桂糖甘蔗新品系黑穗病抗性鉴定及结果分析

桂糖甘蔗新品系黑穗病抗性鉴定及结果分析作者：经艳周会刘昔辉谭芳张小秋张荣华宋修鹏李杨瑞颜梅新雷敬超覃振强罗亚伟李冬梅韦金菊
来源：《热带作物学报》2020年第02期
摘要：防治甘蔗黑穗病最有效的途径是种植抗病品种，而评价甘蔗抗黑穗病是抗病品种选育过程中重要程序。

本研究对广西农科院甘蔗研究所选育的8个桂糖甘蔗新品系进行人工浸渍接种甘蔗鞭黑粉菌混合冬孢子悬浮液，同时调查大田自然发病情况，收集一新一宿黑穗病发病情况。

ROC22号为对照品种，综合评价桂糖甘蔗新品系对黑穗病的抗性。

结果表明：抗性类型为抗病的品系有2个，分别为桂糖12-765和桂糖12-2262。

抗性类型为中抗的品系有2个，分别为桂糖12-2476和桂糖12-2004。

抗性类型为中感的品系有1个，为桂糖12-162。

抗性类型为感病的品系有3个，分别为桂糖12-762、桂糖12-2425和桂糖12-917。

对照品种ROC22的综合抗性类型为感病。

对比人工接种和自然发病结果，人工接种黑穗病更准确评价甘蔗品种抗黑穗病的水平，为选育高产高糖高抗黑穗病甘蔗品种提供依据。

关键词：甘蔗;黑穗病;抗性鉴定;人工接种;自然感病
中图分类号：S566.1 文献标识码：A
Abstract： The most effective way to control sugarcane smut is to plant resistant varieties. The evaluation of resistance to sugarcane smut is a very important procedure in the breeding of resistant varieties. In order to evaluate the resistance to smut of the eight new sugarcane clones bred by Sugarcane Research Institute of Guangxi Academy of Agricultural Sciences， the suspension of mixed Sporisorium scitamineum was inoculated to the new clones to obtain the incidence， also the natural incidences of smut in the field were investigated. The investigation period included new planting and first ratoon of sugarcane. ROC22 was used as the control. The results showed that GT12-765 and GT12-2262 were resistant to smut; the clones GT12-2476 and GT12-2004 were moderately resistant; GT12-162 was moderate susceptible; GT12-762， GT12-2425 and GT12-917 were susceptible to smut; and the CK （ROC22） was susceptible. The artificial inoculation could be used to more accurately evaluate the resistance to sugarcane smut， compared to the natural infection. The results of this study would provide a basis for breeding sugarcane varieties with high resistance to smut.
Keywords： sugarcane; smut; resistant identification; artificial inoculation; natural incidence
甘蔗黑穗病（sugarcane smut）是由甘蔗鞭黑粉菌（Sporisorium scitamineum）引起的，是一種茎寄生真菌病害，目前推断我国可能存在3个生理小种[1]。

发病蔗株受侵染后，从蔗茎生长点中抽出黑色鞭状物，长短不一，鞭上有薄膜状覆盖物。

破裂后，露出无数冬孢子，如煤烟层，随风传播，严重影响甘蔗的产量，成为甘蔗主要病害之一。

植蔗主产国因黑穗病而先后淘汰曾经的当家品种（N：Co310和F134等）。

目前，多个国家把甘蔗无性系对黑穗病的抗性作为选育甘蔗优良品种的主要指标。

广西是中国最大的糖业生产基地，独特的地理位置和气候条件非常适宜种植甘蔗，全区甘蔗面积66.7多万公顷，主栽品种ROC22的种植面积占全区甘蔗种植面积的60%[2]。

