玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病抗性鉴定与评价

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2022.12.020

新疆农业科学 ›› 2022, Vol. 59 ›› Issue (12): 3047-3056.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2022.12.020

• 作物遗传育种·耕作栽培·种质资源 • 上一篇下一篇

玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病抗性鉴定与评价

丁新华¹(), 宋子硕¹^,², 杨杰³, 高国文¹^,⁴, 付开赟¹, 贾尊尊¹, 吐尔逊·阿合买提¹(), 郭文超¹()

1.新疆农业科学院植物保护研究所/农业农村部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室,乌鲁木齐 830091
2.石河子大学农学院,新疆石河子 832003
3.新疆农业科学院粮食作物研究所,乌鲁木齐 830091
4.新疆农业大学农学院,乌鲁木齐 830052

收稿日期:2021-12-29 出版日期:2022-12-20 发布日期:2023-01-30
通信作者: 吐尔逊·阿合买提,郭文超
作者简介:丁新华(1984-),男,新疆伊犁人,副研究员,研究方向为农业害虫综合防治,(E-mail)dingxinhua1984@163.com
基金资助:
自治区重大科技专项“新疆主要作物生物育种创新工程(一)玉米生物育种创新工程”(2021A02001-2)

Identification and Evaluation of Maize Germplasm Resistance to Pythium Stem Rot and Fusarium Stem Rot

DING Xinhua¹(), SONG Zishuo¹^,², YANG Jie³, GAO Guowen¹^,⁴, FU Kaiyun¹, JIA Zunzun¹, Tursun Ahmat¹(), GUO Wenchao¹()

1. Key Laboratory of Intergraded Management of Harmful Crop Vermin of China Northwestern Oasis, MOARA/Institute of Plant Protection,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830091,China
2. College of Agronomy, Shihezi University, Shihezi Xinjiang 832003, China
3. Institute of Food Crops, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091, China
4. College of Agronomy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052,China

Received:2021-12-29 Online:2022-12-20 Published:2023-01-30
Correspondence author: Tursun Ahmat, GUO Wenchao
Supported by:
The Key R & D Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region " the Biological Breeding Innovation Project of Main Crops in Xinjiang"(2021B02002-2)

摘要/Abstract

摘要： 【目的】 系统评价新疆玉米种质资源对玉米茎腐病优势病原菌的抗性水平,为玉米抗茎腐病遗传育种及防治提供科学依据。【方法】 采用田间人工土壤埋接法,对62份玉米种质资源进行抗肿囊腐霉(P. inflatum)茎腐病水平鉴定,鉴定及评价100份玉米种质资源的抗镰孢茎腐病水平。【结果】 62份种质资源抗肿囊腐霉(P. inflatum)茎腐病达到高抗(HR)7份,占比11.29%,抗(R)、中抗(MR)、感(S)、高感(MS)材料分别为5份、18份、5份和27份,依次占比8%、29%、8%和24%。100份种质资源抗镰孢茎腐病鉴定与评价则筛选出高抗(HR)、抗(R)、中抗(MR)、感(S)、高感(MS)材料分别为14份、16份、37份、15份和18份。病株率与株高、穗长、穗粗呈极显著负相关,高杆穗粗的玉米品种具有良好的抗病基础。而干穗重、粒重、百粒重与病株率呈显著或极显著负相关,病株率对产量指标具有极大的影响。21KBL054抽雄期、吐丝期、散粉期受影响程度较小,分别推迟2、2和4 d,21KBL096受影响程度严重,抽雄期、吐丝期、散粉期则分别推迟13、12和8 d。21KBL058病株平均株高(224.80cm)、穗位(83.09 cm)较对照相比分别增长(22.15%、51.76%),而处于同一抗性水平的21KBL045病株平均株高、穗位为186.50和72.64 cm,较对照相比增幅仅为(-0.40%、3.04%)受影响程度较小。【结论】 筛选出21KBL096、21KBL030、21KBL033等优异抗病性且田间性状稳定的抗病品种。

