严理，李智敏，陈佳，高春生，余永廷，严准

(中国农业科学院麻类研究所，湖南 长沙 410205)

不同玉米品种对瘤黑粉病抗性的初步鉴定

严理，李智敏，陈佳，高春生，余永廷，严准*

(中国农业科学院麻类研究所，湖南 长沙 410205)

选择22个玉米品种，在苗期采用注射法人工接种玉米黑粉菌，对玉米瘤黑粉病发病时间、发病率、病情指数进行统计分析，以鉴定玉米品种对瘤黑粉病的抗病性。结果表明：接种8 d后，玉米品种陆续开始发病，第13天进入发病增速期，第16天达到发病高峰期，第18天后病情基本稳定；玉米品种间对瘤黑粉病的抗性存在差异，其中LD901、太平洋891表现为高抗，京科665、金糯628表现为中抗，耐斯1号、京单38、南美1号等12个品种表现为抗病，糯2000、太平洋98、Golden Bautam、中彩甜糯8号、15H–09、绿色先锋F1表现为感病。

玉米；瘤黑粉病；抗病性

玉米瘤黑粉病病原菌为玉蜀黑粉菌(Ustilago maydis)，属于担子菌亚门[1]。玉蜀黑粉菌侵染植株的茎秆、果穗、雄穗、叶片的幼嫩组织[2–3]，所形成的黑粉瘤消耗大量的养分，导致植株空秆不结实，造成严重减产[4–6]。鉴于玉米瘤黑粉病对玉米生产的威胁，笔者对 22个玉米品种进行了抗病性鉴定，以期制定有效的防治措施，指导品种的合理应用，为相关抗病育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试玉米品种 22个：6个甜玉米品种(中甜11F1、夏王 F1–Hybrid、甜玉四号、双色蜜玉、中彩甜糯8号、绿色先锋F1)；3个糯玉米品种(金糯628、黑糯301、晶晶糯)；4个饲料用玉米品种(糯2000、京科665、京单38、先玉335)；6个国外品种(太平洋891、太平洋98、太平洋99、耐斯1号、南美1号、Golden Bautam)；3个其他品种(LD901、15H–09、15H–26)。

供试病原菌为Ustilago maydis的2个菌株FB1和FB2，均来源于加拿大多伦多大学，–80 ℃冰箱长期甘油保存。接种前，菌样在冰浴中解冻，用无菌接种环粘取菌液在YEPSL固体培养基(1%酵母提取物、0.4%蛋白胨、0.4%蔗糖、1.5%琼脂粉)上多次划线，28 ℃培养 3 d。挑取单菌落接种于YEPSL液体培养基中，28 ℃、180 r/min振荡培养，至OD600nm≈ 1，备用。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

每个玉米品种保苗40～50株，接种23～38株，其他作为对照。6叶1心时，采用注射法[7]接种FB1和FB2的混合菌液。

按 1∶1比例混合菌液，使菌体终浓度为 9～10×108CFU。用5 mL注射器吸取混合菌液，将针头刺入玉米植株茎秆的中下部，每株注入菌液1 mL左右，见心叶中冒出菌液即可[8–10]；对照苗注射等量的无菌水。接种后第8、11、13、16、18和19天记录玉米植株的发病时间、发病数量与发病程度。

1.2.2 数据处理与抗病性鉴定和评价标准

统计各品种发病时间、发病数量、发病等级，计算发病率、病情指数[11]，分析发病等级最高(4级)株数与发病率、病情指数的相关性，对发病率、病情指数、发病等级进行综合统计分析，以确定品种的抗病性。

根据文献[12]，将玉米品种对瘤黑粉病抗性评价标准划分为 5级：病情指数 0～15.0%为高抗(HR)；15.1%～30.0%为中抗(MR)；30.1%～50.0%为抗病(R)；50.1%～70.0%为感病(S)；70.1%～100.0%为高感(HS)。