但
ROC22普遍感染黑穗病，田间发病率约为10%，严重发生地块的宿根发病率超过50%[3-4]。

主栽品种其次为柳城05-136和桂糖42号[5]，均感黑穗病[2， 6]，宿根年限越长发病越严重。

防治甘蔗黑穗病最经济有效的方法是选育推广抗病品种，抗病性鉴定是选育抗黑穗病品种的一个重要程序。

本研究通过对桂糖甘蔗新品系进行人工接种黑穗病菌和大田自然发病对比试验，测定甘蔗新品系对黑穗病的抗性，调查一新一宿黑穗病发病情况，综合评价新品系的抗性水平，为选育高产高糖高抗品种提供依据，确保甘蔗种植业和蔗糖业持续稳定的健康发展。

1 材料与方法
1.1 参试品系
参试材料为8个甘蔗桂糖新品系：桂糖12-162、桂糖12-762、桂糖12-765、桂糖12-917、桂糖12-2004、桂糖12-2262、桂糖12-2425、桂糖12-2476;对照品种为ROC22。

供试品种砍成双芽节，备用。

1.2 甘蔗黑粉菌冬孢子采集及保存
于2016年4—5月份，从广西农科院甘蔗所丁当基地和南宁试验基地的蔗地，用剪刀采集多品种自然发病的蔗株抽出的新鲜黑穗鞭子（鞭子上的包膜刚破裂的为最佳），平铺于室内的报纸上，自然晾干5～6 d，然后轻微抖动及用毛刷将各鞭子上的黑色粉状孢子收集，将混合孢子粉分装于自封袋中，约10 g/袋。

1.3 甘蔗黑粉菌活性试验
取−20℃冰箱冷冻的黑穗孢子粉于4℃冰箱24h，然后用灭菌后的牙签沾取微量孢子粉，加入到已有无菌水的2mL离心管中，充分混匀，经28℃琼脂蔗糖培养基平板培养8～12h，观察冬孢子菌丝的生长状况。

1.4 试验方法
对参试品系进行人工接种黑粉菌混合冬孢子悬浮液，对照为广西主栽品种ROC22，结合一新一宿黑穗病发病结果，综合评价桂糖新品系甘蔗对黑穗病的抗性。

1.4.1 接种采用浸种法进行人工接种。

用检验合格（孢子萌发率>90%）的黑穗孢子粉配制成浓度约为5×106个/mL的孢子悬浮液，配制方法及浓度参考沈万宽等[1]的方法。

将每个品系的蔗种浸泡在配制好的孢子悬浮液中30 min（孢子悬浮液使用不超过4 h，超过的则需另外再配制），取出后放入塑料桶内，最后用塑料薄膜盖住塑料桶，绳子扎紧边缘，于温室（室温约28℃）内保温保湿催芽24 h后种植于试验田。

1.4.2 试验设计于2017年2月27日种植于南宁隆安县甘蔗所丁当基地，小区设置为3行区，行长5 m，行距1.2 m，小区面积18 m2，随机区组排列，3次重复，每行种植64个芽，
人工摆种种植，盖土并喷施封闭性除草剂后盖膜，促进发芽，田间管理按基地大田生产方法进行，2018年3月收获后保留宿根，继续观察。

1.4.3 调查方法调查内容主要有：下种量、出苗数、黑穗病发病潜伏期和黑穗病发病茎数。

黑穗病病茎调查方法如下：甘蔗萌芽结束后调查记录每个小区的出苗数。

供试材料中抽出第1株黑穗始至6个月株龄止，发病起约15 d调查1次，每次调查记录各参试材料每个小区发病的黑穗茎数，记录数据后将病株连根拔除，以免重复记载。

在调查终期，合计发病茎数及总茎数，计算供试材料的茎发病率。

宿根蔗黑穗病调查方法同上。

1.5 甘蔗抗黑穗病抗性分级标准
参照国内普遍接受的夏威夷黑穗病分级标准[7]及农业部甘蔗育种“九五”攻关项目病害规定的统一分级标准[8-9]，按1～9级分级标准进行分级（表1）。

