甘蔗糖业  2013 Issue(1): 23-26   PDF    
引用本文
陈健文, 沈万宽, 杨湛端, 陈仲华, 刘睿, 陈勇生, 邓海华. 正负交配型担孢子接种法鉴定重要甘蔗品种(系)对黑穗病的抗性[J]. 甘蔗糖业, 2013,(1): 23-26.  
CHEN Jian-wen, SHEN Wan-kuan, YANG Zhan-duan, CHEN Zhong-hua, LIU Rui, CHEN Yong-sheng, DENG Hai-hua. Evaluation of Some Important Sugarcane Varieties for Smut Resistance Using the Inoculation Method Basing on Plus and Minus Mating Type Sporidia[J]. Sugarcane and Canesugar, 2013,(1): 23-26.  
正负交配型担孢子接种法鉴定重要甘蔗品种(系)对黑穗病的抗性
陈健文, 沈万宽, 杨湛端, 陈仲华, 刘睿, 陈勇生, 邓海华     
广州甘蔗糖业研究所广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室, 广东广州510316
收稿日期：2013-07-26;修回日期：2013-08-18
基金项目：广东省科技计划项目(粤科规划字[2009]198号);国家现代农业产业体系建设(CARS-20)
作者简介：陈健文(1976- ),女,博士,高级农艺师。
通讯作者：邓海华(1955- ),男,研究员,E-mail:haihuadeng@126.com
摘要：以正负交配型担孢子菌株组成的混合菌液作为接种体,对30个重要甘蔗品种(系)进行浸泡接种,鉴定其对黑穗病的抗性。结果表明,抗性水平为高抗(HR)的材料有CP84-1198、CP89-2143等9份;抗性水平为抗(R)的材料有粤糖99-66、粤糖06-581和Q190;抗性水平为中抗(MR)的有HoCP93-746、ROC22和ROC24;CP63-588、ROC25和NCo310这3份材料表现为中感(MS);CP72-1210和F134等9份材料表现为感(S),而CP85-384、HoCP95-988和粤糖63-237则高感(HS)黑穗病。此外,还初步推断广东省湛江遂溪蔗区存在不同于台湾报导的小种1、2和3的甘蔗黑粉菌生理小种。
关键词： 甘蔗     黑穗病     正负交配型     抗性鉴定    
Evaluation of Some Important Sugarcane Varieties for Smut Resistance Using the Inoculation Method Basing on Plus and Minus Mating Type Sporidia
CHEN Jian-wen, SHEN Wan-kuan, YANG Zhan-duan, CHEN Zhong-hua, LIU Rui, CHEN Yong-sheng, DENG Hai-hua     
Guangzhou Sugarcane Industry Research Institue/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou 510316
Abstract: The resistance to the sugarcane smut of 30 important sugarcane clones was identified using the dipping inoculation method basing on plus and minus mating type sporidia.The results showed that CP84-1198,CP89-2143 and other 7 clones were highly resistant to smut(HR);Yuetang 99-66,Yuetang 06-581 and Q190 were resistant to smut(R);HoCP93-746,ROC22 and ROC24 were of the middle resistance to smut(MR);CP63-588,ROC25 and NCo310 were of the middle sensitivity to smut(MS);CP72-1210,F134 and other 7 clones were sensitive to smut(S);CP85-384,HoCP95-988 and Yuetang 63-237 were highly susceptible to smut(HS).Furthermore,the authors initially concluded that a new race which different from the race 1,2 and 3 of Ustilago scitaminea Sydow reported from Taiwan,exists in cane area of Suixi,Zhanjiang,Guangdong province.
Key words: Sugarcane     Smut (Ustilayo scitaminea syd)     Plus and minus mating type sporidia     Resistance evaluation    

由黑粉菌(Ustilayo scitaminea Syd)引起的甘蔗 黑穗病是世界各植蔗国的重要病害之一，也是我国 蔗区经济危害性最严重的真菌性病害。种植抗病品 种是防治甘蔗黑穗病最经济有效的措施，但抗病品 种的选育离不开抗病亲本的筛选[1]。近年来，国内一些甘蔗科技研究人员，对一些甘蔗杂交亲本、种 质及高代中间材料进行了黑穗病抗性鉴定与评价， 期望为甘蔗抗黑穗病育种提供抗源[2,3,4,5]。但他们开 展抗性鉴定时所用的接种体均是采自田间的混合冬 孢子。本研究尝试用一对正负交配型菌株组成的混 合菌液作为接种体，对一些优良的甘蔗品种(系)进 行黑穗病抗性鉴定，为进一步开展黑穗病抗性育种 及品种布局提供参考依据。

