔗黑穗病發(fā)病潛伏期及株發(fā)病率從病原菌侵入至出現(xiàn)病害癥狀的這段時(shí)間稱為病害發(fā)病潛伏期。病害發(fā)病潛伏期是評(píng)價(jià)寄主對(duì)入侵病原菌防御能力的一個(gè)指標(biāo)。由表1可知,所有供試甘蔗品種(品系)的黑穗病發(fā)病潛伏期為28140d。發(fā)病潛伏期小于60d的有5個(gè)甘蔗品種(品系),占供試品種的12.8%;發(fā)病潛伏

8、期60100d的有19個(gè)甘蔗品種(品系),占48.7%;發(fā)病潛伏期101140d的有10個(gè)甘蔗品種(品系),占25.6%。這表明人工接種后大都數(shù)甘蔗品種或品系的黑穗病發(fā)病潛伏期為60100d。從表1還可以看出,供試甘蔗品種(品系)的黑穗病株發(fā)病率介于088.4%,黑穗病發(fā)病潛伏期較長(zhǎng)的甘蔗品種(品系),其黑穗病株發(fā)病率相對(duì)較低;反之,潛伏期較短的甘蔗品種(品系),其黑穗病株發(fā)病率相對(duì)較高。2.3甘蔗黑穗病抗性鑒定結(jié)果根據(jù)表1甘蔗黑穗病抗性鑒定結(jié)果,抗性水平為高抗(HR)的品系有00-319、01-121、00-256、01-125、01-79,占供試品種的14.7%;抗性水平為抗(R)的品種(

9、品系)有01-120、粵糖03-233、CP93-1634,占供試品種的8.8%;抗性水平為中抗(MR)的品種(品系)有粵糖96-86、99-57,占供試品種的5.9%;抗性水平為中感(MS)的品種(品系)有01-246、粵糖95-168、01-160、粵糖91-1102、01-244、粵糖00-318、CP89-2143、CP94-1100,占供試品種的23.5%;抗性水平為感病(S)的品種(品系)有98-73、粵糖99-66、粵糖91-976、ROC22、NCo376、ROC20、粵糖03-393,占供試品種的20.6%;抗性水平為高感(HS)的品種(品系)有ROC10、97-639、粵農(nóng)

10、83-88、F134、粵糖03-373、粵糖02-205、粵糖02-373、粵糖04-232、NCo310,占供試品種的26.5%。2.4甘蔗黑穗病田間的自然發(fā)病率由表1可知,在田間黑穗病菌的自然感染條件下,供試甘蔗品種(品系)的黑穗病發(fā)生率均較人工接種脅迫下黑穗病發(fā)生率明顯降低。在田間自然感染條件下,供試品種(品系)的黑穗病株發(fā)生率介于028%。大部分供試品種(品系)的田間黑穗病自然感染發(fā)病率低于10%,甚至不發(fā)病。田間自然感染條件下黑穗病發(fā)生率較高的品種有ROC22、粵糖99-66和粵糖91-976。3、討論本試驗(yàn)中,34個(gè)參試品種(品系)對(duì)黑穗病抗性達(dá)中抗(MR)或以上抗性水平的占29.

11、4%,抗性水平為中感(MS)或以下的占70.6%,反應(yīng)出參試品種或品系對(duì)黑穗病的抗性水平普遍不高。20世紀(jì)80年代后期,中國(guó)大陸開(kāi)展甘蔗抗黑穗病育種,在甘蔗抗黑穗病鑒定技術(shù)、抗性評(píng)價(jià)體系、抗性機(jī)制及抗源篩選等方面做了許多研究,取得了一定成效,先后育成了粵糖85-177、粵糖83-271等高抗甘蔗黑穗病品種,以及引進(jìn)了高抗黑穗病品種ROC10,并進(jìn)行了推廣應(yīng)用,對(duì)甘蔗黑穗病的發(fā)生與流行起到較好的抑制作用。近年來(lái),由于甘蔗黑穗病生理小種的變化,使原有抗病品種抗性喪失,并淪為感病品種,如原高抗黑穗病品種ROC10,在本試驗(yàn)中對(duì)黑穗病的抗性為高感。另外,有些感病品種還發(fā)展成為絕對(duì)主栽培品種,如感病品種