本试验采用最終累计-茎发病率来确定供试材料的抗性水平，并且以新植、宿根、人工接种和自然大田发病不同试验处理的3个重复中抗性最差的来确定该品种的抗性等级。

2 结果与分析
2.1 供试甘蔗新品系新植人工接种和大田自然发病对黑穗病的抗性表现
根据供试品系抗性鉴定结果（表2），8个甘蔗品系新植蔗的人工接种黑穗病抗性在4个抗性反应类型之间分布为HR至MS，抗性级别为1的品系有1个，为桂糖12-2262，最高发病率为2.91%，占参试品系的比例为12.50%，抗性类型为HR。

抗性级别为3的品系有1个，为桂糖12-765，最高发病率为8.59%，占参试品系的比例为12.50%，抗性类型为R。

抗性级别为4的品系有2个，为桂糖12-2476和桂糖12-2004，最高发病率分别为12.07%和9.68%，占参试品系的比例为25.00%，抗性类型为MR。

抗性级别为5的品系有3个，分别为桂糖12-762、桂糖12-2425和桂糖12-162，最高发病率分别为20.17%，18.97%和13.25%，占参试品系的比例为37.50%，抗性类型为MS。

对照品种ROC22的抗性级别为5，抗性类型为MS，最高发病率为13.00%。

8个甘蔗品系新植蔗的大田自然发病抗性只有2个反应类型，为HR和R，抗性级别为1的品系有6个，分别为桂糖12-765、桂糖12-2476、桂糖12-2004、桂糖12-917、桂糖12-2262和桂糖12-162，最高发病率在0%～0.85%之间，占参试品系的比例为75.00%，抗性类型为HR。

抗性级别为2的品系有2个，分别为桂糖12-762和桂糖12-2425，最高发病率为4.17%～6.32%，占参试品系的比例为25.00%，抗性类型为R。

对照品种ROC22的大田自然发病率最高为6.35%，抗性级别为2，抗性反应类型为R。

2.2 供试甘蔗新品系甘蔗黑穗病发病潜伏期
甘蔗种苗种植到第1株黑穗病表现症状的时间为黑穗病发病潜伏期。

试验结果表明（表2），人工接种黑穗病的潜伏期在不同品系之间有差异。

人工接种的潜伏期从最短的46 d，到最长101d，相差55 d。

发病潜伏期为46 d的有3个品系：桂糖12-7624、桂糖12-917和桂糖12-162，抗性级别为5和6，抗性类型为MS和S，占参试品种的比例为37.5%。

发病潜伏期为63 d的有3个品系：桂糖12-765、桂糖12-2425和桂糖12-2476，抗性级别为3、4和5，抗性类型分别为R、MR和MS，占参试品种的比例为37.5%。

发病潜伏期为78 d的有1个品系：桂糖12-2004，抗性级别为4，抗性类型为MR，占参试品种的比例为12.5%。

发病潜伏期为115 d的有1个品系：桂糖12-2262，抗性级别为2，抗性类型为HR，占参试品种的比例为12.5%。

大田自然发病中，未发病的品系有5个，分别为桂糖12-765、桂糖12-2004、桂糖12-917、桂糖12-2262和桂糖12-162，抗性类型为HR，抗性级别为1，占参试品种的比例为62.5%。

发病潜伏期为63 d的有2个品系，分别为桂糖12-762和桂糖12-2425，抗性类型为R，抗性级别为2，占参试品种的比例为25.00%。

1.2 甘蔗黑粉菌冬孢子采集及保存
于2016年4—5月份，从广西农科院甘蔗所丁当基地和南宁试验基地的蔗地，用剪刀采集多品种自然发病的蔗株抽出的新鲜黑穗鞭子（鞭子上的包膜刚破裂的为最佳），平铺于室内的报纸上，自然晾干5～6 d，然后轻微抖动及用毛刷将各鞭子上的黑色粉状孢子收集，将混合孢子粉分装于自封袋中，约10 g/袋。

1.3 甘蔗黑粉菌活性试验
取−20℃冰箱冷冻的黑穗孢子粉于4℃冰箱24h，然后用灭菌后的牙签沾取微量孢子粉，加入到已有无菌水的2mL离心管中，充分混匀，经28℃琼脂蔗糖培养基平板培养8～12h，观察冬孢子菌丝的生长状况。