关键词: 玉米茎腐病; 腐霉菌; 镰孢菌; 抗性鉴定

Abstract:

【Objective】 To systematically evaluate the resistance level of Xinjiang maize germplasm resources to dominant pathogens of corn stalk rot in the hope of providing scientific basis for genetic breeding and scientific control of corn stalk rot resistance.【Methods】 The level of resistance to P. inflatum stem rot of 62 maize germplasm resources and 100 maize germplasm resources to Fusarium stem rot were identified and evaluated by field artificial soil embedding method.【Results】 In 2020, 62 maize germplasm resources were identified for resistance to P. inflatum stem rot by field artificial soil embedding method. Seven highly resistant materials were identified, accounting for 11.29%, and 5, 18, 5 and 27 resistant, moderately resistant, susceptible and highly susceptible materials accounted for 8%, 29%, 8% and 24%, respectively. In 2021, 100 maize germplasm resources were artificially inoculated with F. Verticillioides to identify and evaluate its resistance to fusarium stem rot. 14, 16, 37, 15 and 18 highly resistant, moderate resistant, susceptible and highly susceptible materials were screened out, respectively. In addition, the correlation coefficients between plant rate and plant height, ear length and ear diameter were -0.333^**, -0.388^** and -0.283^**, respectively, indicating that maize varieties with high stalk and ear thickness had a good basis for disease resistance. The correlation coefficients between dry ear weight, grain weight, 100 grain weight and the disease plant rate were -0.203^*, -0.222^*, -0.379^**, respectively, showing significant or extremely significant negative correlation, indicating that the disease plant rate had a great influence on the yield index. The analysis of the effect of stem rot on the field characters of different maize varieties showed that the tasseling stage, silking stage and powder dispersing stage of 21KBL054 were less affected and delayed by 2, 2 and 4 days respectively, while 21KBL096 was seriously affected, and the tasseling stage, silking stage and powder dispersing stage were delayed by 13, 12 and 8 days respectively. The average plant height and ear position of 21KBL058 strains were 224.80cm and 83.09cm, respectively, increased by 22.15% and 51.76% compared with the control. The average plant height and ear position of 21KBL045 strains at the same resistance level were 186.50cm and 72.64 cm, respectively, which increased only by -0.40% and 3.04% compared with the control.【Conclusion】 In conclusion, a number of disease-resistant varieties with excellent disease resistance and stable field characters are comprehensively screened, such as 21KBL096, 21KBL030 and 21KBL033.

Key words: corn stalk rot; Pythium; Fusarium spp; resistance identification

中图分类号:

S513.034

丁新华, 宋子硕, 杨杰, 高国文, 付开赟, 贾尊尊, 吐尔逊·阿合买提, 郭文超. 玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病抗性鉴定与评价[J]. 新疆农业科学, 2022, 59(12): 3047-3056.

DING Xinhua, SONG Zishuo, YANG Jie, GAO Guowen, FU Kaiyun, JIA Zunzun, Tursun Ahmat, GUO Wenchao. Identification and Evaluation of Maize Germplasm Resistance to Pythium Stem Rot and Fusarium Stem Rot[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2022, 59(12): 3047-3056.

图/表 6

参考文献 17

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病情级别 Disease level	发病株率 Incidence rate(%)	抗性 Resistance
1	0 ~5.0	高抗( HR)
3	5.1 ~10.0	抗(R)
5	10.1~ 30.0	中抗(MR)
7	30.1~40. 0	感(S)
9	40.1~100	高感(HS)

病情级别 Disease level	发病株率 Incidence rate(%)	抗性 Resistance
1	0 ~5.0	高抗( HR)
3	5.1 ~10.0	抗(R)
5	10.1~ 30.0	中抗(MR)
7	30.1~40. 0	感(S)
9	40.1~100	高感(HS)

