甘蔗實生苗進行黑穗病高效接種方法
【專利摘要】一種對甘蔗實生苗進行黑穗病接種的方法，在實生苗生長至7片真葉后，從培養箱中拔出實生苗剪去葉的中上部，除去基部老葉2-3葉，用黑穗病菌濃度為1×107孢子/ml的孢子懸浮液對拔出的實生苗中下部浸泡10分鐘，密封，放在25-28℃的室內保濕過夜，次日移栽于營養袋中，成活后定植大田，待決選時調查組合發病率，將組合發病率大于25%的組合淘汰不選，篩選出性狀優良健康的實生苗株系進入下一階段進行觀察。本發明接種黑穗病菌后發病顯著，且重演性好、試驗周期短、可操作性強、成本低、可對大量實生苗進行接種。該方法可服務于甘蔗品種選育機構，用于甘蔗抗黑穗病的甘蔗新品種選育。
【專利說明】甘蔗實生苗進行黑穗病高效接種方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及甘蔗抗黑穗病品種選育領域，是一種甘蔗實生苗進行甘蔗黑穗病菌高效接種方法，達到早期選擇抗黑穗病組合及單株的方法。
技術背景:
[0002]甘鹿黑穗病是由黑粉菌(Ustilago scitaminea Syd.)引起的一種氣傳真菌病害，該病成為所有種植甘蔗的國家和地區最主要的真菌性病害，曾先后淘汰了一些豐產高糖的當家品種，造成感病品種蔗莖產量和蔗糖分的嚴重損失，在旱地甘蔗上為害更為嚴重，公認控制該病最經濟有效的途徑是種植抗病品種。美國、巴西，古巴和中國等主要產蔗國均把抗黑穗病作為甘蔗育種的主要目標之一。選育抗黑穗病甘蔗品種對促進產業健康穩步發展，保障食糖安全具有重要意義。甘蔗抗黑穗病育種途徑有⑴通過常規的育種途徑，將篩選出的抗病優良甘蔗種質材料進行有性雜交，并對其后代進行抗病性鑒定。“五圃”制篩選后獲得的優良品種(系)鑒定為抗病品種后推廣應用，所需時間較長；⑵通過生物技術手段，獲得抗病基因，將抗病的外源基因導入甘蔗材料中，但還需解決轉入的外源基因是否達到預期功能表達的問題。迄今.甘蔗抗黑穗病育種實踐上采用在育種的早代，利用自然侵染法淘汰感病株；在育種的高代，采用人工接種進行田間抗病性鑒定試驗的方法，進一步淘汰感病材料。其不足是育種周期長，選育抗黑穗病品種需8年以上時間；且由于前期施加的抗黑穗病選擇壓力小，后期采用人工接種田間抗病性鑒定，很多材料感黑穗病，浪費了大量的人力物力，選育效率低。為了提高抗黑穗病甘蔗品種選育效率，云南甘蔗研究所開展了實生苗早期篩選抗黑穗病材料的研究工作，形成了在甘蔗實生苗大田移栽前進行甘蔗黑穗病接種脅迫方法，定植大田后根據發病情況，淘汰抗病性差的組合和單株，使抗黑穗病篩選關口提iu，提聞選育效率，縮短育種年限。
[0003]云南省農業科學院甘蔗研究所近年來每年用于品種選育的甘蔗雜交組合為800多個，培肓實生苗數量為13-15萬苗，擇苗定植占地50多畝左右。由于雜交組合量大，以傳統的鑒定方法，需要耗費大量資金和勞動力投入。
【發明內容】
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[0004]本發明目的在于針對上述現有技術中存在的不足，為早期選擇甘蔗抗黑穗病單株及組合的抗病育種提供一種高效、簡便的對甘蔗實生苗進行黑穗病接種的方法。
