摘要
采用人工接种技术,2019-2020年对美国、印度、澳大利亚及中国的高粱雄性不育系(A)及相应的保持系(B)共166份材料进行高粱靶斑病(Bipolaris sorghicola)和高粱炭疽病(Colletotrichum sublineolum)抗性鉴定。结果表明,对高粱靶斑病表现高抗(HR)的资源26份,占总数的15.66%;抗病(R)资源34份,占总数20.48%;中抗(MR)资源42份,占总数的25.30%;感病(S)资源 46份,占总数的27.71%;高感(HS)资源18份,占总数的10.84%。对高粱炭疽病表现高抗 (HR)的资源8份,占总数的4.82%;抗病(R)资源84份,占总数的50.60%;中抗(MR)资源56份,占总数33.73%;感病(S)资源14份,占总数的8.43%;高感(HS)资源4份,占总数的2.41%。由结果可知,雄性不育系与其相应的保持系对高粱靶斑病的抗感特性不存在差异,但极少数品系(Tx2790、91NF18、KSP335)对高粱炭疽病的抗感特性存在差异。供试材料中美国的抗高粱靶斑病和炭疽病资源所占比例较大,因此应加强国外种质资源的引进和改良。本研究共鉴定出兼抗高粱靶斑病和炭疽病的材料38份,包括美国20份,中国16份,印度2份,丰富了我国高粱抗病基因资源,有助于加快高粱抗病资源创新和品种选育进程。
高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]是世界上重要的粮食作物之一,对世界干旱和半干旱地区的粮食及饲料安全起着举足轻重的作用。在中国,高粱种植历史悠久、地域广泛,是非常重要的粮食、饲料作物以及酿酒和酿醋的重要原料。高粱叶部病害是影响高粱产量的重要因
高粱雄性不育系及相应的保持系166份,其中来源于印度14份、美国94份、澳大利亚4份、中国54份,除此之外,加入高粱炭疽病对照品种NR10,共167份。以L407B和Tx622B作为靶斑病的抗、感对照,以L402B 和NR10作为高粱炭疽病抗、感对照。来源于中国的资源包括吉林省农科院6份(序号115~120),山西省农业科学院2份(序号145-146),辽宁省农业科学院高粱研究所2份(序号163~164)及辽宁省农业科学院旱粮作物病害课题组选育24份(序号121~144),其余为本项目组在高粱抗病虫鉴定项目中收集保存的资源。
高粱靶斑病菌扩繁,将供试菌株转接到PDA培养基上,25 ℃培养3~5 d,然后将病菌菌落捣碎涂布于高粱叶琼脂培养基上(配方:1L培养基中加入20 g琼脂粉和10 g高粱叶粉),23~25 ℃培养,当培养基上长满菌落并产生大量孢子时,用无菌水将孢子洗下,双层纱布过滤,并将病菌孢子悬浮液浓度调节为1×1
试验地位于辽宁省农业科学院辽阳经济作物研究所试验田。2019-2020年,采用田间人工接种方法进行高粱抗病性鉴定,于4月下旬播种,2行区,行长5 m,行距0.6 m,每穴留苗1株,每区保苗40株左右。高粱抗靶斑病和炭疽病鉴定分别在同一区域的不同地块进行。试验设年度间2次重复。高粱靶斑病及炭疽病抗性鉴定接种期均为植株喇叭口期,一般中熟、晚熟品种10~11片叶期,早熟品种9叶期接种。选择傍晚或小雨天进行接种为宜。采用喷雾接种方法,将孢子悬浮液均匀喷洒于植株喇叭口周围叶片表面,喷液量以孢子悬液均匀喷洒,叶片上无液滴流淌为宜。接种后48 h内人工辅助清水喷雾、保湿,以增加病菌侵染率。
接种后40~50 d 左右,高粱籽粒进入乳熟期进行病害调查。目测每份鉴定材料发病状况,重点调查接种部位的上、下各2片叶。根据病害症状描述,逐叶进行调查,记载病情,标准见
病情级别 Rating scale | 高粱靶斑病 TLS | 高粱炭疽病 SA | 抗性 Resistance |
---|---|---|---|
1 | 叶片有零星病斑,病斑占叶面积5%以下 | 叶片上有少量褪绿的小斑点,占叶面积5%以下,病斑上无分生孢子盘 | 高抗 HR |
3 | 叶片有少量病斑,病斑占叶面积的5.1%~25% | 叶片上有少量病斑,占叶面积的5.1%~20%,病斑上有零星分生孢子盘 | 抗病 R |
5 | 叶片有大量病斑,病斑占叶面积25.1%~50% | 叶片上病斑较多,占叶面积20.1%~40%,病斑上有分生孢子盘 | 中抗 MR |
7 | 叶片病斑较多,少数病斑连片,病斑占叶面积50.1%~75% | 叶片上病斑相连,占叶面积40.1%~70%,病斑上有分生孢子盘 | 感病 S |
9 | 叶片布满病斑、病斑连片,多数叶片枯死,占叶面积75%以上 | 叶片被病斑覆盖,占叶面积70.1%以上,病斑上有分生孢子盘,整株叶片近于枯死 | 高感 HS |
TLS: Target leaf spot; SA: Sorghum anthracnose; The same as below
2019-2020连续2年的抗性鉴定结果见
序号 No. | 品种 Variety | 来源Origin | 靶斑TLS | 评价Rating | 炭疽SA | 评价Rating | 序号 No. | 品种 Variety | 来源 Origin | 靶斑TLS | 评价Rating | 炭疽SA | 评价Rating | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | QL33A | 澳大利亚 | 7 | S | 3 | R | 14 | KSP7-7-22B | 美国 | 7 | S | 3 | R | |