抗性 Creativity	份数(百分比) Number of copies	代号 Cocle	病株率 Disease plant rate(%)
高抗HR	14份(14%)	21KBL043、21KBL058、21KBL100、21KBL075、21KBL098、21KBL061、21KBL079、21KBL048、21KBL002、21KBL078、21KBL071、21KBL027、21KBL019、21KBL012	2.47、2.88、2.95、3.00、3.08、3.70、3.73、3.90、3.99、4.01、4.35、4.35、4.55、4.61
抗R	16份(16%)	21KBL017、21KBL045、21KBL054、21KBL026、21KBL049、21KBL067、21KBL010、21KBL037、21KBL030、21KBL073、21KBL065、21KBL091、21KBL070、21KBL069、21KBL060、21KBL028	5.17、5.37、5.41、5.65、5.74、6.00、6.31、7.56、7.64、7.78、8.89、8.89、8.90、9.47、9.59、9.74
中抗MR	37份(37%)	21KBL035、21KBL096、21KBL014、21KBL063、21KBL041、21KBL022、21KBL015、21KBL051、21KBL036、21KBL047、21KBL033、21KBL038、21KBL094、21KBL025、21KBL052、21KBL034、21KBL042、21KBL074、21KBL089、21KBL040、21KBL008、21KBL031、21KBL085、21KBL055、21KBL050、21KBL083、21KBL056、21KBL020、21KBL093、21KBL021、21KBL016、21KBL044、21KBL023、21KBL029、21KBL007、21KBL046、21KBL011	10.12、10.39、11.27、11.62、12.04、12.34、12.46、13.28、13.35、13.60、14.03、14.14、14.77、15.64、15.82、15.95、16.07、17.46、18.18、19.17、19.40、19.53、19.96、20.08、20.16、20.48、21.57、22.22、22.31、22.35、22.73、22.74、23.55、24.34、26.84、27.92、29.63
感R	15份(15%)	21KBL018、21KBL053、21KBL057、21KBL005、21KBL024、21KBL068、21KBL032、21KBL072、21KBL090、21KBL080、21KBL064、21KBL039、21KBL062、21KBL087、21KBL095	31.30、31.94、32.03、33.76、34.06、34.38、34.48、34.68、35.71、36.49、37.12、37.60、38.08、38.81、38.96
高感HS	18份(18%)	21KBL076、21KBL013、21KBL082、21KBL088、21KBL004、21KBL097、21KBL099、21KBL066、21KBL081、21KBL059、21KBL001、21KBL003、21KBL086、21KBL092、21KBL077、21KBL084、21KBL009、21KBL006	40.13、41.33、41.67、42.50、44.35、44.83、46.43、47.07、52.04、52.90、55.72、56.11、59.09、62.06、62.52、67.67、68.49、71.30