1.4 试验方法
对参试品系进行人工接种黑粉菌混合冬孢子悬浮液，对照为广西主栽品种ROC22，结合一新一宿黑穗病发病结果，综合评价桂糖新品系甘蔗对黑穗病的抗性。

1.4.1 接种采用浸种法进行人工接种。

用检验合格（孢子萌发率>90%）的黑穗孢子粉配制成浓度约为5×106个/mL的孢子悬浮液，配制方法及浓度参考沈万宽等[1]的方法。

将每个品系的蔗种浸泡在配制好的孢子悬浮液中30 min（孢子悬浮液使用不超过4 h，超过的则需另外再配制），取出后放入塑料桶内，最后用塑料薄膜盖住塑料桶，绳子扎紧边缘，于温室（室温约28℃）内保温保湿催芽24 h后种植于试验田。

1.4.2 试验设计于2017年2月27日种植于南宁隆安县甘蔗所丁当基地，小区设置为3行区，行长5 m，行距1.2 m，小区面积18 m2，随机区组排列，3次重复，每行种植64个芽，人工摆种种植，盖土并喷施封闭性除草剂后盖膜，促进发芽，田间管理按基地大田生产方法进行，2018年3月收获后保留宿根，继续观察。

1.4.3 调查方法调查内容主要有：下种量、出苗数、黑穗病发病潜伏期和黑穗病发病茎数。

黑穗病病茎调查方法如下：甘蔗萌芽结束后调查记录每个小区的出苗数。

供试材料中抽出第1株黑穗始至6个月株龄止，发病起约15 d调查1次，每次调查记录各参试材料每个小区发病的黑穗茎数，记录数据后将病株连根拔除，以免重复记载。

在调查终期，合计发病茎数及总茎数，计算供试材料的茎发病率。

宿根蔗黑穗病调查方法同上。

1.5 甘蔗抗黑穗病抗性分级标准
参照国内普遍接受的夏威夷黑穗病分级标准[7]及农业部甘蔗育种“九五”攻关项目病害规定的统一分级标准[8-9]，按1～9级分级标准进行分级（表1）。

本试验采用最终累计-茎发病率来确定供试材料的抗性水平，并且以新植、宿根、人工接种和自然大田发病不同试验处理的3个重复中抗性最差的来确定该品种的抗性等级。

2 结果与分析
2.1 供试甘蔗新品系新植人工接种和大田自然发病对黑穗病的抗性表现
根据供试品系抗性鉴定结果（表2），8个甘蔗品系新植蔗的人工接种黑穗病抗性在4个抗性反应类型之间分布为HR至MS，抗性级别为1的品系有1个，为桂糖12-2262，最高发病率为2.91%，占参试品系的比例为12.50%，抗性类型为HR。

抗性级别为3的品系有1个，为桂糖12-765，最高發病率为8.59%，占参试品系的比例为12.50%，抗性类型为R。

抗性级别为4的品系有2个，为桂糖12-2476和桂糖12-2004，最高发病率分别为12.07%和9.68%，占参试品系的比例为25.00%，抗性类型为MR。

抗性级别为5的品系有3个，分别为桂糖12-762、桂糖12-2425和桂糖12-162，最高发病率分别为20.17%，18.97%和13.25%，占参试品系的比例为37.50%，抗性类型为MS。

对照品种ROC22的抗性级别为5，抗性类型为MS，最高发病率为13.00%。

8个甘蔗品系新植蔗的大田自然发病抗性只有2个反应类型，为HR和R，抗性级别为1的品系有6个，分别为桂糖12-765、桂糖12-2476、桂糖12-2004、桂糖12-917、桂糖12-2262和桂糖12-162，最高发病率在0%～0.85%之间，占参试品系的比例为75.00%，抗性类型为HR。

