玉米病害現(xiàn)狀及育種對策研究樣本

遼寧省玉米病害發(fā)生現(xiàn)實狀況及育種對策玉米是遼寧省第一大糧食作物，也是關(guān)鍵飼料和工業(yè)加工原料。中國加入WTO以后，作為中國關(guān)鍵玉米帶遼寧，在玉米育種、玉米種業(yè)和玉米生產(chǎn)等方面，全部面臨著前所未有機遇和挑戰(zhàn)。多年來，伴隨遼寧省農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，玉米面積有所降低，但玉米年播種面積、總產(chǎn)量仍居遼寧省糧食作物之首。所以，玉米產(chǎn)量豐欠直接影響到遼寧省農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和國民經(jīng)濟可連續(xù)發(fā)展。在玉米生產(chǎn)過程中，可能受到多個生物和非生物原因影響，其中病蟲害發(fā)生和流行是直接影響玉米產(chǎn)量關(guān)鍵原因之一。據(jù)資料報道，全世界玉米病害約160余種，在中國約有40余種。其中為害嚴(yán)重有玉米大斑病、小斑病、絲黑穗病、黑粉病、矮花葉病、粗縮病、青枯病和多種穗粒腐病等，其次還有紋枯病、褐斑病、銹病、炭疽病、莖基腐病和霜霉病等。多年來，東北和華北部分省份玉米尾孢菌葉斑病和彎孢菌葉斑病危害也日趨嚴(yán)重。中國地域廣闊，各地環(huán)境條件不一樣，所以多種病害發(fā)生情況也有所不一樣。有些病害分布很廣，幾乎全部玉米產(chǎn)區(qū)全部有發(fā)生，有些僅在局部地域發(fā)生或是發(fā)生比較嚴(yán)重。遼寧省玉米生產(chǎn)上現(xiàn)在關(guān)鍵流行病害關(guān)鍵有玉米絲黑穗病、黑粉病、青枯病、彎孢菌葉斑病、紋枯病、灰斑病、大斑病和小斑病等。研究遼寧省玉米病害發(fā)生現(xiàn)實狀況、流行原因和育種對策，對指導(dǎo)遼寧省玉米抗病育種工作，選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗和適應(yīng)性廣玉米新品種含有重大意義。1

玉米病害發(fā)生現(xiàn)實狀況1.1土傳及種傳病害加重1.1.1

玉米黑粉病玉米絲黑穗病是經(jīng)典土傳病害，在中國春玉米種植區(qū)普遍發(fā)生，在東北、華北北部、西北和西南丘陵地域發(fā)生也較嚴(yán)重，通常田間發(fā)病率2%～8%，重病田發(fā)病率高達(dá)60%～70%，造成嚴(yán)重產(chǎn)量損失。因為絲黑穗病直接造成果穗被害，所以，它是玉米生產(chǎn)中關(guān)鍵病害之一。20世紀(jì)70年代，對遼寧、吉林、河北、四川等9個省市不完全統(tǒng)計，每十二個月因絲黑穗病損失糧食達(dá)3.25億kg，80年代以來，這一病害基礎(chǔ)得到了控制，但多年來，伴隨部分不抗病品種推廣或病菌致病力變異等原因，玉米絲黑穗病又死灰復(fù)燃，最近3年，在遼寧省沈陽、遼陽、鐵嶺、阜新等地大面積發(fā)生，尤其以最為嚴(yán)重，發(fā)生地域廣、面積大，發(fā)病率高，部分地塊病株率高達(dá)80%，農(nóng)民反應(yīng)強烈，市場糾紛不停，應(yīng)引發(fā)各級部門高度重視，深入加強病原菌生理分化研究及抗病育種工作。玉米瘤黑粉病又稱玉米一般黑粉病，在中國普遍發(fā)生，是玉米生產(chǎn)中關(guān)鍵病害。多年來，遼寧省各地瘤黑粉病發(fā)病也呈逐步上升趨勢，對生產(chǎn)影響很大。因為病菌侵染植株莖稈、果穗、雄穗、葉片等幼嫩部位，所形成黑粉瘤消耗大量植株養(yǎng)分或植株空稈不堅固，可造成30%～80%產(chǎn)量損失。因為該病越冬場所復(fù)雜，土傳、種傳、風(fēng)、雨和昆蟲傳輸，有數(shù)次再侵染，防治比較困難，多種方法全部有不足。所以應(yīng)加強防治方法研究，預(yù)防該病大規(guī)模流行。1.1.2玉米青枯病該病在遼寧省各玉米種植區(qū)全部有發(fā)生。在玉米生長后期，病害侵染植株近地表莖節(jié)，造成營養(yǎng)和水分輸送受阻，莖稈腐爛。若玉米在灌漿階段碰到較大降雨而且雨后暴晴，莖腐病則發(fā)病嚴(yán)重。通常年份，田間病株率為5%，在條件適宜年份，部分品種田間病株率高達(dá)20%以上。病株籽粒灌漿不足，造成減產(chǎn)。因為該病病原菌種類繁多，侵染路徑有異，要想在根本上處理這一病害，還需做大量研究工作。1.1.3

