CN104170668A - 甘蔗实生苗进行黑穗病高效接种方法 - Google Patents

Abstract

一种对甘蔗实生苗进行黑穗病接种的方法，在实生苗生长至7片真叶后，从培养箱中拔出实生苗剪去叶的中上部，除去基部老叶2-3叶，用黑穗病菌浓度为1×107孢子/ml的孢子悬浮液对拔出的实生苗中下部浸泡10分钟，密封，放在25-28℃的室内保湿过夜，次日移栽于营养袋中，成活后定植大田，待决选时调查组合发病率，将组合发病率大于25%的组合淘汰不选，筛选出性状优良健康的实生苗株系进入下一阶段进行观察。本发明接种黑穗病菌后发病显著，且重演性好、试验周期短、可操作性强、成本低、可对大量实生苗进行接种。该方法可服务于甘蔗品种选育机构，用于甘蔗抗黑穗病的甘蔗新品种选育。

Description

甘蔗实生苗进行黑穗病高效接种方法

技术领域：

本发明涉及甘蔗抗黑穗病品种选育领域，是一种甘蔗实生苗进行甘蔗黑穗病菌高效接种方法，达到早期选择抗黑穗病组合及单株的方法。

技术背景：

甘蔗黑穗病是由黑粉菌(Ustilago scitaminea Syd.)引起的一种气传真菌病害，该病成为所有种植甘蔗的国家和地区最主要的真菌性病害，曾先后淘汰了一些丰产高糖的当家品种,造成感病品种蔗茎产量和蔗糖分的严重损失，在旱地甘蔗上为害更为严重，公认控制该病最经济有效的途径是种植抗病品种。美国、巴西，古巴和中国等主要产蔗国均把抗黑穗病作为甘蔗育种的主要目标之一。选育抗黑穗病甘蔗品种对促进产业健康稳步发展，保障食糖安全具有重要意义。甘蔗抗黑穗病育种途径有⑴通过常规的育种途径，将筛选出的抗病优良甘蔗种质材料进行有性杂交，并对其后代进行抗病性鉴定。“五圃”制筛选后获得的优良品种(系)鉴定为抗病品种后推广应用，所需时间较长；⑵通过生物技术手段，获得抗病基因，将抗病的外源基因导入甘蔗材料中，但还需解决转入的外源基因是否达到预期功能表达的问题。迄今.甘蔗抗黑穗病育种实践上采用在育种的早代，利用自然侵染法淘汰感病株；在育种的高代，采用人工接种进行田间抗病性鉴定试验的方法，进一步淘汰感病材料。其不足是育种周期长，选育抗黑穗病品种需8年以上时间；且由于前期施加的抗黑穗病选择压力小，后期采用人工接种田间抗病性鉴定，很多材料感黑穗病，浪费了大量的人力物力，选育效率低。为了提高抗黑穗病甘蔗品种选育效率，云南甘蔗研究所开展了实生苗早期筛选抗黑穗病材料的研究工作，形成了在甘蔗实生苗大田移栽前进行甘蔗黑穗病接种胁迫方法，定植大田后根据发病情况，淘汰抗病性差的组合和单株，使抗黑穗病筛选关口提前，提高选育效率，缩短育种年限。

云南省农业科学院甘蔗研究所近年来每年用于品种选育的甘蔗杂交组合为800多个，培肓实生苗数量为13-15万苗，择苗定植占地50多亩左右。由于杂交组合量大，以传统的鉴定方法，需要耗费大量资金和劳动力投入。

发明内容：

本发明目的在于针对上述现有技术中存在的不足，为早期选择甘蔗抗黑穗病单株及组合的抗病育种提供一种高效、简便的对甘蔗实生苗进行黑穗病接种的方法。

本发明采用如下技术方案予以实现：在实生苗生长至7片真叶后，对实生苗的分蘖芽进行黑穗病接种，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘖芽，次日移栽于营养袋中，成活后定植大田，待决选时筛选出抗黑穗病的实生苗组合及单株，从培养箱中拔出实生苗剪去叶的中上部，用水冲掉根的土后，除去基部老叶2-3叶，使基部休眠的分蘖芽暴露，用黑穗病菌浓度为1×107孢子/ml的孢子悬浮液对拔出的实生苗中下部浸泡10分钟，并装入塑料袋中密封，放在25-28℃的室内保湿过夜，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘖芽，待决选时调查组合发病率，将组合发病率大于25％的组合淘汰不选，再结合其它农艺性状，筛选出性状优良健康的实生苗株系进入下一阶段进行观察，从而初步筛选出抗黑穗病的实生苗组合及单株。实生苗组合感病状况作为以后配制甘蔗抗病组合时的参考。

本发明具有以下有益效果：

(1)7片叶期实生苗基部存在多个休眠的分蘖芽，通过浸泡接种黑穗病菌孢子，定植大田后黑穗病病菌侵入萌动的分蘖芽，增加实生苗感染甘蔗黑穗病的机会，试验中黑穗病鞭子产生的时间比对照茎芽接种要早，且发病程度较重，达到接种黑穗病菌胁迫甘蔗实生苗的效果；

(2)对实生苗浸泡接种黑穗病菌孢子，操作方便、成本低、可对大量实生苗进行接种，5升的黑穗病孢子悬浮液就可对1万多苗的实生苗进行接种，可减少大量采集黑穗病孢子的成本负担；

(3)早期阶段通过淘汰感病的实生苗组合及单株，从而初步筛选出抗黑穗病的实生苗组合及单株，缩短选育抗黑穗病甘蔗新品种的育种年限，提高育种效率，有效节约选育甘蔗新品种试验用地和后期资金投入；

