利用品种抗性防治玉米主要病虫害的研究进展

1 / 10利用品种抗性防治玉米主要病虫害的研究进展作者：常雪梅 车兆秋 高俊杨摘要利用品种的抗病虫能力防治玉米病虫害是最经济有效的。介绍了不同病害的抗性,以为育成兼抗某一地区常发性主要病虫害的优良品种提供参考。 关键词玉米;品种抗性;抗病虫;育种 玉米病虫害常年造成玉米减产 20%30%,利用品种的抗病虫能力防治病虫害是最经济有效的手段。任何一个优良品种都不可能抗所有病虫害,但是,育成抗某一地区常发性主要病虫害的品种是可行的。玉米对病虫害的抗性遗传复杂,不同材料的抗病虫能力不同1-3。现对几种病虫害的抗性进行论述,以期对玉米抗性育种提供依据。 1 抗玉米螟 2 / 10玉米品种抗亚洲玉米螟的研究目前尚处于起步阶段。于永涛等4研究表明,抗亚洲玉米螟属数量性状遗传,受多基因控制,遗传机制复杂,分为叶片抗性和茎秆抗性,且两者无相关性,以加性效应和部分显性效应为主,个别表现为显性效应。目前生产上大面积推广应用的杂交种亲本中,就有不少亲本带有抗虫基因,如 H21、Mo17、齐 319 等;一些对玉米螟敏感的亲本也存在抗性基因,如自 330 等。目前推广的玉米品种浚单 20、鲁单 981 等叶片抗虫性较好,郑单 958、沈玉 21 茎秆和雌穗抗虫性较好5。 根据抗虫基因的遗传特性,要组配抗虫性能好的杂交组合,应以双亲均中抗或高抗叶片侵害和茎秆侵害为好。 2 抗大斑病 大斑病是由大斑突脐胞菌引起的,分为高粱转化型、玉米转化型和对玉米高粱都能侵染的非转化型。 玉米对大斑病的抗性分为质量抗性和数量抗性6,7。质量抗性由显性单基因控制,也有少数自交系的抗性是由隐性单基因控制。王玉萍等8研究表明,由于多个大斑病生理小种的出现,目前玉米品种中单一抗大斑病基因总体上已3 / 10失去了作用,具有多个抗大斑病基因的品种才能控制大斑病的发生发展。因此,应尽可能地把质量抗性基因和数量抗性基因集中到一个自交系中,至少集中 4 个抗性基因,形成多质系,充分利用质量抗性基因和多位点数量抗性基因组合,控制大斑病流行。 目前,已知抗病基因有 Ht1、Ht2、Ht3、HtN 及数量抗性基因和修饰基因,需要把它们进行聚合,利用带多个不同抗性基因的自交系配置杂交组合,育成抗病品种。 3 抗小斑病 小斑病是由异旋孢腔菌引起的病害,喜温暖潮湿的环境,是夏玉米的主要病害。由于品种抗性单一和全球气候变暖,该病有逐渐加重的趋势。 玉米小斑病病菌存在小种分化现象,主要分为 O 小种、T 小种和 C 小种。T 小种和 C 小种分别对雄性不育的 T 型细胞质和 C 型细胞质具有专化致病性,O 小种无专化致病性。我国 O 小种出现的频率高,分布广,为优势小种。 玉米对 O 小种的抗性分 2 种类型:一种是多基因控制4 / 10的抗性,基因作用是累加的,遗传率高;另一种是隐性单基因rhm 控制的质量性状抗性。我国已鉴定出高抗小斑病材料 2 000 多份,但还没有发现免疫材料9。自交选系时,注意在早代 S2S3 便对小斑病抗性进行选择。配制杂交组合时两亲本都应为高抗,或一高抗一中抗。 应用细胞质雄性不育性育种时,注意不要应用 T 型不育细胞质,以防 T 小种成为优势种,造成损失。我国已选出抗 C 小种的不育系用于豫玉 22 号等杂交种子生产;利用 S型不育系配制的杂交组合,已大面积用于生产。 4 抗弯孢菌叶斑病 该病是由新月弯孢菌引起的,是近几年新发生的一种病害,发生在玉米成株期,主要危害叶片,有时也危害叶鞘和苞叶。 玉米材料对该病害的抗性是由多个核基因控制,抗抗、感感 F1 代抗性普遍提高10,有超亲遗传现象,是由显性效应和累加效应共同作用的结果。配制杂交组合,抗中抗,后代则一般表现高抗。对该病害的抗性也未发现免疫材料。高抗的自交系有齐 319、684、郑 58、昌 7-2、652325 / 10等,中抗的有 P138、178、丹 340、LX9801 等。 5 抗玉米锈病 玉米锈病分南方型锈病和普通型锈病,分别由柄锈菌和壳锈菌引起。近几年南方玉米锈病北移,已对我国玉米生产构成威胁。 据任转滩11研究,目前应用的玉米材料对南方型锈病的抗性以显性和不完全显性为主,也存在累加、加性和其他效应。齐 319 对南方型锈病免疫,是由显性单基因控制。免疫或高抗 感病,F1 一般表现高抗。 6 抗粗缩病 玉米粗缩病是由玉米粗缩病毒引起、灰飞虱传播的一种病害。