玉米頂腐病徐秀德等()報道，由串珠鐮孢亞粘團變種侵染引發(fā)一個玉米新病害頂腐病，多年在中國北方玉米帶時有發(fā)生，局部地域發(fā)生嚴(yán)重。1998年在遼寧阜新調(diào)查發(fā)覺，該病發(fā)生面積達(dá)4萬hm2，占當(dāng)年阜新玉米種植面積1/3。通常發(fā)病率為7.1%，重病田發(fā)病率高達(dá)31%。另外，在山東、吉林、黑龍江等省也有該病發(fā)生，并有逐步加重流行趨勢。因其苗期發(fā)病，并能夠造成死苗，所以對玉米生產(chǎn)影響較大。1.2次要病害上升為關(guān)鍵病害1.2.1玉米灰斑病玉米灰斑病于1991年在遼寧省丹東和莊河等局部地域發(fā)生(陳剛等，1993)，流行速度較快。，全省玉米產(chǎn)區(qū)普查結(jié)果，玉米灰斑病在遼寧省玉米產(chǎn)區(qū)全部有不一樣程度發(fā)生，并已造成產(chǎn)量損失。吳紀(jì)昌等(1997)報道，僅在1996年遼寧省玉米灰斑病突發(fā)流行面積就達(dá)20多萬hm2，玉米產(chǎn)量損失達(dá)2億多kg?，F(xiàn)在該病在遼寧省玉米生產(chǎn)中有加大流行趨勢，潛在危害性大，應(yīng)該給足夠重視。1.2.2玉米彎孢菌葉斑病1994年戴法超等確定北京郊區(qū)和河北省部分玉米產(chǎn)區(qū)發(fā)生一個癥狀異于玉米小斑病和玉米圓斑病新葉斑病是由彎孢菌引發(fā)，并造成北京地域夏玉米西玉3號等雜交種和黃早四等自交系嚴(yán)重減產(chǎn)。通常減產(chǎn)20%，嚴(yán)重減產(chǎn)達(dá)60%。以后，遼寧省也相繼發(fā)覺有該病發(fā)生。1996年該病在遼寧省玉米產(chǎn)區(qū)大面積暴發(fā)流行，發(fā)生面積1.92×104hm2，其中絕收1.66×104hm2，減產(chǎn)2.5×108kg。玉米彎孢菌葉斑病暴發(fā)使農(nóng)民不知怎樣防治，技術(shù)部門也正在千方百計研究對策。1.3玉米病毒病流行20世紀(jì)90年代以來，玉米矮花葉病、玉米粗縮病在中國北方大面積流行危害。遼寧省玉米病毒病也暴發(fā)成災(zāi)，尤其是1994年以后病情有逐年加重趨勢。1996年發(fā)生最為嚴(yán)重。1996～1997年省內(nèi)40多個縣發(fā)生玉米矮花葉病，發(fā)病面積近7.4萬hm2，平均發(fā)病率15%，嚴(yán)重地塊80%～90%，年減產(chǎn)玉米近1億kg。該病特點來勢猛、范圍廣、發(fā)病早、病情重。多年來，部分病原不明病害種類也相繼出現(xiàn)，且造成一定產(chǎn)量損失，也需要深入研究，立即查明病原。2

玉米病害流行原因2.1品種遺傳基礎(chǔ)狹窄，抗病性差在過去20年中，遼寧省關(guān)鍵針對玉米大、小斑病和絲黑穗病開展了抗病育種工作，選育品種抗病性遺傳基礎(chǔ)狹窄，抗源單一，給病害發(fā)生流行發(fā)明了有利條件。從品種上看，現(xiàn)在玉米產(chǎn)量提升和普遍使用雜交種有直接關(guān)系，40年前，中國農(nóng)民在年1000萬hm2面積上種植了1個遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜農(nóng)家品種?，F(xiàn)在天玉米面積增加到年2350萬hm2，卻只種植了160～190個遺傳基礎(chǔ)不相同雜交種，而且一直沒有多大改變。因為少數(shù)自交系和雜交種控制全國大面積玉米生產(chǎn)局面，品種單一化使病原菌種類對應(yīng)發(fā)生改變，加速了多種病害流行。2.2

