玉米种质资源抗弯孢菌叶斑病特性研究

针对近年弯孢菌叶斑病日益严重的发生趋势,对1698份玉米种质(自交系、群体、杂交种以及特殊材料)进行了抗弯孢菌叶斑病鉴定.结果表明,中国玉米种质抗性较引进种质抗性好;不同省份所供种质抗性存在差异,北京、四川、广西种质总体抗性较好;在新选育的自交系中,鉴定出12份高抗材料;在当前培育的杂交种中,有22份高抗或抗弯孢菌叶斑病;玉米对弯孢菌叶斑病抗性在相同核基因、不同细胞质种质间无差异;玉米抗大斑病基因对抗弯孢菌叶斑病无效.     

玉米种质资源对六种重要病虫害的抗性鉴定与评价

在2003－2005年间,对604份玉米种质进行了抗弯孢菌叶斑病和玉米螟鉴定,筛选出抗弯孢菌叶斑病的材料93份,抗玉米螟材料22份。2006－2009年间,对836份玉米种质进行了抗大斑病、茎腐病、穗腐病和瘤黑粉病的鉴定与评价,筛选出一批高抗和多抗的资源。在836份资源中,对大斑病1、2和N号3个生理小种具有抗性的材料均为50％左右;抗茎腐病材料为41.3％,高抗和抗性种质分别为264和81份;穗腐病高抗和抗性种质分别为5和171份,占比为21.1％;瘤黑粉病高抗和抗性种质各261和14份,占总鉴定材料的32.9％。上述结果表明抗大斑病、茎腐病和瘤黑粉病的种质资源较为丰富。通过对抗性结果进行对比分析,发现不同生态区玉米种质的抗性强弱以及抗性多样性存在明显差异,黑龙江和内蒙的种质对病虫害的抗性强弱及多样性程度明显高于四川种质。此外,玉米自交系对病虫害的抗性强弱以及多抗性程度高于农家种。     

玉米种质资源对六种重要病虫害的抗性鉴定与评价

在2003-2005年间,对604份玉米种质进行了抗弯孢菌叶斑病和玉米螟鉴定,筛选出抗弯孢菌叶斑病的材料93份,抗玉米螟材料22份。2006-2009年间,对836份玉米种质进行了抗大斑病、茎腐病、穗腐病和瘤黑粉病的鉴定与评价,筛选出一批高抗和多抗的资源。在836份资源中,对大斑病1、2和N号3个生理小种具有抗性的材料均为50%左右;抗茎腐病材料为41.3%,高抗和抗性种质分别为264和81份;穗腐病高抗和抗性种质分别为5和171份,占比为21.1%;瘤黑粉病高抗和抗性种质各261和14份,占总鉴定材料的32.9%。上述结果表明抗大斑病、茎腐病和瘤黑粉病的种质资源较为丰富。通过对抗性结果进行对比分析,发现不同生态区玉米种质的抗性强弱以及抗性多样性存在明显差异,黑龙江和内蒙古的种质对病虫害的抗性强弱及多样性程度明显高于四川种质。此外,玉米自交系对病虫害的抗性强弱以及多抗性程度高于农家种。     

吉林省部分玉米种质资源抗玉米弯孢菌叶斑病鉴定研究

玉米弯孢菌叶斑病主要是由弯孢菌（Curvularia lunata）引起的侵染性病害。近年来,该病害在我国玉米主产区发生面积逐年扩大,已成为玉米重要病害之一。本文研究了吉林省主要玉米杂交种和自交系抗病性差异,结果表明：玉米杂交种间以及自交系间抗病性差异明显;吉63、黄早4、自330、丹9046、丹9041、铁7922、掖478、沈5003、丹340和E28等一批应用多年的种质资源均为感病类型（MS-HS）;而新选育的各类群一些种质和具有热带、亚热带血缘的78599等一些外来种质资源均为抗病类型（R～HR）。杂交种的抗病性与双亲的抗病性有密切关系;玉米杂交种苗期较抗病,抽丝期极为感病,这表明杂交种抗性随植株生长而递减。     

