Identification for Resistance of Maize Germplasm to the Two Virus Disseases

Identification for Resistance of Maize Germplasm to the Two Virus Disseases

玉米矮花叶病（Maize Dwarf Mosaic）和玉米粗缩病（Maize Rough Dwarf）是近十几年来为害我国玉米生产的两种主要病毒病害[1]。自20世纪90年代以来，玉米矮花叶病、粗缩病在山西流行严重[1，2，5]，给玉米生产带来很大损失，特别是1994～2000年连续严重发生的玉米矮花叶病和粗缩病，使山西省运城、临汾等地的晚播玉米颗粒无收，夏玉米因病害减产30%以上[2]。1998年全省发病面积45万hm2，占玉米种植面积的52%，全省损失粮食5亿多kg[3]。大面积种植感病品种是病害流行的重要原因。改良山西省常用玉米自交系和杂交种对病毒病的抗性，已成为玉米生产和育种单位急待解决的问题[3，7]。国内外研究表明：不同的玉米自交系和杂交种对玉米病毒病的抗性有明显差异[4]。选育和种植抗病品种是防治玉米矮花叶病和粗缩病最经济有效的措施[3，6，7]。本研究皆在通过田间自然发病初选，人工接种，病圃重复鉴定，筛选出对两种玉米病毒病具有抗性的种质资源。为有效地开展玉米抗病毒病育种提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试玉米种质资源材料共915份，其中常用玉米自交系276份，杂交种及新组合181份，热带改良新选系458份。热带改良新选系由本所种质改良课题组提供，其余的玉米资源由省内有关育种单位和种子公司提供。

1.2 鉴定方法

1.2.1 田间自然发病鉴定初选 田间自然发病鉴定初选：2001年和2002年对全部材料分2年在山西省玉米病毒病发生严重的地区运城、临汾和太谷3个点同时进行。每份材料种植2行，每行50株，行长15m，株行距0.3m×0.65m。以自然发病为主，授粉1～2周后调查病株率，发病率在15%以上的视为不抗病。对这批材料将不进行抗病复选。

1.2.2 人工接种重复鉴定复选 2003～2004年，对经过田间初选的抗病材料同时进行矮花叶病人工接种和粗缩病自然重复鉴定。病圃设在山西省农业科学院小麦研究所实验场（临汾市区），历年发病较重的固定地块。供试材料田间顺序排列，每份材料种植2行，每行25株，行长7.5m，株行距0.3m×0.6m。

玉米矮花叶病人工接种方法：采用蚜虫接种法，设自交系黄早4（R），Mo17（S）为抗、感对照种。

玉米粗缩病重复鉴定方法：采用田间自然接种法，鉴定圃四周全部种植冬麦，利用灰飞虱发生规律，调节玉米播期（5月中旬）使幼苗与成虫羽化高峰期吻合，以达到传毒最佳效果，设自交系沈137（R），478（S）为抗、感对照品种。

1.3 病情分级和抗病评价标准

玉米授粉半个月后调查病情。玉米矮花叶病病株分级标准参照吴全安的方法[11]。即：0级全株无症状；1级，植株上部叶片1%～3%显症，有褪绿斑花叶；2级，植株中部叶片，1%～30%显症，植株略矮；3级，植株严重发病，2/3的叶片呈现花斑条纹，果穗弯小或不结实。病情指数按以下公式计算：

依据病情指数划分抗病类型，0～5.0高抗（HR）；5.1～15.0抗病（R）；15.1～30.0中抗（MR）；30.0以上感病（S）。

玉米粗缩病病害分级标准参照陈巽珍分级标准[8]，即：0级，健株，全株无症状；1级，比健株矮1/5，雄穗轴稍短；2级，比健株矮1/2，顶部略丛生，果穗长度为健株的1/2；3级，株高为健株的1/3，顶部叶小，上冲，穗小多畸形；4级，苗株死亡或极矮小，顶叶上冲丛生，绝收。病情指数计算公式同前。