1 材料与方法
1.1 参试材料

供试的 30 个品种(系)为我国重要的栽培品种、 常用亲本材料和新品系等(表 1)。

表 1 参试材料对黑穗病的抗性反应类型
1.2 菌株的采集、分离与配对

甘蔗黑穗病病鞭样本采自广东湛江遂溪蔗区。 在无菌条件下，取单个病鞭的微量冬孢子用无菌水 经多次充分稀释，吸取 100～200 μL 稀释液均匀涂 板于 YePS 固体培养基(含 50 mg/mL 氨苄青霉素) 上，在 28～30℃条件下培养 2～4 天，挑取一个长 出菌丝的如白色“羊毛状”的单菌落于 1～2 mL 无 菌水中，经多次充分稀释，吸取 100～200 μL 稀释 液均匀涂板于 YePS 固体培养基上，于 28～30℃培 养 2～3 天。分别随机挑取 8 个“酵母状”单菌落， 按“1，2，3……”顺序逐一编号，并逐个加入含 400 μL YePS 液体培养基的 2 mL 离心管中， 在 28～ 30℃下振荡培养 1～2 天[6]，分别吸取 1 μL 菌液于 YePS 液体培养基上进行逐个俩俩配对，充分吹干 后，于 28～30℃培养 48～60 h，检测菌落生长情 况。若菌落为白色“羊毛状”的，则定义两菌株分别为正负交配型；若菌落为“酵母状” ，则两菌株 为同型交配型(图 1)。配对后剩余菌液加入无菌甘 油至终浓度 15%～20%，置于-80℃保存备用。

图 1 甘蔗黑粉菌交配型鉴定
1.3 菌液的大量培养

选取菌株配对时白色“羊毛状”菌落长得最旺 盛之一的一对正负交配型菌株，分别吸取约 100 μL 菌液均匀涂布在 YePS 固体培养基上进行活化。5～ 6 天后， 待菌长满培养基表面时， 把菌刮到液体 YePS 培养基中， 在转速 180～200 r/min 和 28℃下培养 1～ 2 天。用无菌蒸馏水把菌液浓度调至 2×109个孢子 /mL。最后把正负交配型菌液按 1：1 比例混合，并 放置冰上。所有菌液均在制备完毕 6 h 内用完[7]。

1.4 接种方法

采用浸种法进行人工接种。每个供试材料取 40 个健康单芽段，浸泡于预制的菌液中 20 min，取出 后用塑料袋保湿，经过保湿催芽 24 h 后种植。

1.5 种植

接种材料于 2011 年 6 月种植于华南农业大学 增城教学基地(旱地，周边为菜地及民居)，设 2 个 重复，不完全随机区组排列。植后盖薄土，其余田 间管理按大田生产操作。

1.6 调查方法

于首次发现黑穗病株时开始第 1 次调查，以后 每隔 15 天调查一次，连续调查 6 个月后终止。每 次调查发现病株(丛)，记录后将病株(丛)连根拔除， 以免重复记载发病株数。在调查终期，统计发病株 (丛)数及总株(丛)数，计算其株(丛)发病率。

1.7 甘蔗黑穗病抗性鉴定分级标准

黑穗病的抗性分级参考蔡青等[8]，并做适当合 并修改，用发病株(丛)率评价供试品种(系)的抗病 性。具体分级标准为：发病率 0～3%为 1 级，高抗 (HR)； 发病率 4%～9%为 2 级， 抗(R)； 发病率 10%～ 12%为 3 级，中抗(MR)；发病率 13%～25%为 4 级， 中感(MS)；发病率 26%～50%为 5 级，感(S)；发 病率 51%～100%为 6 级，高感(HS)。