抗性 Creativity	份数(百分比) Number of copies	代号 Cocle	病株率 Disease plant rate(%)
高抗HR	14份(14%)	21KBL043、21KBL058、21KBL100、21KBL075、21KBL098、21KBL061、21KBL079、21KBL048、21KBL002、21KBL078、21KBL071、21KBL027、21KBL019、21KBL012	2.47、2.88、2.95、3.00、3.08、3.70、3.73、3.90、3.99、4.01、4.35、4.35、4.55、4.61
抗R	16份(16%)	21KBL017、21KBL045、21KBL054、21KBL026、21KBL049、21KBL067、21KBL010、21KBL037、21KBL030、21KBL073、21KBL065、21KBL091、21KBL070、21KBL069、21KBL060、21KBL028	5.17、5.37、5.41、5.65、5.74、6.00、6.31、7.56、7.64、7.78、8.89、8.89、8.90、9.47、9.59、9.74
中抗MR	37份(37%)	21KBL035、21KBL096、21KBL014、21KBL063、21KBL041、21KBL022、21KBL015、21KBL051、21KBL036、21KBL047、21KBL033、21KBL038、21KBL094、21KBL025、21KBL052、21KBL034、21KBL042、21KBL074、21KBL089、21KBL040、21KBL008、21KBL031、21KBL085、21KBL055、21KBL050、21KBL083、21KBL056、21KBL020、21KBL093、21KBL021、21KBL016、21KBL044、21KBL023、21KBL029、21KBL007、21KBL046、21KBL011	10.12、10.39、11.27、11.62、12.04、12.34、12.46、13.28、13.35、13.60、14.03、14.14、14.77、15.64、15.82、15.95、16.07、17.46、18.18、19.17、19.40、19.53、19.96、20.08、20.16、20.48、21.57、22.22、22.31、22.35、22.73、22.74、23.55、24.34、26.84、27.92、29.63
感R	15份(15%)	21KBL018、21KBL053、21KBL057、21KBL005、21KBL024、21KBL068、21KBL032、21KBL072、21KBL090、21KBL080、21KBL064、21KBL039、21KBL062、21KBL087、21KBL095	31.30、31.94、32.03、33.76、34.06、34.38、34.48、34.68、35.71、36.49、37.12、37.60、38.08、38.81、38.96
高感HS	18份(18%)	21KBL076、21KBL013、21KBL082、21KBL088、21KBL004、21KBL097、21KBL099、21KBL066、21KBL081、21KBL059、21KBL001、21KBL003、21KBL086、21KBL092、21KBL077、21KBL084、21KBL009、21KBL006	40.13、41.33、41.67、42.50、44.35、44.83、46.43、47.07、52.04、52.90、55.72、56.11、59.09、62.06、62.52、67.67、68.49、71.30

项目 Ltem	病株率 Disease plant rate	株高 Plant height	穗位 Ear position	穗长 Spike length	秃尖 Bald tip	穗粗 Spike thick ness	穗行数 Number of rows per spike	行粒数 Number of grains per row	干穗重 Dry panicle weight	百粒重 100 grain weight	粒重 Grain weight
病株率 Disease plant rate	1
株高 Plant height	-0.333^*	1
穗位 Ear position	-0.164	0.575^*	1
穗长 Spike length	-0.388^**	0.550^**	0.301^**	1
秃尖 Bald tip	-0.242^*	0.147	0.040	0.285^**	1
穗粗 Spike thick ness	-0.283^**	0.391^**	0.154	0.324^**	0.134	1
穗行数 Number of rows per spike	0.129	-0.12	-0.160	-0.227^*	-0.096	0.373^**	1
行粒数 Number of grains per row	-0.206^*	0.316^**	0.143	0.573^**	0.021	0.072	0.114	1
干穗重 Dry panicle weight	-0.203^*	0.442^**	0.209^*	0.501^**	0.015	0.448^**	0.242^*	0.519^**	1
百粒重 100 grain weight	-0.379^**	0.471^**	0.322^**	0.432^**	0.285^**	0.481^**	-0.194	-0.096	0.319^**	1
粒重 Grain weight	-0.222^*	0.349^**	0.113	0.311^**	0.034	0.413^**	0.268^**	0.336^**	0.712^**	0.254^*	1

玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病抗性鉴定与评价

Identification and Evaluation of Maize Germplasm Resistance to Pythium Stem Rot and Fusarium Stem Rot

