接种禾谷镰刀菌对玉米叶片生理特性的影响
Effect of Inoculation with Fusarium Graminearum on Physiological Characteristics of Maize Leaves

玉米在世界上种植历史悠久.在我国,玉米是重要的旱粮作物,在国民经济中占重要地位.但玉米育种研究面临抗茎腐病种质资源短缺、品种遗传变异小、品种改良耗时长等问题.前人主要对玉米病原菌种类及优势种、病原菌分布、病原菌鉴定技术方法、品种抗病性等方面展开研究,但在快速鉴定抗病性研究方法上未取得显著的研究进展.本试验以玉米组合和自交系为材料,研究禾谷镰刀菌病原菌对不同抗性玉米组合及自交系叶片生理指标及生理特性的影响.苗期和抽雄期采用埋根法接种禾谷镰刀菌,在乳熟期调查分析玉米组合对茎腐病的抗性,筛选出抗性表现较为突出的玉米组合.调查分析结果表明,中抗水平以上的组合占87.1%,感病组合占1.6%,高感组合占11.3%.自交系319与其他自交系组合均表现抗茎腐病特性.自交系478与其他自交系组合均表现感茎腐病特性.因此筛选出抗茎腐病自交系319和感茎腐病自交系478作为试验材料.用禾谷镰刀菌病原菌侵染高抗自交系319和齐319杂交种,高感自交系478和掖478杂交种,测定穗位叶各生育期最低荧光水平Fo的变化趋势.结果表明,高抗自交系319和齐319在抽雄吐丝期最低荧光水平Fo达到最大值,拔节期达到最小值,整体呈现先上升后下降的趋势.高感自交系478和掖478在抽雄吐丝期最低荧光水平Fo达到最大值,拔节期达到最小值,整个生育期高感和高抗最低荧光水平Fo的变化趋势一致,且最低荧光水平Fo最大值均出现在抽雄吐丝期,拔节期均达到最小值;生长阶段同一生育期的最低荧光水平Fo变化为:自交系319>自交系478,齐319杂交种>掖478杂交种且差异显著;自交系319和齐319杂交种,自交系478和掖478杂交种差异均不显著;高感和高抗玉米自交系在不同生育时期穗位叶最低荧光水平Fo的动态变化有一定的差异.高感(自交系478和掖478)和高抗(319和齐319)玉米在不接种禾谷镰刀菌条件下,玉米自交系叶绿素荧光参数Fm的动态整体呈现先上升后下降的状态.用禾谷镰刀菌病原菌侵染高抗自交系319和齐319杂交种,高感自交系478和掖478杂交种,测定穗位叶各生育期最大荧光Fm值的变化趋势.结果表明,接种禾谷镰刀菌条件下,高感和高抗玉米自交系Fm值灌浆期>成熟期>抽雄吐丝期>拔节期且均在灌浆期达到最大,拔节期达到最小,整个生育期最大荧光Fm值呈现先上升后下降的趋势,同一生育期高抗玉米自交系Fm值始终大于高感自交系的数值.高抗自交系319和高抗齐319杂交种同一生育时期的值差异不显著.高感自交系478和高感掖478杂交种Fm值在灌浆期和成熟期差异显著.同一时期高抗自交系319和齐319杂交种的最大荧光值始终大于高感自交系478和高感掖478杂交种.用禾谷镰刀菌病原菌侵染高抗自交系319和高感自交系478,测定穗位叶各生育期Fv/Fm值的变化趋势.结果表明,用禾谷镰刀菌病原菌侵染高抗自交系319和高感自交系478,以未接种禾谷镰刀菌的植株为对照组,比较高感和高抗自交系各生育期Fv/Fm值的变化趋势.结果表明,高抗自交系319在禾谷镰刀菌侵染后,同一生育期Fv/Fm值与对照组相比差异不显著;高感自交系478在禾谷镰刀菌侵染后,同一生育期Fv/Fm值与对照组相比差异显著,且Fv/Fm值呈下降趋势.用禾谷镰刀菌病原菌侵染高抗自交系319和齐319杂交种,高感自交系478和掖478杂交种,与未接种禾谷镰刀菌对照组比较各生育期叶绿素含量的变化趋势,结果表明,经禾谷镰刀菌侵染的高抗自交系319、高感自交系478叶绿素含量均呈现下降趋势.对照组叶绿素含量均呈现先上升后下降的趋势.高感自交系478叶绿素含量与对照组相比差异显著,高抗自交系319叶绿素含量与对照组相比差异不显著.接种14d时,对照组的叶绿素含量最大.用禾谷镰刀菌病原菌侵染高抗自交系319和齐319杂交种,高感自交系478和掖478杂交种,与未接种禾谷镰刀菌对照组比较叶片POD、SOD、MDA活性变化趋势.结果表明,高抗自交系319对照组和高感478自交系对照组POD活性呈上升趋势;高抗自交系319处理组POD活性呈先上升后下降的趋势,高感自交系478处理组POD活性呈下降趋势;高抗自交系319和齐319杂交种POD活性变化趋势一致.高感自交系478和掖478杂交种POD活性变化趋势一致,均在接种14d时POD活性最大.禾谷镰刀菌侵染14d后对照组和处理组叶片SOD活性差异不显著;抗病自交系和感病自交系处理组均呈现先上升后下降的趋势;侵染21d高抗自交系319 SOD活性高于高感自交系478且差异极显著,侵染14d和30d高抗自交系319和高感自交系478 SOD活性差异均不显著.侵染14d时对照组和处理组MDA活性差异不显著,侵染21d时高抗自交系319和高抗319杂交种与对照组相比MDA活性显著升高,侵染30d时高抗自交系和高抗319杂交种MDA活性差异不显著;侵染14d时和21d高感自交系478和高感杂交种掖478 MDA活性不显著,侵染30d时高感自交系478和高感杂交种掖478 MDA活性差异显著.对照组MDA活性呈上升趋势.高抗自交系319和高抗杂交种齐319 MDA活性呈先上升后下降趋势,高感自交系478和高感杂交种掖478 MDA活性均呈先上升后下降趋势.本试验在苗期和抽雄期对玉米高抗高感自交系及杂交种采用埋根法进行禾谷镰刀菌的接种试验,接种后对不同生育期玉米植株体内丙二醛含量、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、叶绿素含量、Fo、Fm、Fv/Fm、qN、qP、可溶性蛋白含量测定,初步探讨禾谷镰刀菌对不同抗性玉米自交系及杂交种叶片的影响,从而增强对抗病机理的认识,为抗茎腐病玉米育种工作提供理论依据.