特用玉米抗絲黑穗病遺傳分析及其病菌致病性的遺傳多樣性

在對玉米(包括爆裂玉米、糯玉米、甜玉米及普通玉米)抗性鑒定的基礎上，采用RAPD技術對我國普通玉米骨干自交系的抗絲黑穗病遺傳多樣性進行了研究；采用完全雙列雜交設計按Griffing方法I及世代均值多元回歸分析法研究了爆裂玉米和糯玉米的抗性遺傳；采用鑒別寄主的鑒定技術和RAPD分析相結合的方法研究了吉林省玉米絲黑穗病菌的致病性分化，從遺傳物質DNA水平上證實病菌的致病性分化。主要研究結果如下： (1)采用新的抗性評價標準，通過對162份普通玉米自交系，22份爆裂玉米自交系，59份甜玉米自交系及122份糯玉米自交系的人工接種鑒定，篩選出US3195等127份抗病系，占鑒定總數的34.79％，多數材料尤其是特用玉米材料感或高感絲黑穗病，無免疫及高抗材料；采用RAPD標記將33份普通玉米的骨干自交系分為5個類群，RAPD標記劃分的結果與傳統的遺傳系譜不完全一致，但與雜種優勢利用的結果相符，生產上優良的雜交組合無一出現在類群內，13個抗病系分散于5個類群中，依據雜種優勢利用的原理，可用類群內的抗病系改良類群內的感病系，創制優良的抗病系。 (2)對5套爆裂玉米和7套糯玉米的接種鑒定結果所做的遺傳分析表明：爆裂玉米和糯玉米對絲黑穗病抗性屬于細胞核遺傳，抗性遺傳力較高，能穩定的遺傳，正反交抗性無顯著差異，F1抗性介于二親本之間，與親本發病率呈極顯著的正相關；F2抗性略高于F1抗性，與抗病親本回交抗性向抗病親本回歸，與感病親本回交抗性向感病親本回歸；不同自交系抗性遺傳的一般配合力和特殊配合力存在極顯著的差異，配合力效應均有正負之分，不同系之間一般配合力效應差異顯著，特殊配合力效應不顯著，故在育種中應重視一般配合力效應；糯玉米抗絲黑穗病的基因加性、顯性以及互作效應普遍存在，且在不同雜交組合中遺傳方式不同，效應方向不同，但以基因加性效應為主。 (3)經過反復接種鑒定，并按一定標準確定了合344，B73，掖478，吉853，444，P138，M017，黃早4為較理想的玉米絲黑穗病菌鑒別寄主，初步建立了吉林省玉米絲黑穗病菌致病性分化的鑒別寄主體系，該鑒別體系中的自交系基本代表了我國幾大骨干自交系的血緣。 (4)采用選定的8個鑒別寄主將吉林省玉米絲黑穗病菌大致劃分了3個致病類型。致病類型A類為強的致病類型，分布于吉林、長春及公主嶺和長嶺地區，是玉米絲黑穗病發生嚴重地區；致病類型C類為弱致病類型，分布于白城地區；致病類型B類其致病性介于A、C類之間，主要分布于四平、通化、松原和延邊地區。根據鑒別寄主的鑒定結果和對不同地區不同品種絲黑穗病的調查結果表明吉林省玉米絲黑穗病菌只存在致病性的差異，不同來源的絲黑穗病菌致病力不同，不存在品種與病菌之間的特異相互作用。 (5)采用RAPD技術將來自吉林省不同地區的21個絲黑穗病菌劃分為3個類群，來自長春、吉林、公主嶺的DNA譜帶相同，定為A群，包括S03-22，S03-6，S02-4，S02-5，S03-10，S03-3，共6個菌株；來自四平、通化的玉米絲黑穗病菌的DNA譜帶相同，為類群B，包括S03-13，S03-7，03-19，S03-24，S03-11，S03-16，共6個菌株；來自白城、延邊、松原地區的玉米絲黑穗病菌DNA譜帶相同，為類群C，包括S03-23，S03-8，S03-15，S03-9，S03-19，S03-18，S03-1，S03-20，S03-21，共9個菌株；類群內的相似性達到了100％，但類群間的相似性僅33.33％。同時也表明不同來源的相同玉米品種上的絲黑穗病菌的DNA譜帶差異明顯，這進一步說明玉米絲黑穗病菌的譜帶與玉米品種無關，只與來源地有關，即玉米絲黑穗病菌的譜帶差異存在一定區域性。 (6)玉米絲黑穗病菌的鑒別寄主鑒定技術和RAPD標記分析的結果關系密切，RAPD標記分析劃分的A群與鑒別寄主劃分的致病類型A相關性達到100％，B群和致病類型B相關性達到35％，C群和致病類型C的相關性也達到了33％。將鑒別寄主鑒定技術與RAPD分析相結合研究玉米絲黑穗病菌的致病性分化在國內外尚屬首次。