抗性级别为2的品系有2个，分别为桂糖12-762和桂糖12-2425，最高发病率为4.17%～6.32%，占参试品系的比例为25.00%，抗性类型为R。

对照品种ROC22的大田自然发病率最高为6.35%，抗性级别为2，抗性反应类型为R。

2.2 供试甘蔗新品系甘蔗黑穗病发病潜伏期
甘蔗种苗种植到第1株黑穗病表现症状的时间为黑穗病发病潜伏期。

试验结果表明（表2），人工接种黑穗病的潜伏期在不同品系之间有差异。

人工接种的潜伏期从最短的46 d，到最长101d，相差55 d。

发病潜伏期为46 d的有3个品系：桂糖12-7624、桂糖12-917和桂糖12-162，抗性级别为5和6，抗性类型为MS和S，占参试品种的比例为37.5%。

发病潜伏期为63 d的有3个品系：桂糖12-765、桂糖12-2425和桂糖12-2476，抗性级别为3、4和5，抗性类型分别为R、MR和MS，占参试品种的比例为37.5%。

发病潜伏期为78 d的有1个品系：桂糖12-2004，抗性级别为4，抗性类型为MR，占参试品种的比例为12.5%。

发病潜伏期为115 d的有1个品系：桂糖12-2262，抗性级别为2，抗性类型为HR，占参试品种的比例为12.5%。

大田自然发病中，未发病的品系有5个，分别为桂糖12-765、桂糖12-2004、桂糖12-917、桂糖12-2262和桂糖12-162，抗性类型为HR，抗性级别为1，占参试品种的比例为62.5%。

发病潜伏期为63 d的有2个品系，分别为桂糖12-762和桂糖12-2425，抗性类型为R，抗性级别为2，占参试品种的比例为25.00%。

1.2 甘蔗黑粉菌冬孢子采集及保存
于2016年4—5月份，从广西农科院甘蔗所丁当基地和南宁试验基地的蔗地，用剪刀采集多品种自然发病的蔗株抽出的新鲜黑穗鞭子（鞭子上的包膜刚破裂的为最佳），平铺于室内的报纸上，自然晾干5～6 d，然后轻微抖动及用毛刷将各鞭子上的黑色粉状孢子收集，将混合孢子粉分装于自封袋中，约10 g/袋。

1.3 甘蔗黑粉菌活性试验
取−20℃冰箱冷冻的黑穗孢子粉于4℃冰箱24h，然后用灭菌后的牙签沾取微量孢子粉，加入到已有无菌水的2mL离心管中，充分混匀，经28℃琼脂蔗糖培养基平板培养8～12h，观察冬孢子菌丝的生长状况。

1.4 试验方法
对参试品系进行人工接种黑粉菌混合冬孢子悬浮液，对照为广西主栽品种ROC22，结合一新一宿黑穗病发病结果，综合评价桂糖新品系甘蔗对黑穗病的抗性。

1.4.1 接种采用浸种法进行人工接种。

用检验合格（孢子萌发率>90%）的黑穗孢子粉配制成浓度约为5×106个/mL的孢子悬浮液，配制方法及浓度参考沈万宽等[1]的方法。

将每个品系的蔗种浸泡在配制好的孢子悬浮液中30 min（孢子悬浮液使用不超过4 h，超过的则需另外再
配制），取出后放入塑料桶内，最后用塑料薄膜盖住塑料桶，绳子扎紧边缘，于温室（室温约28℃）内保温保湿催芽24 h后种植于试验田。

1.4.2 试验设计于2017年2月27日种植于南宁隆安县甘蔗所丁当基地，小区设置为3行区，行长5 m，行距1.2 m，小区面积18 m2，随机区组排列，3次重复，每行种植64个芽，人工摆种种植，盖土并喷施封闭性除草剂后盖膜，促進发芽，田间管理按基地大田生产方法进行，2018年3月收获后保留宿根，继续观察。

