玉米南方锈病偏重发生！抗性新品种研发将是新风口

作者：综合整理自全国农技中心、智种网等 2024/8/2 8:54:11

7月26日，全国农业技术推广服务中心发布植物病虫情报。受近期第3号台风“格美”北上影响，玉米南方锈病菌源可能传播扩散到黄淮海地区，且台风带来的丰沛雨水和较大幅度降温，将创造适温、高湿的气象条件，十分有利于南方锈病孢子的沉降、侵染和病害的暴发流行。根据专家会商，综合分析菌源、品种、台风北上、天气和耕作制度等影响因素，预计今年玉米南方锈病在黄淮海玉米主产区偏重至大发生，对玉米生产安全构成较大威胁，全国

7月26日，全國農業技術推廣服務中心發布植物病蟲情報。受近期第3號臺風“格美”北上影響，玉米南方銹病菌源可能傳播擴散到黃淮海地區，且臺風帶來的豐沛雨水和較大幅度降溫，將創造適溫、高濕的氣象條件，十分有利于南方銹病孢子的沉降、侵染和病害的暴發流行。

根據專家會商，綜合分析菌源、品種、臺風北上、天氣和耕作制度等影響因素，預計今年玉米南方銹病在黃淮海玉米主產區偏重至大發生，對玉米生產安全構成較大威脅，全國發生面積8000萬畝，發生流行盛期為8月中旬至9月下旬。

根據模型預測，未來2～3周，河南大部，江西、湖南和湖北局部，浙江、安徽和江蘇北部，山東西部，河北、北京、天津玉米南方銹病暴發流行風險較高。

當前，各地主栽品種對玉米銹病的抗性較差，尤其是南方和黃淮海地區主栽玉米品種抗病性差，易導致南方銹病大流行。玉米南方銹病集中顯癥時間在8月中旬至9月中旬，玉米種植密度高，且處于生長后期、田間陰蔽，易造成高溫高濕的小生境，如貽誤病害初發的防治窗口期，則病害極有可能暴發流行。

那么如何解決這個問題，尤其從育種的角度，控制該病害最經濟有效的方法是挖掘和利用抗病基因進行抗病育種，開發攜帶抗性基因的玉米新品種。

目前，我國已發現的玉米銹病有3種類型，包括：由玉米柄銹菌引起的普通型玉米銹病；由多堆柄銹菌引起的南方型玉米銹病；由玉米殼銹菌引起的熱帶玉米銹病。從當前玉米銹病發生的情況看，可能是多種類型和多種生理小種的混合發生。

但目前，高抗南方銹病的玉米種質資源相對匱乏，極其缺少在多個地區表現為高抗的種質材料。黃飛燕（2011）在2008至2010年間共對1136份國家種質資源庫的玉米種質資源進行人工接種后抗性鑒定，結果表現高抗和高感的比例分別為2.46%和23.68%。而抗病材料占國外地方品種種質資源的75.76%，占國內地方品種種質資源的34.60%。鑒定結果表明，我國玉米種質資源中的高抗材料較少。

在玉米抗銹育種工作方面，國內外起步都比較晚，而且參與相關研究的人員較少，科研工作者及育種人員對抗銹育種工作的重視程度不夠，每遭遇銹病大爆發，對玉米的生長發育和產量均造成很大影響，嚴重時甚至導致絕收。

近年來，國內已經育成了多個抗病新品種，逐漸成為主推品種，正在催生新的一輪品種更換。一些科研單位和公司利用抗銹基因分子標記育種對原有骨干自交系的抗病性進行改良，取得很好成效。比如，將“京2416”改為京“2146K”。

國內外在南方銹病方面也開展了不少研究工作，包括組織病理學、基因定位及抗性相關基因功能分析等。2022年7月29日，華中農業大學玉米團隊在Nature Communications發表了題為研究論文。該研究成功克隆了廣譜持久抗玉米南方銹病基因RppK。在感病條件下，該基因能顯著提高玉米對南方銹病的抗性，并增加產量11.9%～17.1%，而正常條件下，該基因對產量沒有影響。華中農業大學玉米研究團隊于2011年在500多份自然變異群體中篩選到廣譜持久的抗南方銹病自交系材料K22。采用分子輔助育種和轉基因育種策略，改良的抗病品種已于2019年開始推廣應用。

伴隨著植物的抗病防御機制的不斷進化，相對的病原菌為了生存而加速進化，南方銹病銹病生理小種不斷變異，導致大量玉米品種的抗性不斷喪失，從而耗費了大量的人力、物力和抗性資源。針對這一問題，博瑞迪開發了一種方便、特異和快速的南方銹病分子檢測技術，用于玉米南方銹病抗性鑒定。

如果采用傳統的回交、自交的方式，工作量大，抗病鑒定依靠自然發病，篩選不夠精準。加上不同生態地區致病生理小種的多樣性，如果品種抗性過度集中導致病菌變異，等選育完成品種抗性很可能丟失。利用分子標記輔助育種和單倍體育種，不斷提高育種效率，快速、準確地選育多抗、穩產、高產的新品種。博瑞迪玉米南方銹病定向改良業務應運而生，利用分子標記輔助選擇技術18個月內將抗性基因導入到農藝性狀優良的骨干系中，獲得抗玉米南方銹病材料并應用于育種。