玉米种质资源抗灰斑病鉴定与评价

2001-2004年,于田间应用人工注射接种的方法对413份玉米自交系和59份玉米杂交种进行抗灰斑病(Gray leaf spot)鉴定,筛选出病级1级高抗(HR)自交系6份、3级抗病(R)自交系28份和杂交种7份.鉴定结果表明,在供试的不同玉米自交系及杂交种间的抗病性存在明显差异,而表现高抗的玉米自交系较少,没有发现高抗杂交种.加强玉米抗灰斑病种质资源的收集和评价,对玉米抗病育种非常必要.     

玉米种质和新品种对腐霉茎腐病和镰孢穗腐病的抗性分析

玉米是我国最重要的农作物之一,腐霉茎腐病和镰孢穗腐病是玉米生产上的重要病害。2006-2012年期间,对1647份玉米种质进行了抗肿囊腐霉茎腐病和拟轮枝镰孢穗腐病鉴定,筛选出高抗茎腐病和穗腐病的种质分别为564份和27份,占鉴定总材料的34.2%和1.6%,抗性材料分别为209份和352份,占比为12.7%和21.4%,表明高抗肿囊腐霉茎腐病的资源较为丰富,高抗镰孢穗腐病的种质相对匮乏。其中,13份种质对2种病害均表现高抗,207份种质对2种病害均表现抗性或对其中一种表现高抗而另一种表现抗性。自交系中对肿囊腐霉茎腐病和拟轮枝镰孢穗腐病表现抗性以上(含HR和R)的种质分别占总鉴定种质的56.5%和23.6%,在农家种中分别为21.2%和21.4%,表明玉米自交系中的抗性资源较农家种丰富。2009-2013年期间参加国家玉米区试的品种中,对腐霉茎腐病表现高抗、抗性、中抗、感病和高感的品种分别占11.5%、11.9%、40.1%、17.6%和18.9%。2009-2011年间,中抗以上的育成品种所占比例呈现明显上升趋势,但2012-2013年间,中抗以上的品种所占比例呈下降趋势。     

广西玉米种质资源对纹枯病的抗性鉴定

在人工接种条件下,对860份玉米材料进行了纹枯病抗性鉴定和评价,旨在为进一步开展玉米纹枯病抗性育种和分子生物学研究奠定基础。结果显示,在鉴定的860份玉米材料中,没有发现免疫的材料,高抗、抗、中抗、感和高感的比例分别为3.49%、28.60%、26.16%、10.35%和31.40%;在农家种、群体种和杂交种（组合）等杂合体中,抗病材料所占比例较大,而自交系等纯合体中,感病材料所占比例较大,表明玉米杂合体种质资源材料中可能蕴藏着不同的抗纹枯病基因,特别是广西农家种中可能存在对纹枯病具有稳定抗性的材料,值得进一步研究和利用。     

广西玉米种质资源对纹枯病的抗性鉴定

在人工接种条件下,对860份玉米材料进行了纹枯病抗性鉴定和评价,旨在为进一步开展玉米纹枯病抗性育种和分子生物学研究奠定基础。结果显示,在鉴定的860份玉米材料中,没有发现免疫的材料,高抗、抗、中抗、感和高感的比例分别为3．49％、28．60％、26．16％、10．35％和31．40％;在农家种、群体种和杂交种（组合）等杂合体中,抗病材料所占比例较大,而自交系等纯合体中,感病材料所占比例较大,表明玉米杂合体种质资源材料中可能蕴藏着不同的抗纹枯病基因,特别是广西农家种中可能存在对纹枯病具有稳定抗性的材料,值得进一步研究和利用。     