参照目前仅有的摩尔达维亚玉米高粱研究所关于玉米瘤黑粉病的分级评价[4]，综合玉米其他病害的分级标准[13]，根据玉米瘤黑粉病自身的发病程度与特征，把玉米瘤黑粉病发病等级分为4级，对不同级别的玉米株数进行统计。玉米瘤黑粉病的分级标准见表1，瘤黑粉病侵染症状分级见图1。

表1 玉米瘤黑粉病的分级标准Table 1 Grading standard on corn smut

图1 玉米瘤黑粉病症状分级Fig.1 Typical symptom of different disease classification on corn smut

2 结果与分析

2.1 玉米接种黑粉菌后的发病率

从表2可见，6叶1心期的玉米苗在接种黑粉菌 8 d后，开始出现瘤黑粉病症状，发病率为38.71%～89.29%，其中京单 38、夏王 F1–Hybrid、中甜11F1较早感病。接种11 d后，除双色蜜玉无症状外，其他都已发病，Golden Bautam发病率达39.29%；接种13 d后，所有品种进入发病增速期，Golden Bautam、晶晶糯、太平洋98发病率分别达53.57%、51.85%、51.72%；接种16 d后达到发病高峰期，太平洋98、Golden Bautam的发病率均超过 82%，发病最慢的太平洋 891的发病率也达到29.03%；18 d后发病率基本稳定，截止到第19天，Golden Bautam、15H–09、太平洋98的发病率均已超过86%，LD901、太平洋891、金糯628的发病率均低于60%。

表2 不同玉米品种接种黑粉菌的发病率Table 2 Disease onset time and incident rate of different maize varieties inoculated with Ustilago mavdis

2.2 玉米接种黑粉菌的发病症状

受黑粉菌侵染的叶片先变黄，在叶片正反两面或叶柄出现成串黄色珍珠点大的豆粒，豆粒随即慢慢长大连成一片，由黄变浅红，再变灰至黑色，渐渐隆起，使叶片扭曲、短缩、畸形萎蔫，或在茎部中间、茎基部形成明显的瘤状物，继而造成植株死亡。这与曹玖燕[14]、芦连勇等[15]研究结果一致。发生瘤变是受侵染部位如韧皮部、薄壁和厚壁等组织的细胞快速增大和增殖导致，同时也是黑粉病寄生菌丝在寄主细胞间隙不断增长，由营养生长向有性生殖转变的外部表现[16–18]。

2.3 玉米接种黑粉菌的发病等级与病情指数

对接种19 d后的植株(病情稳定期)进行发病等级与病情指数统计，结果(表3)表明：接种19 d后，不同玉米品种受瘤黑粉病菌的侵染程度各不相同，按发病等级与病情指数分析，4级发病程度最严重的是夏王 F1–Hybrid，其后依次为甜玉四号、Golden Bautam、太平洋98。夏王F1–Hybrid、甜玉四号1、2、3级发病数量不多，所以病情指数并不是最高的。Golden Bautam、太平洋98各等级发病数量居多，发病程度较轻的是LD901、太平洋891。说明病情指数与发病等级呈正相关，发病等级越高，病情指数也偏高，这与玉米品种的抗性分析结果基本一致。

表3 供试玉米的发病等级与病情指数及抗性类型Table 3 Disease grade, disease index and resistant type for different maize varieties

表3 (续)

玉米瘤黑粉病的病情指数与发病率、发病4级株数呈极显著正相关关系，相关系数分别为 0.888与0.863；发病率与发病4级株数也呈极显著正相关，相关系数为0.596。发病率、发病等级越高，病情指数也随着增高；发病等级越高，发病率就越高。

22个品种中，LD901、太平洋891的发病率、发病等级与病情指数在所有品种中较低，其次是京科665、金糯628，另外12个品种耐斯1号、京单38、南美1号、双色蜜玉、太平洋99、中甜11F1、黑糯301、甜玉四号、15H–26、晶晶糯、先玉335、夏王F1–Hybrid的病情指数为30.1%～50.0%，抗性评价为抗病(R)。Golden Bautam、太平洋98、糯2000、中彩甜糯8号、15H–09、绿色先锋F1的3项指标偏高，病情指数为50.1%～70.0%，抗性评价为感病(S)。不同玉米品种对瘤黑粉病的抗性存在差异。