種質(zhì)資源研究微弱玉米種質(zhì)資源是抗病育種工作基礎(chǔ)?？共≠Y源判定和評價是抗病育種中關(guān)鍵步驟。遼寧省玉米育種單位在抗病育種研究上曾做了大量工作，如：丹東市農(nóng)業(yè)科學(xué)院在90年代以來相繼選育出丹9046、丹341、78599和丹598等一批抗病性強、農(nóng)藝性狀優(yōu)良自交系；遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育了遼2309、遼2235等優(yōu)良自交系，抗絲黑穗病、青枯病等病害；鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育了Ｃ8605、7922等抗病、優(yōu)良自交系；沈陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育出沈137自交系對玉米大、小斑病、絲黑穗病、青枯病、彎孢菌葉斑病均表現(xiàn)抗性。即使如此，遼寧省在資源抗病性判定研究工作上仍落后于生產(chǎn)需要，缺乏對遼寧省骨干自交系及品系抗病性系統(tǒng)判定，尤其是部分新流行病害在品種抗病評價上缺乏人工控制下接種病菌判定，而且品種抗病評價標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，限制了抗病品種選育和應(yīng)用，育成品種在抗性穩(wěn)定性上也較差。2.3

栽培制度、氣候條件改變加速了病害發(fā)生現(xiàn)在生產(chǎn)上推廣雜交種多是高肥高水品種，偏施氮肥，缺乏磷、鉀肥，有機肥嚴(yán)重不足，致使土壤板結(jié)，肥力下降；同時因為種植密度加大，濕度增加，田間小氣候發(fā)生改變，致使土傳病害及葉斑類病害日益加重。溫、濕度和光照等氣候原因是造成病害流行關(guān)鍵原因。種種跡象表明，多年來中國北方氣候逐步變暖，部分過去在熱帶發(fā)生病害有北移趨勢。夏季高溫、多雨、多濕有利于病害流行；冬春季濕暖，病原菌和介體昆蟲越冬基數(shù)高，也增加了病害發(fā)生流行初侵染源。另外，多年來，玉米種植區(qū)域不停擴大，大面積多年連作種植單一親緣品種或雜交種，不僅使土壤養(yǎng)分失衡，更關(guān)鍵是誘導(dǎo)新病害產(chǎn)生，加重病害流行。同時，中國外廣泛引種交流和資源交換，病種調(diào)運和種植等，也加速了病害傳輸和蔓延。3

玉米抗病育種對策3.1

拓寬選育品種遺傳基礎(chǔ)，增強抗病基因多樣性，選育和利用抗病品種基于現(xiàn)在育種現(xiàn)實狀況，應(yīng)加強對現(xiàn)有種質(zhì)基礎(chǔ)性研究，從常規(guī)農(nóng)家品種、已育成品種及引進(jìn)品種中挖掘新包含抗病基因在內(nèi)優(yōu)良基因。在抗病基因利用時，應(yīng)合理利用顯性單基因和微效多基因。利用現(xiàn)代生物技術(shù)，培育新抗病雜交種或利用新發(fā)覺基因拓寬原有優(yōu)良譜系遺傳背景。另外，不一樣氣候帶玉米基因交流，也是深入擴大玉米親本遺傳多樣性關(guān)鍵路徑之一。當(dāng)然，在交流前應(yīng)判定所選種質(zhì)對原區(qū)域和新區(qū)域病害抗性，避免新病害在引入?yún)^(qū)流行危害。針對不停發(fā)生玉米新病害，應(yīng)加緊篩選抗病自交系，選育新抗病品種。現(xiàn)在生產(chǎn)上廣泛采取自交系，如7922、Ｃ8605、黃早四、丹340、478、5003、Ｅ28和掖107等對玉米灰斑病、彎孢菌葉斑病和病毒病比較感病。應(yīng)對現(xiàn)有玉米骨干系進(jìn)行一次遺傳基礎(chǔ)調(diào)查，以避免育種基礎(chǔ)太狹窄。在利用抗病品種時，要注意品種合理布局。3.2明確抗病育種目標(biāo)，培育水平抗性品種原來抗病育種基礎(chǔ)全部是以高抗某一病害為目標(biāo)，通常來說，控制高抗水平基因全部是單基因性質(zhì)。這種基因轉(zhuǎn)入育成品種中后，往往在短短幾年后因為其對病原定向選擇而使本身抗病性快速降低甚至喪失。以后抗病育種目標(biāo)應(yīng)由對某一病害免疫或高抗轉(zhuǎn)為對病害含有一定抗性、病害造成田間損失較低既可。對以單基因控制高水平抗性，也應(yīng)加入微效抗病基因，以確?？剐猿志美茫蛊贩N壽命再長部分。在抗病育種中，還應(yīng)提倡多抗性，即對不一樣種類病害達(dá)成兼抗目標(biāo)。不一樣種類抗性組合，不一樣層次抗性利用，有可能培育出農(nóng)藝性狀良好并同時含有水平抗性品種。3.3加強合作，聯(lián)合攻關(guān)加強玉米病原菌種群動態(tài)監(jiān)測，研究遼寧省關(guān)鍵病害種類、病原菌致病性改變及其流行規(guī)律。深入研究病原菌致病機理，寄主抗、感性機制和耕作制度、栽培方法、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等原因?qū)Σ『Τ蔀?zāi)作用及這些原因?qū)ξ磥聿『Πl(fā)生趨勢影響，揭示寄主和病原物在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中互