利用品種抗性防治玉米主要病蟲害的研究進展

　　摘要利用品種的抗病蟲能力防治玉米病蟲害是最經濟有效的。介紹了不同病害的抗性,以為育成兼抗某一地區常發性主要病蟲害的優良品種提供參考。
　　關鍵詞玉米;品種抗性;抗病蟲;育種
　　
　　玉米病蟲害常年造成玉米減產20%～30%,利用品種的抗病蟲能力防治病蟲害是最經濟有效的手段。任何一個優良品種都不可能抗所有病蟲害,但是,育成抗某一地區常發性主要病蟲害的品種是可行的。玉米對病蟲害的抗性遺傳複雜,不同材料的抗病蟲能力不同[1-3]。現對幾種病蟲害的抗性進行論述,以期對玉米抗性育種提供依據。
　　1抗玉米螟
　　玉米品種抗亞洲玉米螟的研究目前尚處於起步階段。於永濤等[4]研究表明,抗亞洲玉米螟屬數量性狀遺傳,受多基因控制,遺傳機制複雜,分為葉片抗性和莖稈抗性,且兩者無相關性,以加性效應和部分顯性效應為主,個別表現為顯性效應。目前生產上大面積推廣應用的雜交種親本中,就有不少親本帶有抗蟲基因,如H21、Mo17、齊319等;一些對玉米螟敏感的親本也存在抗性基因,如自330等。目前推廣的玉米品種浚單20、魯單981等葉片抗蟲性較好,鄭單958、沈玉21莖稈和雌穗抗蟲性較好[5]。
　　根據抗蟲基因的遺傳特性,要組配抗蟲效能好的雜交組合,應以雙親均中抗或高抗葉片侵害和莖稈侵害為好。
　　2抗大斑病
　　大斑病是由大斑突臍胞菌引起的,分為高粱轉化型、玉米轉化型和對玉米高粱都能侵染的非轉化型。
　　玉米對大斑病的抗性分為質量抗性和數量抗性[6,7]。質量抗性由顯性單基因控制,也有少數自交系的抗性是由隱性單基因控制。王玉萍等[8]研究表明,由於多個大斑病生理小種的出現,目前玉米品種中單一抗大斑病基因總體上已失去了作用,具有多個抗大斑病基因的品種才能控制大斑病的發生發展。因此,應儘可能地把質量抗性基因和數量抗性基因集中到一個自交系中,至少集中4個抗性基因,形成多質系,充分利用質量抗性基因和多位點數量抗性基因組合,控制大斑病流行。
　　目前,已知抗病基因有Ht1、Ht2、Ht3、HtN及數量抗性基因和修飾基因,需要把它們進行聚合,利用帶多個不同抗性基因的自交系配置雜交組合,育成抗病品種。
　　3抗小斑病
　　小斑病是由異旋孢腔菌引起的病害,喜溫暖潮溼的環境,是夏玉米的主要病害。由於品種抗性單一和全球氣候變暖,該病有逐漸加重的趨勢。
　　玉米小斑病病菌存在小種分化現象,主要分為O小種、T小種和C小種。T小種和C小種分別對雄性不育的T型細胞質和C型細胞質具有專化致病性,O小種無專化致病性。我國O小種出現的頻率高,分佈廣,為優勢小種。
　　玉米對O小種的抗性分2種類型:一種是多基因控制的抗性,基因作用是累加的,遺傳率高;另一種是隱性單基因rhm控制的質量性狀抗性。我國已鑑定出高抗小斑病材料2 000多份,但還沒有發現免疫材料[9]。自交選系時,注意在早代S2～S3便對小斑病抗性進行選擇。配製雜交組合時兩親本都應為高抗,或一高抗一中抗。
　　應用細胞質雄性不育性育種時,注意不要應用T型不育細胞質,以防T小種成為優勢種,造成損失。我國已選出抗C小種的不育系用於豫玉22號等雜交種子生產;利用S型不育系配製的雜交組合,已大面積用於生產。
　　4抗彎孢菌葉斑病
　　該病是由新月彎孢菌引起的,是近幾年新發生的一種病害,發生在玉米成株期,主要危害葉片,有時也危害葉鞘和苞葉。
　　玉米材料對該病害的抗性是由多個核基因控制,抗×抗、感×感F1代抗性普遍提高[10],有超親遺傳現象,是由顯性效應和累加效應共同作用的結果。配製雜交組合,抗×中抗,後代則一般表現高抗。對該病害的抗性也未發現免疫材料。高抗的自交系有齊319、684、鄭58、昌7-2、65232等,中抗的有P138、178、丹340、LX9801等。
　　5抗玉米鏽病
　　玉米鏽病分南方型鏽病和普通型鏽病,分別由柄鏽菌和殼鏽菌引起。近幾年南方玉米鏽病北移,已對我國玉米生產構成威脅。
　　據任轉灘[11]研究,目前應用的玉米材料對南方型鏽病的抗性以顯性和不完全顯性為主,也存在累加、加性和其他效應。齊319對南方型鏽病免疫,是由顯性單基因控制。免疫或高抗× 感病,F1一般表現高抗。
　　6抗粗縮病
　　玉米粗縮病是由玉米粗縮病毒引起、灰飛蝨傳播的一種病害。玉米感染此病後,節間嚴重縮短,植株矮化;根系發育不良;嚴重時植株葉片近於對生,頂葉叢生,葉色暗綠;植株多處產生許多蠟淚狀隆起;雄穗明顯縮短或很難抽出,雌穗小或無。