玉米重要自交系的肿囊腐霉茎腐病抗性鉴定与评价

由肿囊腐霉菌(Pythium inflatum Matthews)引起的玉米茎腐病是影响玉米产量的一种重要病害。为进一步拓展可利用的抗源,于2010-2011年在田间采用人工接种方法对287份重要的玉米自交系种质进行了玉米茎腐病的抗性鉴定评价。结果表明,287份鉴定材料中有171份自交系对茎腐病的抗性达到中抗以上水平,占鉴定材料的59.58%,其中高抗自交系共43份,占鉴定材料总数的14.98%;感病类型自交系共116份,占鉴定材料的40.42%,其中高感自交系共95份,占鉴定材料总数的33.10%。Lancaster、Reid及P群种质中具有丰富的茎腐病抗源,而塘四平头种质群中茎腐病抗源相对缺乏,多为感病类型。该研究结果可为今后我国玉米茎腐病抗性种质的引进和改良提供重要参考。     

44份玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性鉴定北大核心CSCD

在2016年和2017年分别对44份不同来源的在自然发病条件下对穗腐病表现为抗病或感病的玉米自交系,分别人工接种拟轮枝镰孢和禾谷镰孢,对其抗性进行了鉴定。结果表明,塘四平头群的自交系发病最重,旅大红骨群的自交系发病最轻,瑞德群的自交系之间抗性差异较大。玉米自交系吉V203、承351和丹598对拟轮枝镰孢和禾谷镰孢均表现为高抗,而PHTD5和掖81162对两种致病菌均表现为高感。44份自交系在不同年份的抗性评级存在一定的差异,说明玉米穗腐病的发病受环境因素影响较大,也在一定程度上说明玉米穗腐病抗性遗传的复杂性。高抗和高感的玉米自交系在不同年份发病稳定,而中等抗性水平的自交系在不同年份的发病程度存在差异,受环境因素影响较大。本研究结果将为玉米穗腐病的抗性遗传改良提供一定的参考依据。     

44份玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性鉴定

在2016年和2017年分别对44份不同来源的在自然发病条件下对穗腐病表现为抗病或感病的玉米自交系,分别人工接种拟轮枝镰孢和禾谷镰孢,对其抗性进行了鉴定。结果表明,塘四平头群的自交系发病最重,旅大红骨群的自交系发病最轻,瑞德群的自交系之间抗性差异较大。玉米自交系吉V203、承351和丹598对拟轮枝镰孢和禾谷镰孢均表现为高抗,而PHTD5和掖81162对两种致病菌均表现为高感。44份自交系在不同年份的抗性评级存在一定的差异,说明玉米穗腐病的发病受环境因素影响较大,也在一定程度上说明玉米穗腐病抗性遗传的复杂性。高抗和高感的玉米自交系在不同年份发病稳定,而中等抗性水平的自交系在不同年份的发病程度存在差异,受环境因素影响较大。本研究结果将为玉米穗腐病的抗性遗传改良提供一定的参考依据。     

玉米抗南方锈病种质资源初步鉴定及遗传多样性分析

南方锈病是玉米生产上的重要病害。2013-2015年在广西南宁和北京昌平对903份玉米种质资源进行了抗南方锈病的初步鉴定与评价,并利用SSR标记对筛选出的部分抗性材料进行了遗传多样性分析。结果表明,在903份种质中,8份自交系在广西南宁和北京昌平均对南方锈病表现高抗(HR),占总鉴定种质的0.9%;29份材料表现为抗病(R),占比3.2%,包括27份自交系和2份农家种;中抗种质(MR)100份,占比11.1%;感病(S)和高感(HS)种质分别为181和585份,占鉴定材料的20.0%和64.8%。由此可见,玉米资源中高抗南方锈病的种质较为匮乏,在不同地点均表现高抗的材料是难得的抗源。不同地理来源的玉米种质对南方锈病的抗性水平存在较大差异,其中抗性资源较为丰富的是源自内蒙古和山西的种质。42对多态性SSR引物在50份抗锈病材料中,共扩增出141个条带,多态性条带139个,多态位点百分率(PPB)为98.58%。平均等位基因数(Na)1.98,平均有效等位基因数(Ne)1.59,平均Nei's基因多样性(H)0.34,平均多态性信息含量(PIC)0.78,平均Shannon's信息指数(I)0.51;通过UPGMA聚类分析,50份抗病材料被划分为2个类群,其中,第Ⅰ类群又可划分为5个亚类,表现出较高的遗传多样性,为抗病育种中抗源的选择和利用提供参考信息。     

