玉米南方锈病（southern corn rust）由多堆柄锈菌（Puccinia polysora Underw．）引起,是玉米上一种主要的真菌性气传病害,大发生时可引起严重的产量损失^[1]。玉米南方锈病的病原多堆柄锈菌最早发现于1891年采集的鸭茅状摩擦禾（Tripsacum dactyloides）样品上,于1897年由Underwood正式定名^[2]。玉米南方锈病在世界各地均产生危害,主要集中分布在热带和亚热带,包括非洲、东南亚、大洋洲和美洲中南部等玉米种植地区。Melching^[3]研究表明,玉米南方锈病在美国田间流行造成产量损失可达24%~37%。Rodriguez-Ardon等^[4]和Raid^[5]研究发现,玉米南方锈病严重时,产量损失最高分别可达45%和39%。1949年,玉米南方锈病在非洲西部流行,连续几年造成严重的产量损失^[6]。多堆柄锈菌在我国报道较晚,1972年,在海南省乐东黎族自治县尖峰地区该菌首次被发现,随后,1974和1979年在海南省陵水和崖县等地也发现了此病菌^[7]。近年,我国玉米锈病发生日趋严重,其中玉米南方锈病造成的产量损失远远高于玉米普通型锈病,大发生时可导致严重的产量损失^[8]。

玉米南方锈病主要在我国黄淮海夏玉米区以及南方丘陵玉米区发生,但此病害正逐年加重并向北方蔓延,玉米南方锈病危害的地区越来越多,2007年,玉米南方锈病在河北和北京已有发生,2008年在辽宁也有发生。玉米品种的抗病性比较、品种间的抗性差异分析以及抗病品种的筛选可以为玉米南方锈病的综合防治及抗病育种提供理论依据。刘骏等^[9]汇总了2003-2008年多地玉米品种对玉米南方锈菌的抗病性,由于地区和年份条件不统一,玉米品种在抗性评价时存在差异。2004年,吕印谱等^[10]也对河南省周口市和商丘市的主栽品种对玉米南方锈病的抗性进行了调查和评价。2009年,袁虹霞等^[11]选择了在河南省种植面积较大的19个玉米品种,连续2年对这些玉米品种的抗病性进行比较,筛选出了抗病品种,为玉米南方锈病的防治及抗病育种提供了依据。2011年,程平等^[12]对安徽60个预试玉米品种进行田间自然诱发鉴定,根据发病后的平均严重度评判其对玉米南方锈病的抗性类别。王睿等^[13]通过对33个玉米品种接种玉米南方锈菌混合菌种,得到多个玉米品种的抗锈性评价结果。本试验采用多地区菌源,且设立感病对照,通过田间诱发鉴定的方法,对不同玉米品种对多地区玉米南方锈菌的抗性进行检测和比较,分析各地区之间的抗病性差异情况,更进一步明确了各品种的综合抗病水平,为抗病育种、亲本选配、品种推广、抗病品种科学种植和优化种植结构提供依据。

供试品种为我国85个玉米主栽品种,分别为禾新9号、德禹M8、宁玉502、中迪2000、吉东75、京科青贮932、粟玉66、新玉27、中迪618、吉程718、优旗318、晨强808、升级318、德禹101、裕丰310、海禾20、辽禾6、金城332、优迪598、联创3号、三北63、联创839、冠玉911、农禾518、鼎优166、鼎优919、博优989、联创832、裕丰303、平安169、玉源7879、玉研505、郑单6386、沧玉76、德育977、鲁宁184、科玉188、利合629、华美1号、优迪599、玉源1805、龙作1号、J6518、迪卡653、宇翔9号、掖丰303、秋乐519、甘玉501、高玉811、益农2020、来玉317、蠡玉88、峰单189、赤单208、兴达6号、国瑞188、DK815、正泰1号、洛玉114、沈单16号、金张掖1706、必祥199、沈单10号、金张掖1502、太平洋99、金韵308、农科玉368、绿海200、绿糯2号、绿糯1号、D玉001、中智1608、甜糯6号、喧糯255、青青009、高玉2300、黄粘糯、浙糯玉4号、京甜糯928、正甜68、广糯2008、粤甜9号、天贵糯932、天贵糯937和登海605。

于2020年分别在海南省三亚市、广东省河源市、广西省河池市和湖南省邵东市进行菌株采样。在采集的新鲜玉米叶上刮取夏孢子作为4个供试菌株,由于海南三亚采集菌量不足,对该地区的玉米南方锈菌在温室进行了继代扩繁。