(4)实生苗接种黑穗病菌后发病显著，且重演性好、试验周期短、可操作性强；

该方法可服务于甘蔗品种选育机构，用于甘蔗抗黑穗病的甘蔗新品种选育。

具体实施方式：

1、供试甘蔗实生苗材料准备

根据育种目标开展甘蔗亲本组合选配，后进行有性杂交获得杂交种子。将杂交种子播种于装有甘蔗实生苗培养基质的容器内。控制培养室内温度22-36℃，并保持基质潮湿，适时开展病虫害防治。即可获得甘蔗实生苗。

2、准备黑穗病病菌孢子悬浮液

⑴采集甘蔗黑穗病病菌孢子

收集黑穗病病菌孢子，将干燥的孢子保存在放有硅胶干燥剂的瓶中，用凡士林封口。

⑵接种前黑穗病病菌孢子悬浮液准备

在试验前，对孢子进行存活试验。并配制黑穗病病菌浓度为1×10⁷孢子/ml的孢子悬浮液。

3、接种胁迫方法

待实生苗生长至7片真叶后，从培养箱中拔出实生苗剪去叶的中上部，用水冲掉根的土后，除去基部老叶2-3叶，使基部休眠的分蘖芽暴露，用黑穗病菌浓度为1×10⁷孢子/ml的孢子悬浮液对拔出的实生苗中下部进行浸泡10分钟，并装入塑料袋中密封，放在25-28℃的室内保湿过夜，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘖芽，次日移栽于营养袋中，初期用遮阴网遮阴，成活后定植大田，达到接种黑穗病病菌胁迫甘蔗实生苗的效果。

4、抗黑穗病的实生苗组合及单株的选择方法

待决选时调查组合丛发病率，将组合发病率大于25％的组合淘汰不选，再结合其它农艺性状，筛选出性状优良健康的实生苗株系进入下一阶段进行观察，从而初步筛选出抗黑穗病的实生苗组合及单株。实生苗组合感病状况作为以后配制甘蔗抗病组合时的参考。

研究表明，甘蔗抗黑穗病性状属于遗传力较高的性状，适合于有性世代选择。其试验选用抗病与感病品种各4个进行杂交，得到后代黑穗病感病百分率如下：抗病×抗病为13.8％；抗病×感病为27.8％；感病×抗病为41.4％；感病×感病为80.2％。可见，如果两个亲本为抗病,后代黑穗病感病百分率最低，其杂种后代的抗病能力强；两个亲本为感病，后代黑穗病感病百分率最高，其杂种后代的抗病能力差；两个亲本之一为抗病，后代黑穗病感病百分率中等。在育种实践中，即可淘汰F1群体中抗性差的组合，且通过淘汰感病株系可以较大程度提高后一阶段育种群体的抗病水平。

抗性稳定性研究表明，具极端抗性水平，如高抗或高感的材料其重演率高。其次为抗或感，中等抗性类型的重演率极低。说明具极端抗性的材料通过较少次数的接种鉴定就可得到较可信的结果，实生苗早期筛选抗黑穗病株系具有理论根据。

在甘蔗实生苗移栽大田前，进行黑穗病菌接种胁迫，抗性差的组合，子代发病多，根据植株感病表现，在甘蔗选育程序的第一阶段就淘汰感病组合及单株，从而初步筛选出抗黑穗病的实生苗组合及单株，缩短抗黑穗病品种及材料育种年限，提高抗病育种选择效率。

7叶期实生苗基部存在多个休眠的分蘖芽，通过浸泡接种黑穗病菌孢子，定植大田后，分蘖芽的萌动为孢子侵染提供了可能，试验中黑穗病鞭子产生的时间比茎芽接种要早。

通过采用创新的接种方法，经过三年、多个组合的试验，筛选出接种效果好的病菌浓度、接种时间及淘汰抗病性差的组合发病率等技术要领，形成了高效、重演性好、可操作性强、成本低的实生苗早期筛选抗黑穗病材料的方法，试验中参试的22个组合，平均丛发病率41.7％，最高的组合丛发病率为81.8％，接种黑穗病菌后发病显著，接种操作简便，通过淘汰抗性差的组合和单株，节约了土地、资金和劳动力，提高抗黑穗病甘蔗品种选育效率。

本申请人针对2011年申请的专利“甘蔗实生苗大田移栽前进行甘蔗黑穗病接种胁迫方法”(专利号：ZL201110191326.3)在实践中存在的问题作了改进，本发明与该专利相比，从接种方式、病菌侵染温度和发病效果等方面比较均具有突出的实质性特点和显著的进步，具体如下表：

Claims (1)

1.一种对甘蔗实生苗进行黑穗病接种的方法，其特征在于，在实生苗生长至7片真叶后，对实生苗的分蘖芽进行黑穗病接种，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘖芽，次日移栽于营养袋中，成活后定植大田，待决选时筛选出抗黑穗病的实生苗组合及单株，从培养箱中拔出实生苗剪去叶的中上部，用水冲掉根的土后，除去基部老叶2-3叶，使基部休眠的分蘖芽暴露，用黑穗病菌浓度为1×10⁷孢子/ml的孢子悬浮液对拔出的实生苗中下部浸泡10分钟，并装入塑料袋中密封，放在25-28℃的室内保湿过夜，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘖芽，待决选时调查组合发病率，将组合发病率大于25%的组合淘汰不选，筛选出性状优良健康的实生苗株系。