2 | QL33B | 澳大利亚 | 7 | S | 3 | R | 15 | KSP7-7-16A | 美国 | 5 | MR | 5 | MR | |
3 | QL41A | 澳大利亚 | 5 | MR | 3 | R | 16 | KSP7-7-16B | 美国 | 5 | MR | 5 | MR | |
4 | QL41B | 澳大利亚 | 5 | MR | 3 | R | 17 | KSP8-8-3A | 美国 | 9 | HS | 3 | R | |
5 | KSP7-7-4A | 美国 | 3 | R | 3 | R | 18 | KSP8-8-3B | 美国 | 9 | HS | 3 | R | |
6 | KSP7-7-4B | 美国 | 3 | R | 3 | R | 19 | KSP8-8-9A | 美国 | 9 | HS | 7 | S | |
7 | KSP7-7-8A | 美国 | 5 | MR | 3 | R | 20 | KSP8-8-9B | 美国 | 9 | HS | 7 | S | |
8 | KSP7-7-8B | 美国 | 5 | MR | 3 | R | 21 | KSP8-8-17A | 美国 | 1 | HR | 3 | R | |
9 | KS83A | 美国 | 3 | R | 1 | HR | 22 | KSP8-8-17B | 美国 | 1 | HR | 3 | R | |
10 | KS83B | 美国 | 3 | R | 1 | HR | 23 | KSP8-8-19A | 美国 | 1 | HR | 5 | MR | |
11 | KSP7-7-10A | 美国 | 1 | HR | 5 | MR | 24 | KSP8-8-19B | 美国 | 1 | HR | 5 | MR | |
12 | KSP7-7-10B | 美国 | 1 | HR | 5 | MR | 25 | KSP8-8-23A | 美国 | 9 | HS | 5 | MR | |
13 | KSP7-7-22A | 美国 | 7 | S | 3 | R | 26 | KSP8-8-23B | 美国 | 9 | HS | 5 | MR | |
27 | KSP8-9-4A | 美国 | 7 | S | 3 | R | 74 | TX624B | 美国 | 7 | S | 3 | R | |
28 | KSP8-9-4B | 美国 | 7 | S | 3 | R | 75 | TX2249A | 美国 | 3 | R | 3 | R | |
29 | KSP8-9-8A | 美国 | 7 | S | 3 | R | 76 | TX2249B | 美国 | 3 | R | 3 | R | |
30 | KSP8-9-8B | 美国 | 7 | S | 3 | R | 77 | TX2750A | 美国 | 3 | R | 3 | R | |
31 | KSP8-9-10A | 美国 | 7 | S | 3 | R | 78 | TX2750B | 美国 | 3 | R | 3 | R | |
32 | KSP8-9-10B | 美国 | 7 | S | 3 | R | 79 | TX2751A | 美国 | 3 | R | 3 | R | |
33 | KSP8-9-12A | 美国 | 7 | S | 5 | MR | 80 | TX2751B | 美国 | 3 | R | 3 | R | |
34 | KSP8-9-12B | 美国 | 7 | S | 5 | MR | 81 | TX2758A | 美国 | 5 | MR | 5 | MR | |
35 | KSP8-9-14A | 美国 | 3 | R | 7 | S | 82 | TX2758B | 美国 | 5 | MR | 5 | MR | |
36 | KSP8-9-14B | 美国 | 3 | R | 7 | S | 83 | TX2759A | 美国 | 7 | S | 5 | MR | |
37 | KSP8-9-16A | 美国 | 5 | MR | 5 | MR | 84 | TX2759B | 美国 | 7 | S | 3 | R | |
38 | KSP8-9-16B | 美国 | 5 | MR | 5 | MR | 85 | TX2790A | 美国 | 7 | S | 1 | HR | |
39 | KSP8-10-23A | 美国 | 3 | R | 5 | MR | 86 | TX2790B | 美国 | 7 | S | 3 | R | |
40 | KSP8-10-23B | 美国 | 3 | R | 5 | MR | 87 | TX2801A | 美国 | 7 | S | 5 | MR | |
41 | KSP335A | 美国 | 7 | S | 5 | MR | 88 | TX2801B | 美国 | 7 | S | 5 | MR | |