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Metrics

抗性等级	品种代号	播种期	抽雄期		吐丝期		散粉期
抗性等级	品种代号	播种期	未接种	接种	未接种	接种	未接种	接种
高抗 (HR)	21KBL017	5月6日	7/7	11/7	9/7	12/7	14/7	14/7
	21KBL026		12/7	14/7	14/7	18/7	15/7	18/7
	21KBL027		13/7	14/7	14/7	16/7	16/7	18/7
	21KBL043		5/7	12/7	7/7	16/7	11/7	18/7
	21KBL045		12/7	18/7	12/7	20/7	15/7	20/7
	21KBL054		5/7	7/7	7/7	9/7	8/7	12/7
	21KBL058		13/7	18/7	18/7	20/7	19/7	20/7
	21KBL061		14/7	16/7	15/7	18/7	16/7	20/7
	21KBL078		8/7	16/7	12/7	18/7	12/7	20/7
	21KBL096		5/7	18/7	8/7	20/7	12/7	20/7
抗 (R)	21KBL010	5月6日	13/7	16/7	14/7	18/7	16/7	20/7
	21KBL012		10/7	14/7	13/7	18/7	14/7	20/7
	21KBL019		7/7	10/7	9/7	12/7	10/7	14/7
	21KBL030		13/7	14/7	16/7	16/7	18/7	18/7
	21KBL033		11/7	11/7	12/7	14/7	12/7	18/7
	21KBL036		12/7	12/7	13/7	14/7	16/7	14/7
	21KBL037		10/7	12/7	12/7	14/7	15/7	16/7
	21KBL038		10/7	12/7	12/7	14/7	17/7	20/7
	21KBL040		8/7	14/7	11/7	16/7	13/7	20/7
	21KBL067		5/7	12/7	7/7	14/7	10/7	18/7
	21KBL070		7/7	14/7	10/7	18/7	12/7	20/7
	21KBL071		11/7	14/7	15/7	8/7	18/7	20/7
	21KBL075		10/7	14/7	12/7	16/7	14/7	20/7
	21KBL079		9/7	14/7	12/7	16/7	14/7	20/7
	21KBL085		1/7	9/7	1/7	10/7	1/7	12/7

抗性	品种	株高(cm)			穗位(cm)
抗性	品种	未接菌	接菌	增长率(%)	未接菌	接菌	增长率(%)
高抗 (HR)	21KBL017	193.25	207.70	6.96	61.25	59.91	-2.19
	21KBL026	196.25	206.10	4.78	76.25	82.45	8.13
	21KBL027	196.25	212.70	7.73	62.50	71.55	14.48
	21KBL043	170.00	204.10	16.71	47.50	76.18	60.38
	21KBL045	187.25	186.50	-0.40	70.50	72.64	3.04
	21KBL054	157.50	173.20	9.06	58.00	69.82	20.38
	21KBL058	175.00	224.80	22.15	54.75	83.09	51.76
	21KBL061	184.75	213.00	13.26	60.25	77.45	28.55
	21KBL078	180.50	191.00	5.50	55.75	70.27	26.04
	21KBL096	178.50	161.60	-10.46	75.00	63.27	-15.64
抗 (R)	21KBL010	192.50	207.00	7.00	46.25	62.64	35.44
	21KBL012	192.50	206.70	6.87	60.00	68.55	14.25
	21KBL019	196.25	214.80	8.64	62.50	72.27	15.63
	21KBL030	180.00	163.60	-10.02	66.25	53.18	-19.73
	21KBL033	192.50	181.60	-6.00	81.25	70.09	-13.74
	21KBL036	203.75	204.50	0.37	76.25	71.64	-6.05
	21KBL037	192.50	205.70	6.42	52.50	78.45	49.43
	21KBL038	168.75	202.10	16.50	61.25	68.82	12.36
	21KBL040	181.25	183.70	1.33	60.00	64.82	8.03
	21KBL067	124.25	183.60	32.33	50.00	68.64	37.28
	21KBL070	199.25	195.30	-2.02	67.50	67.64	0.21
	21KBL071	212.50	195.90	-8.47	77.75	79.82	2.66
	21KBL075	161.50	169.30	4.61	57.00	64.55	13.25
	21KBL079	192.00	181.00	-6.08	61.50	63.27	2.88
	21KBL085	177.25	187.30	5.37	54.75	69.00	26.03

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