不同親本組合甘蔗白條病的調查研究

經 艷，譚 芳，王倫旺，周 會，唐仕云，賢 武，鄧宇馳，李 鳴，黃海榮，韋金菊

（廣西農業科學院甘蔗研究所/中國農業科學院甘蔗研究中心/廣西甘蔗遺傳改良重點實驗室/農業農村部廣西甘蔗生物技術與遺傳改良重點實驗室，廣西 南寧 530007）

甘蔗是無性繁殖作物，隨著栽培年限的增加，受病害的侵染以及環境的影響，各種病害在繁育過程中不斷累積，甘蔗品種種性逐漸退化。據ISSCT 統計，由于甘蔗病害的侵染至少造成甘蔗減產10%～15%［1］，嚴重影響了蔗糖產業的發展。因此，只有不斷培育和應用抗病品種才能確保我國蔗糖產業持續健康發展。雜交抗病育種是最常用、成效最大的方法［2］。在選配雜交組合時，除了參考親本蔗糖分、產量、熟期等性狀外還需要了解親本的抗病信息，在后代群體選擇方面，尤其需要注重病害抗性的篩選。

甘蔗白條病（sugarcane leaf scald）是一種細菌性維管束病害，由白條黃單胞菌（Xanthomonas albilineans（Ashby）Dowson）引起［3］。甘蔗感發白條病后30%以上的甘蔗蔗汁質量嚴重下降，甘蔗產量損失可達到10%～34%［4］，給蔗農和制糖產業造成了巨大的經濟損失，因發生甘蔗白條病導致泰國每年甘蔗產業的經濟損失超過0.3億美元［5-6］。該病害的發生與氣候、蔗田土壤、栽培管理等因素有關，但大面積種植感病品種則是引起該病流行爆發的主要因素［7］。自2016年以來，在廣西蔗區甘蔗大面積、多品種感染白條病［8-10］，已對廣西蔗區的蔗糖生產產生了嚴重的威脅，選育抗病品種成為目前迫切的需要。在“五圃制”選育程序的早期選種階段進行抗白條病篩選，能盡早發現和淘汰感病材料，可以避免品系材料在選育過程中帶有不良感病性狀而入選。

本研究利用甘蔗白條病易爆發的年份，對甘蔗常規育種的親本及組合的雜交后代進行調查，探討甘蔗親本和雜交組合后代甘蔗白條病發病的規律，供甘蔗育種親本選配、雜交利用以及常規品種選育提供參考，為進一步研究甘蔗白條病發病的相關遺傳規律打下基礎。

1 材料與方法

2018年雜種圃定植96個組合共3.28萬實生苗，同年年底選拔出田間錘度、產量、生勢都優于對照的材料進入選種圃，共有75個組合695個無性系材料。選種圃于2019年種植于廣西農業科學院甘蔗研究所隆安丁當基地，按照行長7 m、行距1.2 m、下種量88芽/行的規格，每個無性系材料種植1行，其他管理同大田生產。

在2019年年底進行田間選拔時，對甘蔗白條病的發病情況進行調查。在調查中，一個無性系材料只要有一株發生急性型或者慢性型的白條病癥狀的即歸為發病性系；調查發病組合，只要雜交組合的后代中有1個發病性系材料，該雜交組合歸為發病組合。數據用Microsoft Excel進行分析，以甘蔗白條病發生無性系個數和組合個數分別占被調查樣本無性系總數和組合總數的百分率表示發病率，對雜交組合后代中白條病發生無性系較多的親本和組合材料進行列表分析。

2 結果與分析

2.1 甘蔗親本、組合白條病的整體發生情況

甘蔗白條病的整體發生情況，如表1所示。在所調查的75個組合695個無性系材料中，白條病發生的無性系個數有58個，發病率8.35%；白條病發生的無性系組合個數有23個，占被調查組合的30.67%，說明2019年在廣西農業科學院甘蔗研究所隆安丁當基地的自然環境條件下是一個甘蔗白條病容易發生的年份，許多錘度、產量、生勢都優于對照的優良無性系材料因易感發白條病而被淘汰，同時那些已受甘蔗白條病病原菌潛伏侵染但由于往年不具備發病條件而未發病的無性系材料也非常容易被淘汰。在調查的所有親本中，母本55個，父本53個，后代無性系材料中父母本的發病率分別是30.19%和29.09%，發病百分率相當。