玉米感染此病后,节间严重缩短,植株矮化;根系发育不良;严重时植株叶片近于对生,顶叶丛生,叶色暗绿;植株多处产生许多蜡泪状隆起;雄穗明显缩短或很难抽出,雌穗小或无。 6 / 10玉米对粗缩病的抗性,是由多基因控制的数量性状。杂交 1 代的抗病性介于双亲之间,很少出现超亲现象,以加性效应为主。因此,要配出抗性好的杂交 1 代,其亲本之一必须高抗,另一亲本至少达中抗。目前应用的自交系达到抗或中抗的有 P138、P178、沈 137、齐 319、齐 318 等,表现为从美国杂交种 78599 选育的自交系抗性突出。国内的塘四平头衍生系 H21、吉 853、515 等表现有较强的抗病性。国内尚未发现免疫材料。 7 抗矮花叶病 全世界有 40 多种病毒侵染玉米,其中玉米矮花叶病毒分布最广,危害最重。我国已确定有 3 种病毒侵染玉米引起花叶,其中 B 株系为主要危害病毒,近年来在我国危害越来越严重,已逐步成为玉米产区的主要病害。 对玉米矮花叶病的抗性遗传研究结果,因受玉米材料的基因型、病毒株系、环境、鉴定指标等方面的影响而不尽一致。抗性基因的遗传基础较为复杂。研究认为由 15个基因控制,以加性效应为主,显性效应也起着较大作用,另外也存在基因互作。我国的塘四平头衍生系抗或高抗病;带热带血缘的齐 318、齐 319 等高抗病,P178 等抗病;瑞德、7 / 10兰卡斯特、旅大红骨子血缘基本感病。抗抗、抗耐、抗感组成的二环系均能选出抗病系。 8 抗茎腐病 玉米茎腐病又称青枯病,是由几种真菌或细菌危害玉米茎基部引起相似症状的总称。主要有禾谷镰刀菌和腐霉菌,由根系侵入,造成茎基腐和根腐。 玉米对茎腐病的抗性是由微效多个核基因控制的数量性状遗传,加性效应是重要组成部分。F1 抗病性与亲本抗病性密切相关,且多偏向感病亲本。因此,配制杂交组合宜采用高抗系高抗系。 9 抗穗粒腐病 玉米穗粒腐病主要由串珠镰孢菌引起,病原菌主要通过花丝和籽粒的伤口气传侵染,也有通过疏导组织由根茎传到穗轴。硬粒型、苞叶紧而厚的材料不易感病。对该病的抗性既有加性效应,也有一些显性效应。杂交种 F1 的抗性一般表现优于双亲平均抗性。利用 2 个抗病亲本的二环系易选出高抗系,配制杂交种至少选用高抗系中抗系。 8 / 1010 抗丝黑穗病 玉米丝黑穗病的病原菌是丝孢堆黑粉菌,土传病害,土壤和粪肥带菌是主要的初侵染源,种子也可带菌入土侵染。通过幼根和幼芽侵入,随着植株生长,最后于穗期侵染穗部而成黑穗。 许多研究表明,玉米对丝黑穗的抗性是受核基因控制的数量性状遗传。F1 发病率介于双亲发病率之间。抗性以加性效应为主,显性效应和上位性效应很小,环境与基因互作不显著。 选育和利用抗病品种是控制该病的有效措施。要配制出抗病的杂交组合,尽量使双亲都高抗丝黑穗病,或一个亲本高抗,一个亲本中抗。我国玉米自交系至今尚未发现对该病免疫的材料,高抗和抗病的有 P138、鲁原 92、齐 319、黄 C、丹 599、Mo17、综 31 等,中抗的有沈 137、丹 598、丹 340、9406 等。 11 抗瘤黑粉病 9 / 10该病是由瘤黑粉菌引起的局部侵染病害。玉米地上部分都可被侵染形成瘤,同一植株包括雌雄穗在内可多处生瘤,造成的减产可达 80%。 玉米对瘤黑粉病的抗性多数认为是由多基因控制的数量性状遗传,显性效应和加性效应共同起作用,个别表现有上位性效应。我国对该病的鉴定工作尚未全面系统地开展,缺乏对目前骨干自交系抗病性全面系统的鉴定,对材料的抗性评价标准也不统一。一般认为,马齿型的,早熟的,果穗苞叶长、厚、紧的材料较抗病;杂交后代较亲本抗病能力强。因此,杂交组合双亲均达到中抗,便可配出抗病杂交种。目前应用的自交系较抗病的有郑 58、178、齐 319、吉63、E28、黄早四等。 12 审定推广品种的兼抗情况及发展方向 目前,山东省审定推广的主要品种均兼抗几种病害。如郑单 958,兼抗大小斑病、粗缩病、青枯病。鲁单 981 免疫或高抗锈病,高抗小斑病、弯孢菌叶斑病、青枯病、大斑病,中抗黑粉病、矮花叶病,对玉米螟有一定抗性。浚单 2010 / 10抗小斑病,高抗矮花叶病,中抗茎腐病、弯孢菌叶斑病,抗玉米螟。农大 108 高抗小斑病、丝黑穗病、弯孢菌叶斑病和穗腐病,抗大斑病和玉米螟。鲁单 984 高抗黑粉病、青枯病、弯孢菌叶斑病,中抗大小斑病。天泰 10 号高抗小斑病、黑粉病、矮花叶病,抗大斑病、弯孢菌叶斑