玉米南方銹病抗性新種質的篩選

姚國旗　曹冰　單娟等

摘要：本研究對34份熱帶、亞熱帶自交系進行了南方銹病抗性鑒定，發現了11份南方銹病抗性新種質；并對其中4份高抗種質進行了抗性遺傳分析，發現4份外來種質對南方銹病的抗性呈主基因和主基因加微效基因復合控制的、比較復雜的遺傳。

關鍵詞：玉米；南方銹病；熱帶種質

中圖分類號：S513.034文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）07-0112-05

AbstractThe resistances of 34 tropical or subtropical maize inbred lines to southern rust were identified. There were 11 new maize germplasms resistant to southern rust. Among which， 4 highly resistant germplasms were conducted genetic analysis. The results indicated that the 4 maize germplasms showed complex hereditary modes controlled by host gene or host gene combined with minor gene.

Key wordsMaize； Southern rust； Tropical germplasms

南方銹病是多堆柄銹菌（Puccinia polysora Underw）侵染玉米引起的一種病害，該病是我國玉米生產的主要病害之一[1]。在流行年份，南方銹病能造成玉米大幅減產，嚴重時超過45%以上[2，3]。南方銹病的發生需要高溫和高濕環境，過去主要發生于我國南方一些高溫潮濕地區。近年來，隨著氣溫的上升、降水的增多、極端氣候的頻繁出現，南方銹病發生區域逐漸北移，并在我國的北方玉米產區大面積發生。例如，1998年南方銹病在我國黃淮海玉米區流行成災[4，5]。

抗病玉米新品種的培育是控制南方銹病危害的一條安全、經濟、有效的途徑，并且得到育種專家的重視[5，6]。當前，我國生產上利用的抗源主要來自美國雜交種78599系統，例如齊319；其它玉米骨干種質多對南方銹病抗性較差，特別是黃淮海區大量使用的瑞德系統與黃早四系統種質[6]。因此，尋找新的抗源和抗病基因是持久控制該病危害的重要保證。

玉米是起源于熱帶的作物，熱帶種質具有更為豐富的遺傳多樣性，是玉米品種改良的重要種質基礎[7～9]。玉米中已經報道的南方銹病主效抗病基因不少于3個[10，11]；在染色體10短臂上，多次報道不同來源的種質存在抗病主基因或者主效QTL[3，10～16]；在染色體3、4、5、9等上也報道存在抗南方銹病的QTL[15]。在這些抗病基因與QTL中，有多個抗病主要基因和QTL都是發現于熱帶種質[5，10，13，16]。

本研究擬從引進的熱帶與亞熱帶種質中，篩選出一批玉米南方銹病的抗性新種質，通過遺傳分析明確這些抗病材料的抗性遺傳方式，從而指導這些抗性種質在我國玉米南方銹病抗病品種培育中的利用。

1材料與方法

1.1材料

3討論

熱帶玉米種質是尋找新的抗源與抗病基因的重要種質資源[7～9]。本研究對引進的34份熱帶、亞熱帶種質進行了玉米南方銹病抗性的鑒定，結果發現了11份可以用于改良我國現有玉米骨干種質的南方銹病抗性新種質。

本研究中，外引種質對南方銹病抗性與其在原產地的銹病抗性資料相關性不顯著。玉米銹病有不同的種類，包括南方銹病、熱帶銹病與普通銹病。同一種銹病還分為不同的生理小種，可能正是這種復雜的情況導致本研究中的相關性較低。因此，外引種質原產地抗性可用于目標地作為參考，但是仍不能代替本地鑒定結果。特別是對種類比較復雜的、生理小種多樣的病害，在來源地與本地生態條件差異大、距離相距較遠時，引進種質材料時仍要在本地條件下進行鑒定。

本研究對4份高抗南方銹病的熱帶種質進行了抗性遺傳分析，發現4份外來種質對南方銹病的抗性呈主基因和主基因加微效基因復合控制的、比較復雜的遺傳。這可能與本研究的鑒定主要依賴田間的自然接種有一定的關系。由于南方銹病有不同的生理小種，而本研究中鑒定主要依賴于海南田間的混合菌源，不同專化性的抗病基因的相互作用會導致遺傳的復雜性[17]。此外，個體發育進程的差異也可能使鑒定結果表現出一定的復雜性。通過進一步的研究，筆者已經明確CML470的抗性主要由一個主效的顯性抗病基因控制[16]。對于其它3個抗病材料的抗性遺傳還需要進一步的研究。目前，對CML451筆者正在創建導入系群體[18]。已有的研究結果表明，對于4份高抗南方銹病種質的利用，由于其抗性主要依賴具有部分顯性效應的主基因控制的南方銹病抗性，在育種改良中的選擇相對比較容易。在以單交種為主要應用的玉米生產實踐中，只要一個親本攜帶抗病基因就可以利用。同時遺傳上表現出的復雜性也表明，要創造高水平的抗性新種質，在選擇上和利用方面還存在一定的難度。

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