2 结果与分析

人工接种条件下供试材料的发病情况及抗性反 应型列于表 1。试验结果表明，在人工接种条件下， 新植蔗供试的 30 份材料中，CP84-1198、CP89-2143 和 ROC10 等 9 份材料表现为抗性 1 级，高抗黑穗 病；粤糖 99-66、粤糖 06-581 和 Q190 这 3 份材料 表现为抗性 2 级，抗黑穗病；HoCP93-746、ROC22 和 ROC24 表现为抗性 3 级， 中抗黑穗病； CP63-588， ROC25 和 NCo310 这 3 份材料为 4 级，中度感黑穗 病；CP72-1210、F134 和桂糖 00-122 等 9 份材料 表现为 5 级，感黑穗病；CP85-384、HoCP95-988 和粤糖 63-237 则为 6 级，高感黑穗病。总体来看， 本批参试材料中，抗病材料(高抗至中抗)和感病材 料各占 50%。

3 讨论

以往的甘蔗黑穗病抗性鉴定，基本上都是采用 从田间采集的病原菌的冬孢子作为接种体进行人工 接种。在本研究中，首次尝试以一对正负交配型菌 株组成的混合菌液作为接种体进行人工接种，并种植于田间进行抗性鉴定。利用正负交配型菌株作为 接种体有如下优点：菌株能够超低温保藏，经活化、 扩大培养后即可作接种体，不用每次鉴定前到田间 采集菌种；可用相同的菌株开展一系列试验及试验 重复等。本研究中所用到的 6 份材料，如 NCo310、 NCo376、F134、ROC20、Q171 和 Q190，沈万宽 等[9]曾以甘蔗黑粉菌的冬孢子(部分冬孢子的采集地 与本研究的相同)作为接种体进行抗性鉴定，其抗 性表现分别为 HS、MR、HS、HS、HR 和 HR；而 在本研究中，这 6 份材料的抗性表现分别是 MS、 HR、S、HR、HR 和 R，除了 ROC20 的抗性表现 截然相反外，其它材料的抗性表现基本一致或趋向 一致。由于接种体的来源地相似，2 个试验中相同 材料的抗性表现基本一致，因此也从侧面证明了本 研究方法的可靠性。当然，要想得到更加准确的抗 性表现，还有待开展反复多次的试验并在不拔除病 株的情况下连带对宿根蔗进行抗性调查。

NCo310、NCo376、F134 和 CP63-588 是中国 台湾地区甘蔗黑穗病菌生理小种的部分鉴别寄主， 其中 NCo310 感小种 1 和 3、抗小种 2，NCo376 抗 小种 1 和 2、感小种 3，F134 抗小种 1、感小种 2 和 3，CP63-588 对小种 1、2、3 均免疫[10]。由于中 国大陆从台湾引进甘蔗品种较多、历史较久，如以 前的主栽品种 F134 和现在的主栽品种 ROC22、 ROC16 等均为从台湾引进的品种，因此，大陆蔗 区甘蔗黑穗病菌生理小种可能与台湾的差不多。但 在本研究中，对小种 1、2、3 免疫的鉴别寄主 CP63-588 的发病率达到了 14.3%(为中度感病)，且 另外 3 个鉴别寄主的抗性反应也和台湾所报导的不 完全一样，说明我省湛江遂溪蔗区的甘蔗黑穗病菌 的致病力发生了变异，存在新的生理小种，这和沈 万宽等[9]的推测既有一致的地方，但也有差异，其 原因可能是对方使用了混合孢子作为接种体。

本研究的参试材料中有相当一部分是近数十年 用得比较多的较优良的亲本，如 CP84-1198、 CP72-1210、F134、粤农 73-204、崖城 71-374、 POJ2878 和 NCo310 等，它们当中有相当一部分在 本研究中表现出感黑穗病。陈学宽等[11]认为：相对 感病的亲本材料，其后代不一定不具抗性，反之， 双亲具有抗性，其后代也不一定就具有抗病属性。 尽管如此，在甘蔗新品种选育过程中，选择抗性强 的杂交亲本这一原则是勿容置疑的。同时也提醒我 们：要密切注意来自上述亲本的后代品种在田间对 黑穗病的反应，适时轮换种植品种，避免因病原菌 在田间的长期积累而导致的病害大流行。

参考文献
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[10]Wang LH,Li SW,Chang YS,et al.Taiwan Sugar Research Institute Annual Report 1997-1998 [M].Taiwan:Taiwan Sugar Research Institute,1998:9-14. (1)
[11]陈学宽,符菊芬,刘敬秋,等.常用甘蔗种质资源抗黑穗病鉴定与分析[J]. 甘蔗,1996,3(4):25-26. (1)
(本篇责任编校：李金玉)