　　玉米對粗縮病的抗性,是由多基因控制的數量性狀。雜交1代的抗病性介於雙親之間,很少出現超親現象,以加性效應為主。因此,要配出抗性好的雜交1代,其親本之一必須高抗,另一親本至少達中抗。目前應用的自交系達到抗或中抗的有P138、P178、沈137、齊319、齊318等,表現為從美國雜交種78599選育的自交系抗性突出。國內的塘四平頭衍生系H21、吉853、515等表現有較強的抗病性。國內尚未發現免疫材料。
　　7抗矮花葉病
　　全世界有40多種病毒侵染玉米,其中玉米矮花葉病毒分佈最廣,危害最重。我國已確定有3種病毒侵染玉米引起花葉,其中B株係為主要危害病毒,近年來在我國危害越來越嚴重,已逐步成為玉米產區的主要病害。
　　對玉米矮花葉病的抗性遺傳研究結果,因受玉米材料的基因型、病毒株系、環境、鑑定指標等方面的影響而不盡一致。抗性基因的遺傳基礎較為複雜。研究認為由1～5個基因控制,以加性效應為主,顯性效應也起著較大作用,另外也存在基因互作。我國的塘四平頭衍生系抗或高抗病;帶熱帶血緣的齊318、齊319等高抗病,P178等抗病;瑞德、蘭卡斯特、旅大紅骨子血緣基本感病。抗×抗、抗×耐、抗×感組成的二環系均能選出抗病系。
　　8抗莖腐病
　　玉米莖腐病又稱青枯病,是由幾種真菌或細菌危害玉米莖基部引起相似症狀的總稱。主要有禾穀鐮刀菌和腐黴菌,由根系侵入,造成莖基腐和根腐。
　　玉米對莖腐病的抗性是由微效多個核基因控制的數量性狀遺傳,加性效應是重要組成部分。F1抗病性與親本抗病性密切相關,且多偏向感病親本。因此,配製雜交組合宜採用高抗系×高抗系。
　　9抗穗粒腐病
　　玉米穗粒腐病主要由串珠鐮孢菌引起,病原菌主要通過花絲和籽粒的傷口氣傳侵染,也有通過疏導組織由根莖傳到穗軸。硬粒型、苞葉緊而厚的材料不易感病。對該病的抗性既有加性效應,也有一些顯性效應。雜交種F1的抗性一般表現優於雙親平均抗性。利用2個抗病親本的二環系易選出高抗系,配製雜交種至少選用高抗系×中抗系。
　　10抗絲黑穗病
　　玉米絲黑穗病的病原菌是絲孢堆黑粉菌,土傳病害,土壤和糞肥帶菌是主要的初侵染源,種子也可帶菌入土侵染。通過幼根和幼芽侵入,隨著植株生長,最後於穗期侵染穗部而成黑穗。
　　許多研究表明,玉米對絲黑穗的抗性是受核基因控制的數量性狀遺傳。F1發病率介於雙親發病率之間。抗性以加性效應為主,顯性效應和上位性效應很小,環境與基因互作不顯著。
　　選育和利用抗病品種是控制該病的有效措施。要配製出抗病的雜交組合,儘量使雙親都高抗絲黑穗病,或一個親本高抗,一個親本中抗。我國玉米自交系至今尚未發現對該病免疫的材料,高抗和抗病的有P138、魯原92、齊319、黃C、丹599、Mo17、綜31等,中抗的有沈137、丹598、丹340、9406等。 
　　11抗瘤黑粉病
　　該病是由瘤黑粉菌引起的區域性侵染病害。玉米地上部分都可被侵染形成瘤,同一植株包括雌雄穗在內可多處生瘤,造成的減產可達80%。
　　玉米對瘤黑粉病的抗性多數認為是由多基因控制的數量性狀遺傳,顯性效應和加性效應共同起作用,個別表現有上位性效應。我國對該病的鑑定工作尚未全面系統地開展,缺乏對目前骨幹自交系抗病性全面系統的鑑定,對材料的抗性評價標準也不統一。一般認為,馬齒型的,早熟的,果穗苞葉長、厚、緊的材料較抗病;雜交後代較親本抗病能力強。因此,雜交組合雙親均達到中抗,便可配出抗病雜交種。目前應用的自交系較抗病的有鄭58、178、齊319、吉63、E28、黃早四等。
　　12審定推廣品種的兼抗情況及發展方向
　　目前,山東省審定推廣的主要品種均兼抗幾種病害。如鄭單958,兼抗大小斑病、粗縮病、青枯病。魯單981免疫或高抗鏽病,高抗小斑病、彎孢菌葉斑病、青枯病、大斑病,中抗黑粉病、矮花葉病,對玉米螟有一定抗性。浚單20抗小斑病,高抗矮花葉病,中抗莖腐病、彎孢菌葉斑病,抗玉米螟。農大108高抗小斑病、絲黑穗病、彎孢菌葉斑病和穗腐病,抗大斑病和玉米螟。魯單984高抗黑粉病、青枯病、彎孢菌葉斑病,中抗大小斑病。天泰10號高抗小斑病、黑粉病、矮花葉病,抗大斑病、彎孢菌葉斑病,中抗青枯病。魯單6006高抗絲黑穗病、彎孢菌葉斑病,中抗大斑病和玉米螟。另外,還有許多審定品種均兼抗幾種病害。這些品種的審定推廣應用,充分說明了育成兼抗多種病蟲害的品種是可行的。
　　雖然目前推廣的品種均兼抗幾種病蟲害,但兼抗的種類仍較少,兼抗性還需進一步提高,特別是兼抗粗縮病和兼抗蟲能力更需進一步提高。這就需要廣大育種工作者刻苦的努力,不斷創新,為糧食安全做出更大貢獻。
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