42 | KSP335B | 美国 | 7 | S | 3 | R | 89 | 90NF12A | 美国 | 1 | HR | 3 | R | |
43 | KSP501A | 美国 | 9 | HS | 5 | MR | 90 | 90NF12B | 美国 | 1 | HR | 3 | R | |
44 | KSP501B | 美国 | 9 | HS | 5 | MR | 91 | 91NF14A | 美国 | 1 | HR | 3 | R | |
45 | KSP502A | 美国 | 9 | HS | 5 | MR | 92 | 91NF14B | 美国 | 1 | HR | 3 | R | |
46 | KSP502B | 美国 | 9 | HS | 5 | MR | 93 | 91NF15A | 美国 | 1 | HR | 3 | R | |
47 | KSP503A | 美国 | 7 | S | 3 | R | 94 | 91NF15B | 美国 | 1 | HR | 3 | R | |
48 | KSP503B | 美国 | 7 | S | 3 | R | 95 | 91NF18A | 美国 | 1 | HR | 3 | R | |
49 | KSP504A | 美国 | 5 | MR | 3 | R | 96 | 91NF18B | 美国 | 1 | HR | 1 | HR | |
50 | KSP504B | 美国 | 5 | MR | 3 | R | 97 | 91NF20A | 美国 | 7 | S | 3 | R | |
51 | KSP511A | 美国 | 7 | S | 5 | MR | 98 | 91NF20B | 美国 | 7 | S | 3 | R | |
52 | KSP511B | 美国 | 7 | S | 5 | MR | 99 | ICS3A | 印度 | 3 | R | 3 | R | |
53 | KSP512A | 美国 | 7 | S | 3 | R | 100 | ICS3B | 印度 | 3 | R | 3 | R | |
54 | KSP512B | 美国 | 7 | S | 3 | R | 101 | ICS4A | 印度 | 5 | MR | 3 | R | |
55 | LI2039-3A | 美国 | 1 | HR | 5 | MR | 102 | ICS4B | 印度 | 5 | MR | 3 | R | |
56 | LI2039-3B | 美国 | 1 | HR | 5 | MR | 103 | ICS6B | 印度 | 3 | R | 5 | MR | |
57 | LI2060-1A | 美国 | 9 | HS | 7 | S | 104 | ICS6B | 印度 | 3 | R | 5 | MR | |
58 | LI2059-1B | 美国 | 9 | HS | 7 | S | 105 | ICS7A | 印度 | 5 | MR | 7 | S | |
59 | LI2244-3A | 美国 | 7 | S | 5 | MR | 106 | ICS7B | 印度 | 5 | MR | 7 | S | |
60 | LI2243-3B | 美国 | 7 | S | 5 | MR | 107 | ICS10A | 印度 | 5 | MR | 9 | HS | |
61 | TAM428A | 美国 | 7 | S | 5 | MR | 108 | ICS10B | 印度 | 5 | MR | 9 | HS | |
62 | TAM428B | 美国 | 7 | S | 5 | MR | 109 | ICS16A | 印度 | 7 | S | 1 | HR | |
63 | Tx3197A | 美国 | 5 | MR | 5 | MR | 110 | ICS16B | 印度 | 7 | S | 1 | HR | |
64 | Tx3197B | 美国 | 5 | MR | 5 | MR | 111 | SH802A | 印度 | 7 | S | 3 | R | |
65 | Tx378A | 美国 | 5 | MR | 3 | R | 112 | SH802B | 印度 | 7 | S | 3 | R | |
66 | Tx378B | 美国 | 5 | MR | 3 | R | 113 | JCZ1A | 中国 | 5 | MR | 7 | S | |
67 | Tx398A | 美国 | 9 | HS | 5 | MR | 114 | JCZ1B | 中国 | 5 | MR | 7 | S | |
68 | Tx398B | 美国 | 9 | HS | 5 | MR | 115 | JI352A | 中国 | 3 | R | 5 | MR | |
69 | *Tx622A | 美国 | 9 | HS | 3 | R | 116 | JI352B | 中国 | 3 | R | 5 | MR | |
70 | *Tx622B | 美国 | 9 | HS | 3 | R | 117 | JI2055A | 中国 | 5 | MR | 7 | S | |
