依據(jù)《國家級(jí)玉米、稻品種審定標(biāo)準(zhǔn)(2021年修訂)》,針對(duì)不同生態(tài)區(qū)的玉米品種,其抗病性要求作出了明確規(guī)范。在我國兩大玉米主產(chǎn)區(qū),東華北與黃淮海,具體抗性要求如下:
在東華北地區(qū),涵蓋中晚熟春玉米類型區(qū)、中熟春玉米類型區(qū)、中早熟春玉米類型區(qū)、北方早熟春玉米類型區(qū)以及北方極早熟春玉米類型區(qū),要求玉米品種對(duì)于大斑病、莖腐病、穗腐病,無論是田間自然發(fā)病情況,還是經(jīng)過人工接種鑒定,均不能達(dá)到高感程度。
黃淮海夏玉米類型區(qū)以及京津冀早熟夏玉米類型區(qū),其抗性要求為,玉米品種在面對(duì)小斑病、莖腐病、穗腐病時(shí),無論是田間自然發(fā)病,還是人工接種鑒定,同樣不能出現(xiàn)高感情況。
據(jù)全國農(nóng)技中心預(yù)測,2025年全國玉米病蟲害整體呈現(xiàn)偏重發(fā)生態(tài)勢,預(yù)計(jì)發(fā)生面積將達(dá)到11.1億畝次。其中,玉米螟、草地貪夜蛾、棉鈴蟲等害蟲將偏重發(fā)生,同時(shí),玉米南方銹病、大斑病、穗腐病、北方炭疽病存在較高的區(qū)域性重發(fā)流行風(fēng)險(xiǎn)。
在這些病蟲害中,玉米穗腐病被多次提及,這促使我們有必要對(duì)其重新進(jìn)行深入的認(rèn)識(shí)與研究,以便更好地應(yīng)對(duì)這一病害對(duì)玉米生產(chǎn)可能造成的不利影響,保障我國玉米產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。
玉米穗腐?。╡ar rot),又稱玉米穗粒腐病(kerneland ear rot),是世界玉米產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生的一類真菌病害。多種真菌可以侵染玉米果穗及籽粒,在生長后期、收獲或貯藏期間造成整個(gè)果穗或部分籽粒的腐爛,嚴(yán)重影響玉米產(chǎn)量和籽粒品質(zhì),對(duì)食用、飼用和貯藏安全帶來極大威脅。玉米穗腐病的發(fā)病率通常為5%—10%,重發(fā)年份發(fā)病率為30%—40%,感病品種發(fā)病率可高達(dá)50%以上,產(chǎn)量損失高達(dá)30%—40%。玉米穗腐病除籽粒腐爛造成直接產(chǎn)量損失外,籽粒中的致病菌還能夠產(chǎn)生多種毒素,不僅導(dǎo)致玉米品質(zhì)的降低,也給食品與飼料的安全帶來重大隱患,直接威脅到人畜健康。因此,控制玉米穗腐病的發(fā)生和危害具有重要意義。在生產(chǎn)中,由于穗腐病發(fā)生在玉米生長中后期,田間防治的操作難度較大,通常不進(jìn)行專門針對(duì)穗腐病的防治;此外,穗腐病的致病菌類型比較復(fù)雜,侵染途徑多樣,病害發(fā)生受到氣候影響,這些因素導(dǎo)致噴施藥劑一般難以達(dá)到理想的防治效果。因此,篩選和利用抗性品種成為了控制玉米穗腐病危害最為經(jīng)濟(jì)有效的措施。由于穗腐病危害的嚴(yán)重性,國內(nèi)外相繼開展了玉米穗腐病病原鑒定、抗性種質(zhì)篩選、抗性機(jī)理分析、抗性遺傳及抗病基因的發(fā)掘與定位等研究,并取得了一定的進(jìn)展。
近年來,我國對(duì)玉米穗腐病抗性品種的選育日益重視,國家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)頒布的《主要農(nóng)作物品種審定標(biāo)準(zhǔn)(國家級(jí))》中關(guān)于玉米穗腐病的抗性水平要求更加嚴(yán)格,已成為玉米審定中的重要指標(biāo)之一。全國育種工作者高度重視抗玉米穗腐病品種的選育。
1 玉米穗腐病病原學(xué)研究
病害發(fā)生首先要探明其病原菌,國內(nèi)外的不同研究學(xué)者對(duì)玉米穗腐病病原菌已開展了廣泛的研究。
結(jié)果表明:引起玉米穗腐病的主要致病菌有鐮孢菌、曲霉菌、木霉菌等,其中,鐮孢引發(fā)的穗腐病廣泛分布在世界各玉米種植區(qū),又以禾谷鐮孢(Fusarium graminearum)和擬輪枝鐮孢(Fusari?um verticillioides)為最常見的致病菌。
2 2024年黃淮海玉米穗腐發(fā)生原因分析
2024年穗腐發(fā)生面積較大,其中先玉335改良的類型發(fā)生比例較大,而鄭單958類型、X系/黃改類型的發(fā)生輕。
A.品種是基礎(chǔ),合適的天氣為穗腐的發(fā)生創(chuàng)造了發(fā)病條件(以新鄉(xiāng)為例)
下表為新鄉(xiāng)5-9月中旬份下雨天數(shù)與平均最高溫度統(tǒng)計(jì)
•HHH地區(qū)的高溫高濕條件為穗腐病害的發(fā)展提供了溫床。•2024年5、6月份早期的干旱是蟲害滋生的催化劑。前期蟲卵多,后期蟲害將增多,蟲害造成穗傷口,加重穗腐•2024年8、9月份后期的降雨和升溫為病原菌的生長創(chuàng)造了有利條件。•2024年9月上、中旬比2023年明顯增多,為穗腐的發(fā)生創(chuàng)造了極為有利的條件 。
B. 田間多樣性病原引起的穗腐
•鐮孢穗腐(圖1、3)赤霉穗腐(圖2)黑孢菌(圖4)青霉菌(圖3)3. 2024年黃淮海穗腐大發(fā)生對(duì)我們的啟示:
•自然界中,引起穗腐/莖腐病原的多樣性和復(fù)雜性,數(shù)十種;
•感染穗腐三個(gè)途徑:1)花絲通道; 2)籽粒傷口; 3)莖腐病原進(jìn)入莖稈進(jìn)而通過穗柄感染穗子:
•抗性模式:1)花絲抗性; 2)籽粒傷口抗性。兩者抗性模式?jīng)]有協(xié)同相關(guān)性,原因不詳;
•抗病鑒定:1)同步鑒定花絲抗性和傷口抗性的種質(zhì)資源; 2)籽粒的脫水速度; 3)苞葉的松緊度和長短; 4)米質(zhì),硬粒型>粉質(zhì)的; 5)熟期換抗性; 6)加強(qiáng)農(nóng)藝措施,參考雨水?dāng)?shù)據(jù),指導(dǎo)播種時(shí)期調(diào)節(jié)/避開高發(fā)期(吐絲和R3多雨易發(fā)穗腐); 7)抗性評(píng)估時(shí)注意莖腐顯著降低穗腐(阻止水份運(yùn)輸加速脫水);
•抗病選育:1)定向選擇和積累 2) 開展QTL初定位,加強(qiáng)分子手段聚合有利等位基因。3)試驗(yàn)田間評(píng)估抗性盡可能確定病原,如不能確定送樣到實(shí)驗(yàn)室。4)不同地區(qū)病原菌侵入模式不同,花絲和傷口主次不一。