3 小结与讨论

试验结果表明，在玉米6叶1心期，用注射法接种FB1与FB2的玉米黑粉菌的混合液，第8天开始陆续出现侵染症状，第 11天已基本发病，第 13天所有品种进入发病增速期，第15—16天达到发病的高峰期，第18天后病情基本稳定，至第19天基本停止发病，与黑粉病的发病进程有关，玉米黑粉菌是双向型真菌，其生命周期分为单倍体孢子和双核菌丝体2个阶段[8]。单倍体担孢子时是“酵母相”，以出芽方式无性繁殖，接种后2种交配型担孢子交配形成的双核菌丝以“菌丝相”入侵玉米，菌丝在寄主细胞间隙中不断增加，影响植株的生长发育，8 d左右植株出现侵染症状，13 d左右受侵染部位细胞开始膨大，组织出现瘤变，第15—16天组织瘤变扩大，瘤变部位黑粉病菌丝由营养生长逐渐向有性生殖转变，第17—18天产生厚垣孢子[19]，进入冬孢子发育时期，19 d后停止发病，逐步完成有性生殖生命周期，这一变化过程代表了黑粉病的生长周期。

玉米瘤黑粉病的病情指数与发病率、发病4级株数呈极显著正相关关系，发病率、发病等级越高，病情指数也随着增高。22个品种中，有高抗品种2个(LD901、太平洋891)，占9.1%；中抗品种2个(京科665、金糯628)，占9.1%；抗病品种12个(耐斯1号、京单38、南美1号、双色蜜玉、太平洋99、中甜11F1、黑糯301、甜玉四号、15H–26、晶晶糯、先玉335、夏王F1–Hybrid)，占54.5%；感病品种6个(糯2000、太平洋98、Golden Bautam、中彩甜糯8号、15H–09、绿色先锋F1)，占27.3%。

基于以上分析，从 22个品种中选择玉米瘤黑粉病的抗性品种，应当首先选择 LD901、太平洋891，其次选择京科665、金糯628，再次从其他12个抗病品种中选取。

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责任编辑：罗慧敏

英文编辑：罗 维

Primary identification of resistance in different maize varieties to Ustilago maydis

YAN Li, LI Zhimin, CHEN Jia, GAO Chunsheng, YU Yongting, YAN Zhun*
(Institute of Bast Fiber Crops, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410205, China)

Maise seedlings from 22 of maise varieties were inoculated with Ustilago maydis by artificial injection, and disease resistance of these maise varieties were evaluated by onset of symptom, incidence rate and disease index.The results showed that the infection symptom was first observed at eight days post inoculation (dpi), the diseased maize of all varieties developed quickly since 13 dpi and become outbreak until 16 dpi and disease status become stable from 18 dpi.Disease resistance was different among maize varieties: varieties LD901 and TPY891 showed to be high resistant, varieties JK665 and JN628 showed to be middle resistant and 12 varieties of maize, such as NS1, JD38 and NM1 showed resistant to Ustilago maydis while varieties N2000, TPY98, Golden Bautam, ZCTN8, 15H–09 and LSXF F1 showed to be susceptible to Ustilago maydis.

maize; Ustilago maydis; resistance

S435.131.4+1

：A

：1007-1032(2017)01-0042-05

2016–09–29

2016–11–05

中国农业科学院科技创新工程项目(CAAS–ASTIP–IBFC09)；湖南省重点研发计划(2016WK2030)；国家农业部项目(S158)

严理(1969—)，女，湖南澧县人，高级实验师，主要从事南方经济作物有害生物防控研究，yanli214@126.com；*通信作者，严准，博士，研究员，主要从事南方经济作物有害生物防控研究，yanzhun@caas.cn