71 | Tx623A | 美国 | 9 | HS | 3 | R | 118 | JI2055B | 中国 | 5 | MR | 7 | S | |
72 | Tx623B | 美国 | 9 | HS | 3 | R | 119 | JI4190A | 中国 | 5 | MR | 5 | MR | |
73 | TX624A | 美国 | 7 | S | 3 | R | 120 | JI4190B | 中国 | 5 | MR | 5 | MR | |
121 | L401A | 中国 | 3 | R | 5 | MR | 145 | V4A | 中国 | 5 | MR | 5 | MR | |
122 | L401B | 中国 | 3 | R | 5 | MR | 146 | V4B | 中国 | 5 | MR | 5 | MR | |
123 | L402A | 中国 | 7 | S | 1 | HR | 147 | 001A | 中国 | 7 | S | 9 | HS | |
124 | *L402B | 中国 | 7 | S | 1 | HR | 148 | 001B | 中国 | 7 | S | 9 | HS | |
125 | L403A | 中国 | 5 | MR | 7 | S | 149 | 6A | 中国 | 1 | HR | 3 | R | |
126 | L403B | 中国 | 5 | MR | 7 | S | 150 | 6B | 中国 | 1 | HR | 3 | R | |
127 | L404A | 中国 | 7 | S | 3 | R | 151 | 8A | 中国 | 7 | S | 3 | R | |
128 | L404B | 中国 | 7 | S | 3 | R | 152 | 8B | 中国 | 7 | S | 3 | R | |
129 | L405A | 中国 | 5 | MR | 3 | R | 153 | 8-63A | 中国 | 3 | R | 5 | MR | |
130 | L405B | 中国 | 5 | MR | 3 | R | 154 | 8-63B | 中国 | 3 | R | 5 | MR | |
131 | L407A | 中国 | 1 | HR | 3 | R | 155 | 8-64A | 中国 | 3 | R | 5 | MR | |
132 | *L407B | 中国 | 1 | HR | 3 | R | 156 | 8-64B | 中国 | 3 | R | 5 | MR | |
133 | L408A | 中国 | 1 | HR | 3 | R | 157 | 10A | 中国 | 5 | MR | 5 | MR | |
134 | L408B | 中国 | 1 | HR | 3 | R | 158 | 10B | 中国 | 5 | MR | 5 | MR | |
135 | L409A | 中国 | 3 | R | 3 | R | 159 | 428A | 中国 | 5 | MR | 5 | MR | |
136 | L409B | 中国 | 3 | R | 3 | R | 160 | 428B | 中国 | 5 | MR | 5 | MR | |
137 | L422A | 中国 | 1 | HR | 3 | R | 161 | 807A | 中国 | 5 | MR | 3 | R | |
138 | L422B | 中国 | 1 | HR | 3 | R | 162 | 807B | 中国 | 5 | MR | 3 | R | |
139 | LN1A | 中国 | 1 | HR | 3 | R | 163 | 14-1033A | 中国 | 3 | R | 5 | MR | |
140 | LN1B | 中国 | 1 | HR | 3 | R | 164 | 14-1033B | 中国 | 3 | R | 5 | MR | |
141 | LN25A | 中国 | 3 | R | 3 | R | 165 | 1432A | 中国 | 3 | R | 3 | R | |
142 | LN25B | 中国 | 3 | R | 3 | R | 166 | 1432B | 中国 | 3 | R | 3 | R | |
143 | N122A | 中国 | 5 | MR | 3 | R | 167 | *NR10 | 中国 | 5 | MR | 9 | HS | |
144 | N122B | 中国 | 5 | MR | 3 | R |
*为对照;L407B:抗靶斑病对照;Tx622B:感靶斑病对照;L402B:抗炭疽病对照;NR10:感炭疽病对照
* is check; L407B: Resistant check for target leaf spot screening; Tx622B: Susceptible check for target leaf spot screening; L402B:Resistant check for anthracnose screening; NR10: Susceptible checks for anthracnose screening