玉米种质资源抗南方锈病鉴定

玉米南方锈病已成为近几年我国夏玉米生产区间歇性暴发流行的病害,对玉米生产构成严重威胁,病害流行年份可造成10%以上的产量损失。目前,已确认的抗病自交系非常有限,而抗病育种急需不同抗性控制背景的自交系。为发掘和丰富可利用的南方锈病抗源,于2008～2012年,在广西南宁采用田间人工接种方法对1589份玉米种质资源进行抗南方锈病鉴定。通过高病害压力和连续多年的鉴定,从1589份玉米种质中鉴定出高抗（HR）材料26份,占鉴定总数的1.64%;抗病（R）材料137份,占鉴定总数的8.62%;中抗（MR）水平的材料382份,占鉴定总数的24.04%;感病（S）材料489份,占鉴定总数的30.77%;高感（HS）材料555份,占鉴定总数的34.93%。总体上抗南方锈病种质较少,引进种质中抗病类型材料的比例略高。经重复鉴定,筛选出赤556等18份自交系、老来秕等3份地方品种、A69等4份来自津巴布韦的材料、引自CIMMYT的Dr11表现稳定高抗南方锈病,为今后我国玉米抗南方锈病育种提供了新的抗性资源。     

一种利用生理指标评价玉米弯孢菌叶斑病抗性的方法

本试验以4种不同抗性的玉米自交系幼苗为材料,比较了新月弯孢菌毒素浓度和处理时间对玉米主要防御酶系苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）比活力的影响。结果表明：在不同毒素浓度和胁迫时间下,PAL、POD和SOD比活力与品种抗病性的相关程度不一致。稀释200倍的毒素溶液处理玉米幼苗12h时,PAL比活力与抗病性呈极显著线性正相关,POD比活力与抗病性呈曲线正相关,SOD比活力与玉米抗病性呈极显著线性负相关。因此,可利用稀释200倍的新月弯孢菌毒素溶液处理12h时测得的玉米幼苗PAL、POD及SOD比活力估算玉米自交系弯孢菌叶斑病的抗性水平。     

小麦禾谷镰孢菌茎基腐病抗源的筛选与评价

为了发掘我国小麦种质资源中具有禾谷镰孢菌茎基腐病(crown rot)抗性的材料,采用禾谷镰孢菌苗期接种试验的方法,研究了82份小麦种质对禾谷镰孢菌茎基腐病的抗性.结果表明,在鉴定的材料中没有发现高抗材料;中抗材料13份,占总数的15.8%,包括CI12633、红蚰子、FHB143、Tiszataj和紫秆子等;大多数材料为感病材料.值得注意的是不同小麦材料对禾谷镰孢菌赤霉病和茎基腐病具有不同的抗性水平,两种病害没有正相关性,暗示小麦茎基腐病和赤霉病的抗性机制可能不同,因此,需要广泛挖掘具有茎基腐病抗性的小麦资源.     

玉米种质对黄曲霉菌抗性的鉴定

以145个玉米自交系作为试验材料,对其籽粒人工接种黄曲霉菌（Aspergillus flavus),根据籽粒的发病情况进行抗性鉴定。结果表明：（1）各玉米自交系对黄曲霉菌的抗性有极显著的差异,在145个自交系中,高抗的8份,中抗的72份,中感的57份,高感的8份;（2）对黄曲霉菌有较高抗性的自交系大多数来自于我国的南方地区;（3）通过辐射处理,对于提高抗性可能有较好的效果;（4）爆裂玉米具有较好的抗性;（5）不同致病菌株接种,抗性反应有差异。     