12、ROC22種植面積占總面積的60%以上,導(dǎo)致中國(guó)大陸蔗區(qū)甘蔗黑穗病發(fā)生嚴(yán)重,經(jīng)濟(jì)損失重大。因此,加強(qiáng)中國(guó)大陸蔗區(qū)甘蔗黑穗病菌生理小種鑒定,明確蔗區(qū)甘蔗黑穗病菌生理小種類型、優(yōu)勢(shì)生理小種及其動(dòng)態(tài)分布,針對(duì)優(yōu)勢(shì)生理小種進(jìn)行抗源篩選、雜交組合配制及新抗病品種(品系)選育與推廣應(yīng)用,是扭轉(zhuǎn)當(dāng)前蔗區(qū)甘蔗黑穗病嚴(yán)重發(fā)生被動(dòng)局面的關(guān)鍵措施。本試驗(yàn)采用人工浸漬接種與田間自然感染相結(jié)合的方法,評(píng)價(jià)供試品種(品系)對(duì)甘蔗黑穗病的抗性水平。一些人工接種高感品種(品系),田間自然感染黑穗病發(fā)生率并不高,如粵糖03-393、粵糖04-232、粵糖03-337、粵糖02-305等的人工接種鑒定為高感黑穗病,但其田間自然感

13、染黑穗病發(fā)生率依次為2%、2%、4%、4%,按照抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)均為高抗或抗病品種,主要原因是這些品種均為近年新育成品種,其種植造次較少,甘蔗黑穗病菌在種莖中尚未能大量積累;相反人工接種鑒定為感病的品種,如ROC22、粵糖91-976等,其田間自然感染黑穗病發(fā)生率相對(duì)較高,分別為28%和16%,主要原因是這些品種育成時(shí)間較久,種植造次較多,尤其是ROC22連續(xù)作為主栽品種種植10多年之久,黑穗病菌在種莖中大量積累,導(dǎo)致其田間自然條件下黑穗病發(fā)生率高且危害嚴(yán)重。這與王維贊等的研究結(jié)果基本一致。本試驗(yàn)供試品種NCo310、NCo376、F134是中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)甘蔗黑粉菌生理小種的鑒別寄主,其中NCo31

14、0感小種1、抗小種2,F134感小種2、抗小種1,NCo376對(duì)小種1及小種2免疫。中國(guó)大陸蔗區(qū)由臺(tái)灣引進(jìn)甘蔗品種較多且歷史較久,從20世紀(jì)70至80年代主栽品種F134到目前主栽品種ROC22、ROC16等均為從臺(tái)灣引進(jìn),可以推斷中國(guó)大陸蔗區(qū)甘蔗黑粉菌生理小種應(yīng)該與中國(guó)臺(tái)灣差不多。本試驗(yàn)中鑒別寄主NCo376(對(duì)小種1及小種2免疫)2008年和2012年人工接種黑穗病的發(fā)生率分別為50%和43%,說(shuō)明由于接種源混合冬孢子存在新的生理小種(或致病力變異菌株),導(dǎo)致原免疫品種NCo376變成感病品種。由此可以推斷出廣東省蔗區(qū)已存在新的甘蔗黑穗病菌生理小種。這與沈萬(wàn)寬等和陳健文等的研究結(jié)果基本一致。本試驗(yàn)中,ROC22、ROC20、F134、NCo310及NCo376都參加了2008年和2012年2年的抗性鑒定,雖然同一品種2年的人工接種黑穗病發(fā)生率不同,但其抗性鑒定類型一致,反應(yīng)出