在供试的166份高粱不育系和保持系中(
来源 Origin | 高粱靶斑病 Resistance to TLS | 高粱炭疽病 Resistance to SA | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 3 | 5 | 7 | 9 | 1 | 3 | 5 | 7 | 9 | |
印度 India | 0 | 4 | 6 | 4 | 0 | 2 | 6 | 2 | 2 | 2 |
美国 America | 16 | 14 | 14 | 32 | 18 | 4 | 48 | 36 | 6 | 0 |
澳大利亚 Australia | 0 | 0 | 2 | 2 | 0 | 0 | 4 | 0 | 0 | 0 |
中国 China | 10 | 16 | 20 | 8 | 0 | 2 | 26 | 18 | 6 | 2 |
从166份高粱雄性不育系和保持系中,鉴定出兼抗高粱靶斑病和炭疽病(高抗和抗病)的材料38份(
序号 No. | 品种 Variety | 靶斑 TLS | 炭疽 SA | 序号 No. | 品种 Variety | 靶斑 TLS | 炭疽 SA | 序号 No. | 品种 Variety | 靶斑 TLS | 炭疽 SA | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | ICS3A | 3 | 3 | 14 | TX2751B | 3 | 3 | 27 | L409A | 3 | 3 | ||
2 | ICS3B | 3 | 3 | 15 | 90NF12A | 1 | 3 | 28 | L409B | 3 | 3 | ||
3 | KS83A | 3 | 1 | 16 | 90NF12B | 1 | 3 | 29 | L422A | 1 | 3 | ||
4 | KS83B | 3 | 1 | 17 | 91NF14A | 1 | 3 | 30 | L422B | 1 | 3 | ||
5 | KSP7-7-4A | 3 | 3 | 18 | 91NF14B | 1 | 3 | 31 | LN1A | 1 | 3 | ||
6 | KSP7-7-4B | 3 | 3 | 19 | 91NF15A | 1 | 3 | 32 | LN1B | 1 | 3 | ||
7 | KSP8-8-17A | 1 | 3 | 20 | 91NF15B | 1 | 3 | 33 | LN25A | 3 | 3 | ||
8 | KSP8-8-17B | 1 | 3 | 21 | 91NF18A | 1 | 3 | 34 | LN25B | 3 | 3 | ||
9 | TX2249A | 3 | 3 | 22 | 91NF18B | 1 | 1 | 35 | 6A | 1 | 3 | ||
10 | TX2249B | 3 | 3 | 23 | L407A | 1 | 3 | 36 | 6B | 1 | 3 | ||
11 | TX2750A | 3 | 3 | 24 | L407B | 1 | 3 | 37 | 1432A | 1 | 3 | ||
12 | TX2750B | 3 | 3 | 25 | L408A | 1 | 3 | 38 | 1432B | 1 | 3 | ||
13 | TX2751A | 3 | 3 | 26 | L408B | 1 | 3 |
采用人工接种技术,2019-2020年对166份国内外高粱不育系和保持系抗高粱靶斑病和高粱炭疽病特性进行了鉴定与评价。鉴定出对高粱靶斑病表现高抗 (HR)的资源26份,占鉴定资源总数的15.66%;抗病(R)的34份,占总数的20.48%。对高粱炭疽病表现高抗 (HR)的资源8份,占总数的4.82%;抗病(R)的84份,占总数的50.60%。从鉴定结果看,高抗靶斑病的不育系和保持系较多,这与高粱研究者重视高粱抗靶斑病选育,有目的创制新型抗病不育
本研究发现,166份高粱雄性不育系(A)和保持系(B)对高粱靶斑病的抗感特性无明显差异,即不育系(A)与其相应的保持系(B)对高粱靶斑病抗性等级相同。但抗炭疽病鉴定中,有少数材料不育系(A)和保持系(B)抗性存在差异,如对炭疽病抗性Tx2790A为1级,而Tx2790B为3级;91NF18A为3级,而91NF18B 为1级;KSP335A为5级,而KSP335B 为3级,其余不育系和保持系之间对炭疽病抗感特性无差异。高粱不育系(A)和保持系(B)的抗病性由核基因决定,与细胞质无关。本研究结果与高粱不育系和保持系对丝黑穗病抗感性不存在差异的结论相
高粱叶部病害是高粱生产上的重要病害,高温多湿有利于病害发生,化学药剂防治效率低且难以实行,还可能造成农药污染,有害人畜健康。应用抗病品种是控制高粱叶部病害发生及危害的最有效途径,鉴定筛选抗病资源是成功选育抗病品种的关键性基础工作。诸多学者认为,高粱不育系选育是高粱杂交种选育和应用的关键环节,杂交优势的强弱取决于不育系与恢复系之间的遗传差
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