[发明专利]一种玉米粗缩病抗性的规模化接种鉴定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米粗缩病抗性的规模化接种鉴定方法，属于农业科学技术领域。

背景技术

玉米是粮食、饲料和工业原料兼用的农作物，我国是世界玉米生产第二大国，常年种植面积约2000万公顷，年产达 750亿吨，栽培面积居全国第一位，产量约占粮食总产量的1/3，在粮食安全生产中具有重要地位。

玉米粗缩病是一种世界性玉米病害，是由玉米粗缩病毒（maize rough dwarf virus，MRDV）所引起的一种病毒病。玉米粗缩病于1949年首次在意大利种植的美国玉米材料中发现之后，同年在以色列亦有发现，上世纪60年代玉米粗缩病在欧洲和中东地区发生大流行，之后传播到南美洲的阿根廷、巴西和乌拉圭，进而传播到北美以及亚洲的日本、韩国和中国。

玉米粗缩病在我国于1954年首次在新疆发现，20世纪70年代在河北省大暴发。90年代，该病再度大面积发生，除河北省的沧州、衡水、保定、唐山、承德、廊坊再次发生流行外，山东、北京、天津、陕西以及山西的晋南和辽宁的锦西等地也严重发生，致使玉米生产受到严重的损失。据不完全统计，1996年全国玉米粗缩病发病面积为233万hm，毁种绝收约4万hm，仅山东和河北两个省发生面积就达100万hm以上，损失玉米50亿kg，一般病田病株率达40%，平均减产10%-30%。近几年随着气候环境变化和种植结构的调整，玉米粗缩病发生面积呈现出明显的上升趋势，北京、天津、河北、辽宁、山西、山东、陕西、江苏、浙江、湖北、云南等省（市）发病面积逐年扩大。2004年玉米粗缩病再次在江苏暴发，盱眙、盐城、淮安、连云港等市（县）因该病的发生而造成玉米大幅度减产，经济损失极大，许多农户因此而毁田改种其他作物。2004-2005年，河北省又出现了重病地和毁种地，重病地病株率达80%以上。2007-2008年山东省玉米粗缩病又严重发生。玉米粗缩病已成为制约我国玉米生产的严重病害，给我国的粮食安全带来极大的挑战。

玉米粗缩病毒不能通过种子、土壤和接触传染，也不能经嫁接、汁液摩擦等方式进行机械传毒，只能通过灰飞虱和白背飞虱为介体传毒，但白背飞虱传毒率很低，灰飞虱传毒率高。在自然界，带毒灰飞虱成虫或若虫在冬小麦、田头地边杂草等场所越冬，翌年2-3月若虫羽化为成虫迁入麦田传毒或吸毒，5-6月陆续迁至附近的春、夏播玉米田传毒为害，造成玉米粗缩病发生。灰飞虱侵染农作物和杂草形成了周年侵染循环。5月中旬-6月初平均气温2 0-2 5℃，适于灰飞虱活动，田间灰飞虱种群数量达到高峰，此期间播种的玉米发病率也最高。8月以后，灰飞虱为害秋播小麦或田边杂草，玉米粗缩病毒在灰飞虱体内可增殖和越冬，但不能经卵传给下一代。被带毒灰飞虱为害的秋播小麦或田边杂草以及带毒越冬 的灰飞虱成虫和若虫是该病毒翌年有效的毒源。

目前，对玉米粗缩病的防治主要是使用农药防治传毒介体灰飞虱，但由于介体昆虫种群数量大导致防治效果不佳，且存在环境污染。培育抗病品种是防治各类病害最为经济、有效的手段。筛选、发掘和创新抗病种质是开展抗病育种的前提和基础，而抗性基因定位和克隆，则为利用标记辅助选择等分子育种手段、加快和高效培育抗病品种提供了全新和有利工具。但迄今玉米粗缩病抗性QTL检测和遗传效应分析还处于起步阶段，在生产上也没有发现对玉米粗缩病免疫的品种，所以对玉米粗缩病抗性种质进行大规模筛选和展开玉米粗缩病抗性遗传特性研究显得尤为迫切。

筛选抗病资源应用于抗病育种生产是最为直接有效的方法，目前玉米育种上筛选抗病品种、抗病基因定位鉴定抗性家系均采用田间自然发病鉴定，即将各鉴定品种或品系以小区形式种植于大田，每个小区几十株左右，大田常规栽培管理，传毒介体灰飞虱自然传毒，待玉米显现病症后调查各鉴定品种（家系）小区的株发病率，以此为标准鉴别玉米品种（家系）抗感能力的差异。然而，由于植物对天敌的抗性分为耐害性、抗生性和排趋性三种类别，各种抗性类别具由不同的抗性机理。不同玉米品种（家系）对灰飞虱排趋性的差异使得不同玉米品种（家系）的某些形态和生理等特性，表现出对灰飞虱的取食偏向的差异。而玉米粗缩病的传毒介体正为灰飞虱，因此，通过自然鉴定方法鉴定得到的抗病玉米，可能实际上是抗虫（排趋性强）玉米而并非抗病玉米。然而，假若以该抗虫不抗病玉米育成品种进行病害区规模种植后，规模种植导致传毒介体被迫选择而使得玉米对灰飞虱排趋产生的假抗病表现消失，将可能给玉米生产带来较大的损失。