表1 甘蔗白條病的整體發生情況

2.2 親本及其家系的發病情況調查

從表2來看，在所調查的母本材料中，16個發病母本中有11個發病率超過整個選種圃群體的無性系發病率（8.35%），而以粵糖94-128、福農24號、桂糖05-3、桂糖06-2874為母本的家系中，其后代白條病發生無性系較多，發病率達30%以上，說明這些母本的組合后代容易感發白條病，今后可通過與抗白條病的父本合理搭配，減少后代中白條病性狀的出現。

表2 雜交后代中發病無性系較多的父母本

從表2來看，在所調查的父本材料及其家系中，16個發病父本中有14個發病率超過整個選種圃群體的無性系發病率（8.35%），只有桂糖96-211、ROC22的后代家系發病率低于群體無性系發病率。以福農24號、桂糖07-274，Q96、CP09-4707為父本的后代無性系白條病發生百分率較高，超過30%，從這些父本組配的半同胞家系來看，就后代白條病發生百分率而言，比較容易出現感發白條病的無性系，需要嚴格選用不感病的組合。其中福農24號做父本和做母本時其后代都表現出較高的白條病發生率，因本次調查的組合較少，就其后代白條病發病性狀而言，需要繼續嘗試配制新的組合。

2.3 白條病發生較多的組合調查

從列表3來看，雖然各個雜交組合的后代經過雜種圃的選擇作用而導致每個組合入選的無性系個數不同，但不同的雜交組合后代都表現較高無性系發病率。組合桂糖06-244×福農24號、粵糖94-128×桂糖05-3661、農林8號×桂糖07-274、福農24號×Q96、桂糖04-112×Q188、桂糖05-3×CP09-4707、桂糖06-2874×粵甘39號的后代發病率都超過30%。柳城05-136和ROC22的后代株系發病率雖然未超過30%，但柳城05-136共8個組合，有5個組合的后代發病，組合發病率達62.5%；ROC22共12個組合，有7個組合后代發病，組合發病率達58.33%，說明這兩個親本跟其它親本雜交后其組合后代較容易感發白條病，在今后的雜交制種時應避免選用這些易發病的組合；以農林8號、桂糖04-122為母本的雜交組合，其組合后代都發生白條病，是否其組合后代更容易感染白條病，需要進一步配置更多的組合后代進行研究。

表3 后代中無性系發病率高的組合

3 討論

甘蔗白條病是當前廣西甘蔗生產面臨的新挑戰和重大問題之一，選育和種植抗白條病的優良甘蔗新品種是最經濟有效的防治措施，因此甘蔗雜交育種中抗白條病親本的選擇和組合配置非常重要。但一個組合后代甘蔗白條病的感病習性，是一個比較難測定的性狀，需要經過不同年份反復觀察試驗，才可能得到較準確的結論。很多錘度、產量、生勢等綜合性狀表現優于對照的低代材料，由于感發白條病而不得不淘汰。如在本次調查中，所有的無性系材料在雜種圃中都沒有感發白條病，而在選種圃時則大量材料感發白條病，這一現象說明甘蔗白條病的發生會受到年份氣候變化的影響，同時也跟甘蔗白條病具有潛伏侵染的特性有關，這給研究甘蔗白條病的遺傳規律帶來很大的不確定性和偶然性。從遺傳學角度來說，甘蔗白條病發生會受到雙親的影響，如果了解所有親本材料及雜交組合的白條病抗感特性，避免選用在自然環境條件下易感發白條病的親本組合，可在很大程度上降低雜交組合后代感發白條病的機率，對提高甘蔗雜交育種效率具有重要的意義。本次分析由于受到調查對象的條件限制，對甘蔗感發白條病的相關遺傳規律未能進行深度挖掘，如甘蔗白條病抗感性的相關遺傳力、親本及組合的配合力等性狀間的遺傳關系，因此，今后需要通過精確的試驗設計，有針對性地配制雜交組合深入研究其后代材料白條病的抗感特性，以期能提高甘蔗抗病育種的效率，更好地服務于甘蔗雜交育種。