[0005]本發明采用如下技術方案予以實現:在實生苗生長至7片真葉后，對實生苗的分蘗芽進行黑穗病接種，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘗芽，次日移栽于營養袋中，成活后定植大田，待決選時篩選出抗黑穗病的實生苗組合及單株，從培養箱中拔出實生苗剪去葉的中上部，用水沖掉根的土后，除去基部老葉2-3葉，使基部休眠的分蘗芽暴露，用黑穗病菌濃度為IX 107孢子/ml的孢子懸浮液對拔出的實生苗中下部浸泡10分鐘，并裝入塑料袋中密封，放在25-28°C的室內保濕過夜，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘗芽，待決選時調查組合發病率，將組合發病率大于25%的組合淘汰不選，再結合其它農藝性狀,篩選出性狀優良健康的實生苗株系進入下一階段進行觀察，從而初步篩選出抗黑穗病的實生苗組合及單株。實生苗組合感病狀況作為以后配制甘蔗抗病組合時的參考。
[0006]本發明具有以下有益效果:
[0007](1)7片葉期實生苗基部存在多個休眠的分蘗芽，通過浸泡接種黑穗病菌孢子，定植大田后黑穗病病菌侵入萌動的分蘗芽，增加實生苗感染甘蔗黑穗病的機會，試驗中黑穗病鞭子產生的時間比對照莖芽接種要早，且發病程度較重，達到接種黑穗病菌脅迫甘蔗實生苗的效果；
[0008](2)對實生苗浸泡接種黑穗病菌孢子，操作方便、成本低、可對大量實生苗進行接種，5升的黑穗病孢子懸浮液就可對I萬多苗的實生苗進行接種，可減少大量采集黑穗病孢子的成本負擔；
[0009](3)早期階段通過淘汰感病的實生苗組合及單株，從而初步篩選出抗黑穗病的實生苗組合及單株，縮短選育抗黑穗病甘蔗新品種的育種年限，提高育種效率，有效節約選育甘蔗新品種試驗用地和后期資金投入；
[0010](4)實生苗接種黑穗病菌后發病顯著，且重演性好、試驗周期短、可操作性強；
[0011]該方法可服務于甘蔗品種選育機構，用于甘蔗抗黑穗病的甘蔗新品種選育。
【具體實施方式】
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[0012]1、供試甘蔗實生苗材料準備
[0013]根據育種目標開展甘蔗親本組合選配，后進行有性雜交獲得雜交種子。將雜交種子播種于裝有甘蔗實生苗培養基質的容器內。控制培養室內溫度22-36°C，并保持基質潮濕，適時開展病蟲害防治。即可獲得甘蔗實生苗。
[0014]2、準備黑穗病病菌孢子懸浮液
[0015]⑴采集甘蔗黑穗病病菌孢子
[0016]收集黑穗病病菌孢子，將干燥的孢子保存在放有硅膠干燥劑的瓶中，用凡士林封□。
[0017]⑵接種前黑穗病病菌孢子懸浮液準備
[0018]在試驗前，對孢子進行存活試驗。并配制黑穗病病菌濃度為I X 17孢子/ml的孢子懸浮液。
[0019]3、接種脅迫方法
[0020]待實生苗生長至7片真葉后，從培養箱中拔出實生苗剪去葉的中上部，用水沖掉根的土后，除去基部老葉2-3葉，使基部休眠的分蘗芽暴露，用黑穗病菌濃度為I X 17孢子/ml的孢子懸浮液對拔出的實生苗中下部進行浸泡10分鐘，并裝入塑料袋中密封，放在25-28°C的室內保濕過夜，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘗芽，次日移栽于營養袋中，初期用遮陰網遮陰，成活后定植大田，達到接種黑穗病病菌脅迫甘蔗實生苗的效果。
[0021]4、抗黑穗病的實生苗組合及單株的選擇方法
[0022]待決選時調查組合叢發病率，將組合發病率大于25%的組合淘汰不選，再結合其它農藝性狀，篩選出性狀優良健康的實生苗株系進入下一階段進行觀察，從而初步篩選出抗黑穗病的實生苗組合及單株。實生苗組合感病狀況作為以后配制甘蔗抗病組合時的參考。