依据病情指数，划分抗病类型，0～5.0高抗（HR）；5.1～20.0抗（R）；20.1～40.0感（S）；40.1以上高感（HS）。

2 结果与分析

2001～2002年，对915份玉米自交系和杂交种在重病区进了田间自然发病鉴定初选，淘汰了感病材料208份。2002～2004年，对初选的912份材料（自交系537份，杂交种142个），进行了矮花叶病、粗缩病人工接种，病圃重复鉴定。鉴定筛选结果见表1、表2和表3。

种质类型Germplasmtype鉴定数量No高抗highResistant抗Resistant感Susceptible高感HighsusceptibleNo%No%No%No%自交系Inbredlines734253.411816.125334.533846.0杂交种Hybrids181168.96938.15832.03821.0合计Total915414.518720.431134.037641.1

Table 1 Results of indentification for resistance of maize inbred lines and hybrids to SCMV-MDB

种质类型Germplasmtype鉴定数量No高抗highResistant抗Resistant感Susceptible高感HighsusceptibleNo%No%No%No%自交系Inbredlines734334.512917.634547.022730.9杂交种Hybrids1812916.05128.26636.53619.9合计Total915626.817919.641144.926328.7

Table 2 Results of indentification for resistance of Maize inbred lines and hybrids to MRDV

种质类型Germplasmtype鉴定数量No双高抗双抗DoublehighNoResistant%DoubleNoResistant%自交系Inbredlines73470.967510.2杂交种Hybrids18195.05027.6合计Total915161.7512613.8

Table 3 Results of indentification for resistance of Maize inbred lines and hybrids to SCMV-MDB and MRDV

2.1 玉米自交系和杂交种抗矮花叶病鉴定结果

表1表明经过人工接病鉴定：筛选出抗矮花叶病自交系118份，占自交系鉴定总数的16.1%，杂交组合69个，占杂交种鉴定总数的38.1%，优良高抗病自交系有25份，占自交系鉴定总数的3.4%，它们是：选9、齐31、93选2、假B734、选78、选7、选141、选127、选301、选145、选151、选250、5081、改84-2、改99-1、改100-1、改113-1、改100-2、改474-1、改418-1、改377、改403、改426、沈137、99-5。

表现为高抗病的杂交种有16个，占杂交种鉴定总数的8.9%，它们是：长单39、长单40、忻抗7号、太早单18号、98-1×5081、并单3号、齐319×98-3、并单4号、422×齐35、B734×93选2、H9-21×临京11-2、农大108、忻玉106、忻单108、晋单36、鲁单50。

2.2 玉米自交系和杂交种抗粗缩病鉴定结果

表2结果表明：供鉴定材料中，抗粗缩病自交系有129份，占自交系鉴定总数的17.6%；杂交种50份，占杂交种鉴定总数的27.6%；高抗病自交系有33份，占自交系鉴定总数的4.5%。它们是：选29、选41、选114、选125、选214、齐31、齐35、93选2、假B734、选331、选78、选184、选159、R选3、选50、选59、选2-2、选11-1、选46-2、选121-1、选132-1、选155-1、R10-2、R49-1、选90-3、海选36、改357-1、改474-1、改418、改408、改427、98-2、98-3。

高抗病杂交种29个，占杂交种鉴定总数的16.0%，它们是：B734×93选2、422×齐35、并单4号、陕单971、新陕单1号、鉴35、齐31×98-3、并单3号、陕高农5号、临油1号、忻玉106、长单40、屯9902、同单4号、同早5号、春早单3号、运早1号、FL2、晋玉681、早利26、京单958、太早单20、太早单21、早玉2号、早玉4号、LD981、运单14、H9-2×临京11-2、H9-2×临京11-3。

2.3 玉米自交系和杂交种抗矮花叶病、粗缩病鉴定结果

通过表3可以看出：被鉴定材料中，对两种病毒病同时都表现为抗病的自交系有75份，占自交系鉴定总数的11.6%，如：选41、选125、选214、齐35、选331选159、选50、选7、选141、选31、选211、选87、选14、选217、选301、选186、选102、选145、选151、选153、选250、改2-2、改11-1、改132-1、改155-1、R49-1、选90-3、海选36、改15-2、改16-2、改29-2、改50-2、改99-1、改100-1、改102-2、改111-2、改113-1、改116-1、改125-1、改134-2、改170-2、改357-1、改474-1、改418、改408、改427、改377、改403、改426、改404、改476、改406、改407、改416、改419-1、改420、改422、改430、改432、改433、改440等。