于2020年6-8月在河南省开封市龙亭区中国农业大学开封实验站进行。2020年6月初播种玉米,播前施肥,苗期注意除草防虫。每个小区为半径7.8m和8.0m的同心圆形（图1a）。每个玉米品种种2株,种植成圆形,并做好品种标记（图1b）。每个小区的中心种植5株感病品种天贵糯937,作为接种中心。共4个菌株处理,每个处理重复3次。设置无处理小区3个,作为空白对照。共15个试验小区。每个小区之间种植2m保护行（品种登海605,行距0.3m）。

8月初,在玉米大喇叭期进行田间接菌。待接菌的玉米叶片使用海绵摩擦,去除蜡质层后,分别将4个地区收集到的2mg病菌夏孢子,用5‰浓度的Tween-20水溶液配制成1L孢子悬浮液,于傍晚进行喷雾接种于小区接种中心的天贵糯937叶片。接种后立即用保鲜膜覆盖叶片保湿,12h后去掉保鲜膜,并于第2天晨间全田喷灌,提高田间湿度。

8月中旬（接菌15d后）,发病中心植株开始发病,小区供试玉米品种初次侵染发病。为减少小区间二次侵染增加交叉感染,在发病初期即对玉米每个叶片进行病情调查。病情等级划分采用袁虹霞等^[11]评价玉米品种田间抗性的标准：0级（未发病）、1级（叶片上有单孢子堆或少量孢子堆,面积少于6%）、3级（发病轻,叶片孢子堆面积6%~25%）、5级（中度发病,叶片孢子堆面积26%~50%）、7级（中度发病,叶片孢子堆面积51%~75%）和9级（发病叶片孢子堆面积76%~100%,甚至叶片枯死）。病情指数（DI）=100×∑（各级病叶数×各级代表值）/（调查总叶数×最高级代表值）;相对病情指数=供试品种的病情指数/感病对照品种的病情指数;相对抗病性指数（IRR）=1-相对病情指数,利用以上指标对品种进行抗性评价^[14],海南地区以禾新9号最感病,为感病对照;广东、广西和湖南地区黄粘糯为最感病的品种,作为3个地区感病对照。抗病类型分为高抗（HR,0.80≤IRR≤1.00）、中抗（MR,0.60≤IRR<0.80）、中感（MS,0.40≤IRR<0.60）和高感（HS,IRR<0.40）^[11]。最后以多个地区中抗病性最低水平作为最后玉米品种的抗性水平评价。

由表1可知,玉米南方锈病病情表现为高抗（HR）的品种仅有9份,占比10.59%;中抗（MR）的有19份,占22.35%;中感（MS）的有40份,占47.06%,高感（HS）的有17份,占20.00%。

由表2可知,玉研505、鲁宁184、蠡玉88、太平洋99和绿海200等9个玉米品种表现为高抗;优迪598、三北63、联创839和冠玉911等19个玉米品种表现为中抗;中迪2000、吉东75、京科青贮932、粟玉66和中迪618等40个玉米品种抗病性较弱,表现为中感。禾新9号、德禹M8、宁玉502、新玉27和晨强808等17个玉米品种抗病性最弱,表现为高感。

本研究中玉米品种出现地区性抗病性差异,与前人研究结果相同。刘骏等^[9]田间调查表明,不同年份的玉米品种对玉米抗南方锈病的抗性水平呈现差异,相同品种对不同地区的南方锈病抗性水平也呈现差异。袁虹霞等^[11]也提出,有些品种的玉米南方锈病发生与流行在不同年份与地域间都存在较大差异。因此,根据多地菌源的发病调查结果,比较出不同玉米品种的抗性差异,鉴定结果更科学。鉴定结果中,玉米品种登海605为感病品种,与王睿等^[13]的结果不一致,但与《在玉米登海605特征特性及栽培要点》^[15]中提及该品种在南方锈病重发区慎用的结论一致。结合本文中不同地区的菌源呈现差异,推测本文中不同地区的菌源是导致地区抗病性评价不一致的主要原因。此外,本研究小区设计具有创新性和高效性,今后研究可以通过合理布局小区方向、增加圆形小区数量等减少孢子空气传播方向的随机性对抗性评价带来的误差。

采用多菌源接种鉴定方法,明确了85个供试玉米品种对玉米南方锈病的抗性水平。玉研505、鲁宁184、蠡玉88、太平洋99和绿海200等9个品种对玉米南方锈病抗性最强;优迪598、三北63、联创839和冠玉911等19个品种次之,表现为中抗;禾新9号、德禹M8、宁玉502、新玉27和晨强808等17个品种抗病性最弱。为更好地防治玉米南方锈病,鉴定结果中的28份高抗和中抗的玉米品种在生产中可优先利用。在锈病常发、重发地区,尽量选择抗病性强的品种,以免玉米南方锈病流行而造成损失。