[0023]研究表明，甘蔗抗黑穗病性狀屬于遺傳力較高的性狀，適合于有性世代選擇。其試驗選用抗病與感病品種各4個進行雜交，得到后代黑穗病感病百分率如下:抗病X抗病為13.8% ;抗病X感病為27.8% ;感病X抗病為41.4% ;感病X感病為80.2%。可見，如果兩個親本為抗病，后代黑穗病感病百分率最低，其雜種后代的抗病能力強；兩個親本為感病，后代黑穗病感病百分率最高，其雜種后代的抗病能力差；兩個親本之一為抗病，后代黑穗病感病百分率中等。在育種實踐中，即可淘汰Fl群體中抗性差的組合，且通過淘汰感病株系可以較大程度提高后一階段育種群體的抗病水平。
[0024]抗性穩定性研究表明，具極端抗性水平，如高抗或高感的材料其重演率高。其次為抗或感，中等抗性類型的重演率極低。說明具極端抗性的材料通過較少次數的接種鑒定就可得到較可信的結果，實生苗早期篩選抗黑穗病株系具有理論根據。
[0025]在甘蔗實生苗移栽大田前，進行黑穗病菌接種脅迫，抗性差的組合，子代發病多，根據植株感病表現，在甘蔗選育程序的第一階段就淘汰感病組合及單株，從而初步篩選出抗黑穗病的實生苗組合及單株，縮短抗黑穗病品種及材料育種年限，提高抗病育種選擇效率。
[0026]7葉期實生苗基部存在多個休眠的分蘗芽，通過浸泡接種黑穗病菌孢子，定植大田后，分蘗芽的萌動為孢子侵染提供了可能，試驗中黑穗病鞭子產生的時間比莖芽接種要早。
[0027]通過采用創新的接種方法，經過三年、多個組合的試驗，篩選出接種效果好的病菌濃度、接種時間及淘汰抗病性差的組合發病率等技術要領，形成了高效、重演性好、可操作性強、成本低的實生苗早期篩選抗黑穗病材料的方法，試驗中參試的22個組合，平均叢發病率41.7%，最高的組合叢發病率為81.8%，接種黑穗病菌后發病顯著，接種操作簡便，通過淘汰抗性差的組合和單株，節約了土地、資金和勞動力，提高抗黑穗病甘蔗品種選育效率。
[0028]本 申請人:針對2011年申請的專利“甘蔗實生苗大田移栽前進行甘蔗黑穗病接種脅迫方法”(專利號:ZL201110191326.3)在實踐中存在的問題作了改進，本發明與該專利相比，從接種方式、病菌侵染溫度和發病效果等方面比較均具有突出的實質性特點和顯著的進步，具體如下表:
[0029]
【權利要求】
1.一種對甘蔗實生苗進行黑穗病接種的方法，其特征在于，在實生苗生長至7片真葉后，對實生苗的分蘗芽進行黑穗病接種，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘗芽，次日移栽于營養袋中，成活后定植大田，待決選時篩選出抗黑穗病的實生苗組合及單株，從培養箱中拔出實生苗剪去葉的中上部，用水沖掉根的土后，除去基部老葉2-3葉，使基部休眠的分蘗芽暴露，用黑穗病菌濃度為IXlO7孢子/ml的孢子懸浮液對拔出的實生苗中下部浸泡10分鐘，并裝入塑料袋中密封，放在25-28°C的室內保濕過夜，使黑穗病病菌侵入休眠的分蘗芽，待決選時調查組合發病率，將組合發病率大于25%的組合淘汰不選，篩選出性狀優良健康的實生苗株系。
【文檔編號】C12Q1/18GK104170668SQ201410365980
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】夏紅明, 趙培方, 劉家勇, 吳才文, 趙俊, 楊昆, 陳學寬, 昝逢剛, 姚麗 申請人:云南省農業科學院甘蔗研究所