美国玉米自交系对4种病原茎腐病的抗性鉴定及遗传多样性分析

对外引玉米种质进行抗病鉴定是对其充分利用并选育抗病品种的基础和前提。本研究于2017-2018年连续2年采用人工接种技术评价了149个美国自交系对分别由禾谷镰孢(Fusarium graminearum)、拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)、层出镰孢(Fusarium proliferatum)和芒孢腐霉(Pythium aristosporum)4种病原菌引起的茎腐病的抗性表现,并选择30个抗性较好的与6个骨干自交系进行遗传多样性分析。结果表明,149个美国自交系中,对禾谷镰孢、拟轮枝镰孢、层出镰孢和芒孢腐霉表现中抗及以上抗性的自交系分别有62个、44个、41个和54个,其中对4种茎腐病全部表现高抗的自交系有23个,全部表现中抗及以上抗性的自交系有32个,对3种镰孢菌茎腐病全部表现高抗的自交系有27个;所有供试材料中,88个自交系对4种茎腐病的抗性表现一致,61个自交系对4种茎腐病的抗性存在差异;共筛选出20条多态性引物,每个引物可检测出5～11个等位基因,平均等位变异数为7.7个,聚类分析将36个材料划分为6个类群,其中2FACC、J8608、黄早四分别被单独聚为一类,剩余自交系被划分为3个类群,分别包含自交系个数为26、5和2,第Ⅰ类群又分为3个亚群。本研究结果明确了外引美国自交系对不同病原菌引起的玉米茎腐病的抗性差异,为抗病育种中抗源的选择提供参考。     

240份玉米自交系纹枯病抗性鉴定与评价

在人工接种条件下,连续3年对240份玉米自交系纹枯病抗性进行鉴定和评价,分析了玉米纹枯病抗性与主要农艺性状的相关性。结果表明,玉米纹枯病抗性资源较为缺乏,240份自交系中无免疫或高抗的材料,有中抗自交系4份、感病自交系18份、高感自交系218份。旅大红骨、Reid、PA和塘四平头类群自交系中未发现玉米纹枯病抗源,PB类群和Lancaster类群自交系纹枯病抗性相对较好,今后应主要从这两类种质中寻找玉米纹枯病抗源。玉米纹枯病病情指数与株高、穗位高、穗位高/株高、穗下节间数和穗下平均节间长均呈极显著负相关,这些表型可以作为非接种条件下筛选抗玉米纹枯病种质的参考指标。     

玉米粗缩病改良新抗源T877的抗性评价

玉米粗缩病是我国玉米产区的一种重要病害。本研究利用自然接虫法初步鉴定了41份玉米自交系对粗缩病的抗性,并对其中有代表性的10份材料进行了3个播期的试验。筛选出3份高抗、4份抗、3份中抗材料,大部分材料(占75.6%)表现为感和高感,抗性较好的材料属于PB亚群。高抗粗缩病自交系T877在不同年份、不同播期间抗性稳定,以此为亲本育成苏玉19等新品种。     

外引玉米种质对两种穗腐病原镰孢菌抗性鉴定

采用双牙签接种技术,2016-2017年连续2年对从美国、加拿大、罗马尼亚、德国、法国、荷兰等国家引进的177份玉米种质资源抗玉米穗腐病原拟轮枝镰孢(F.verticillioides)和禾谷镰孢(F.graminearum)进行了鉴定。结果表明,鉴定的177份玉米种质资源中,对拟轮枝镰孢表现高抗(HR)的资源2份,占总数的1.13%;抗病(R)38份,占总数的21.47%;中抗(MR)75份,占总数的42.37%;感病(S)48份,占总数的27.12%;高感(HS)14份,占总数的7.91%。177份玉米种质资源中,对禾谷镰孢(F.graminearum)表现抗病(R)12份,占鉴定资源总数的6.78%;中抗(MR)66份,占总数的37.29%;感病(S)64份,占总数的36.16%;高感(HS)35份,占总数的19.77%,未发现对禾谷镰孢菌表现高抗的材料。在177份玉米种质资源中,兼抗两种穗腐病原镰孢菌的种质资源有12份。