双抗杂交种51个，占杂交种鉴定总数的29.8%，如：陕单971、新陕资1号、鉴35、陕单931、98-1×5081、4-18、临油1号、忻玉106、选66×308-2、忻5344、忻玉105、长单39、屯单9901、屯9902、屯9906、京玉8号、春早单1号、春早3号、太单早18、太单23、太单32、早利26、协玉2号、运单13号、晋玉681、晋玉751、科试7号、沈单10号、早玉3号、早玉2号、并单1号、太早单20、高油115、忻玉9704、忻抗13、LD981、DH3801、强盛17、并单2号、同单36号等。

对两种病毒病同时都表现为高抗的材料共16份，占鉴定总数的1.96%，其中双高抗自交系有选29、齐31、93选2、假B734、选78、改474-1、改418，共7份，占自交系鉴定总数的1.1%。双高抗病杂交种有B734×93选2、422×齐35、并单4号、齐31×98-3、并单3号、陕高农5号、长单40号、H9-21×临京11-2、忻玉106，共计9个，占杂交种鉴定总数的5.3%。

杂交种抗矮花叶病的比例为38.1%，自交系的为16.1%；杂交种抗粗缩病的比例为28.2%，自交系的为17.6%；杂交种同时抗这两种病毒病的比例为27.6%，自交系的为10.2%；杂交种同时高抗这两种病毒病的比例为5.0%，自交系的为0.96%；通过对杂交种和自交系材料抗病性比较，可以看出杂交种抗病的比例远高于自交系的。

2.4 热带玉米自交系抗矮花叶病、粗缩病鉴定结果

从表4看出被鉴定热带亚热带玉米改良自交系中，对两种病毒病同时都表现为抗病的有59份，占热带改良系鉴定总数的12.9%；对两种病毒病同时都表现为高抗的有5份，占热带改良系鉴定总数的1.1%。而国内温带自交系对两种病毒病同时都表现为抗病的有16份，占国内温带自交系鉴定总数的5.8%；对两种病毒病同时都表现为高抗的仅2份，占国内温带自交系鉴定总数的0.7%。从而可以看出热带亚热带玉米改良自交系抗病比例远远大于国内温带系。

种质类型Germplasmtype鉴定数量No双高抗双抗DoublehighNoResistant%DoubleNoResistant%自交系Inbredlines73470.967510.2热带改良系Tropicalinbredlines45851.15912.9国内温带系Chinatemperate'sinbredlines27620.7165.8

Table 4 Results of indentification for resistance of Tropical and China temperate's inbred lines to SCMV-MDB and MRDV

3 讨论

采用蚜虫接种法，重病区病圃自然发病重复鉴定法，4年来，对816份不同类型玉米种质资源进行了玉米矮花叶病、粗缩病的抗病性鉴定。筛选出同时抗两种病毒病的自交材料75份，杂交种51个；双高抗病优良自交系7份；双高抗病杂交种9个；为玉米抗病毒病育种提供了一批抗病材料，为玉米生产上应用抗病品种提供了科学依据。

在鉴定材料中双抗病材料所占比例较小，同时高抗两种病毒病的材料所占比例更小，鉴定材料的抗病性与其来源关系密切，不同的种质材料对两种玉米病毒病的抗病性有明显差异，杂交种和杂交组合的抗病性比例明显优于自交系；不同来源自交系的抗病性差异更大。利用热带、亚热带玉米种质改良的新选自交系，抗病比例远远高于没有热带血缘的常规系，这说明热带、亚热带玉米种质资源中有优良的抗病毒病基因，是改良我国温带玉米种质病毒病抗性的很有利用前景的抗源种质。

本研究采用的矮花叶病蚜虫接种法，是我国多年来传统接种的方法，虽然由于养蚜、饲毒等工作量较大，但不失为一种可靠性强的接种方法。粗缩病的抗性鉴定方法国内现在一直采用田间自然发病鉴定方法，试验选择了利于病毒病发生的试验环境，把鉴定点设在山西省发病严重的地块进行，并进行了重复鉴定，使鉴定结果有了更强的可靠性。