1.4.3 调查方法调查内容主要有：下种量、出苗数、黑穗病发病潜伏期和黑穗病发病茎数。

黑穗病病茎调查方法如下：甘蔗萌芽结束后调查记录每个小区的出苗数。

供试材料中抽出第1株黑穗始至6个月株龄止，发病起约15 d调查1次，每次调查记录各参试材料每个小区发病的黑穗茎数，记录数据后将病株连根拔除，以免重复记载。

在调查终期，合计发病茎数及总茎数，计算供试材料的茎发病率。

宿根蔗黑穗病调查方法同上。

1.5 甘蔗抗黑穗病抗性分级标准
参照国内普遍接受的夏威夷黑穗病分级标准[7]及农业部甘蔗育种“九五”攻关项目病害规定的统一分级标准[8-9]，按1～9级分级标准进行分级（表1）。

本试验采用最终累计-茎发病率来确定供试材料的抗性水平，并且以新植、宿根、人工接种和自然大田发病不同试验处理的3个重复中抗性最差的来确定该品种的抗性等级。

2 结果与分析
2.1 供试甘蔗新品系新植人工接种和大田自然发病对黑穗病的抗性表现
根据供试品系抗性鉴定结果（表2），8个甘蔗品系新植蔗的人工接种黑穗病抗性在4个抗性反应类型之间分布为HR至MS，抗性级别为1的品系有1个，为桂糖12-2262，最高发病率为2.91%，占参试品系的比例为12.50%，抗性类型为HR。

抗性级别为3的品系有1个，为桂糖12-765，最高发病率为8.59%，占参试品系的比例为12.50%，抗性类型为R。

抗性级别为4的品系有2个，为桂糖12-2476和桂糖12-2004，最高发病率分别为12.07%和9.68%，占参试品系的比例为25.00%，抗性类型为MR。

抗性级别为5的品系有3个，分别为桂糖12-762、桂糖12-2425和桂糖12-162，最高发病率分别为20.17%，18.97%和13.25%，占参试品系的比例为37.50%，抗性类型为MS。

对照品种ROC22的抗性级别为5，抗性类型为MS，最高发病率为13.00%。

8个甘蔗品系新植蔗的大田自然发病抗性只有2个反应类型，为HR和R，抗性级别为1的品系有6个，分别为桂糖12-765、桂糖12-2476、桂糖12-2004、桂糖12-917、桂糖12-2262和桂糖12-162，最高发病率在0%～0.85%之间，占参试品系的比例为75.00%，抗性类型为HR。

抗性级别为2的品系有2个，分别为桂糖12-762和桂糖12-2425，最高发病率为4.17%～
6.32%，占参试品系的比例为25.00%，抗性类型为R。

对照品种ROC22的大田自然发病率最高为6.35%，抗性级别为2，抗性反应类型为R。

2.2 供试甘蔗新品系甘蔗黑穗病发病潜伏期
甘蔗种苗种植到第1株黑穗病表现症状的时间为黑穗病发病潜伏期。

试验结果表明（表2），人工接种黑穗病的潜伏期在不同品系之间有差异。

人工接种的潜伏期从最短的46 d，到最长101d，相差55 d。

发病潜伏期为46 d的有3个品系：桂糖12-7624、桂糖12-917和桂糖12-162，抗性级别为5和6，抗性类型为MS和S，占参试品种的比例为37.5%。

发病潜伏期为63 d的有3个品系：桂糖12-765、桂糖12-2425和桂糖12-2476，抗性级别为3、4和5，抗性类型分别为R、MR和MS，占参试品种的比例为37.5%。

发病潜伏期为78 d的有1个品系：桂糖12-2004，抗性级别为4，抗性类型为MR，占参试品种的比例为12.5%。

发病潜伏期为115 d的有1个品系：桂糖12-2262，抗性级别为2，抗性类型为HR，占参试品种的比例为12.5%。

大田自然发病中，未发病的品系有5个，分别为桂糖12-765、桂糖12-2004、桂糖12-917、桂糖12-2262和桂糖12-162，抗性类型为HR，抗性级别为1，占参试品种的比例为62.5%。

发病潜伏期为63 d的有2个品系，分别为桂糖12-762和桂糖12-2425，抗性类型为R，抗性级别为2，占参试品种的比例为25.00%。