低纬高原甘蔗中后期灾害性真菌病害综合防控技术系统构建

针对低纬高原甘蔗中后期灾害性真菌病害防控难题,在明确甘蔗中后期灾害性真菌病害种类及病原种类、地理分布、危害损失和灾害特性的基础上,提出利用“早期诊断预警、抗病品种、温水脱毒种苗、农艺调控、无人机飞防、生物制剂及复合高效配方药剂”等构建低纬高原甘蔗中后期灾害性真菌病害综合防控技术系统。同时,从病害流行动态精准监测技术、抗病基因挖掘与利用技术、抗病精准评价技术、生防制剂和复合高效药剂配方及施药技术和飞防施药技术等方面系统剖析了实现甘蔗中后期灾害性真菌病害综合防控系统构建的关键技术方法。2021~2022年该技术在低纬高原云南8个甘蔗主产州市累计推广应用32.3万hm^(2)(无人机飞防6.7万hm^(2)),共挽回甘蔗损失388万t,增加蔗糖49.7万t,新增销售额42.09亿元,新增利润13.24亿元,增税1.99亿元,经济、社会和生态效益显著,为低纬高原蔗糖业可持续高质量发展、减损增效提供了技术支撑,为边疆民族经济发展和农民增收及乡村振兴做出了重大贡献。

高产抗逆甘蔗新品种云蔗102768的选育

【目的】针对甘蔗生产上需要解决的问题,选育高产、高糖、抗旱、抗病的甘蔗新品种,为甘蔗产业的可持续发展提供重要支撑。【方法】以‘新台糖26号’为母本、‘新台糖11号’为父本进行甘蔗有性杂交,采用甘蔗“五圃制”选育程序,经过各级圃筛选、区试试验评比分析,选育出优良甘蔗新品种‘云蔗102768’。【结果】‘云蔗102768’中晚熟、高产、高糖、中-中大茎,脱叶性好、抗旱性强,高抗黑穗病、中抗条纹花叶病、抗高粱花叶病。在云南省第十五轮甘蔗新品种区域化试验中,平均蔗产量122.17 t/hm^(2),比对照‘新台糖22号’(下同)增产13.3%;全期(11月—次年3月)平均蔗糖分14.70%,与对照相当;平均含糖量16.26 t/hm^(2),比对照增产12.4%。【结论】该品种于2022年通过中华人民共和国农业农村部非主要农作物品种登记[登记编号:GPD甘蔗(2022)530004],适宜在云南省临沧、德宏、保山、红河等蔗区中等以上肥力的水田、坝地和有灌溉条件的坡地、台地种植。

中国植原体病害的状况、分布及多样性研究进展

植原体是引起众多植物病害的一类重要原核致病菌,能引起许多重要粮食作物、蔬菜、果树、观赏植物和林木严重病害,造成巨大损失。为了深入了解中国植原体病害的状况、分布及多样性,最终实现植原体病害的科学防控,归纳总结了中国植原体病害的研究历史、经济重要性、症状特点、流行传播、鉴定方法、地域分布及多样性等。提出了今后应从抗性资源筛选、抗病基因鉴定,基因组特征、致病机理、病害流行学、防治方法和昆虫传毒机理等方面开展植原体病害研究的建议。

甘蔗核心种质花叶病和宿根矮化病自然抗病性调查与分子检测

抗病种质资源的发掘利用是抗病育种的基础和关键,筛选抗病种质对选育抗病品种具有重要意义。为明确国家甘蔗种质资源圃保存的核心种质花叶病和宿根矮化病病情及其自然抗病性,本研究于2021年,对国家甘蔗种质资源圃保存的105份甘蔗核心种质进行花叶病和宿根矮化病田间自然发病调查及其病原检测与抗性评价。结果表明,105份核心种质中,花叶病1级高抗到3级中抗的有75份,占71.4%;105份核心种质样品检测到SCSMV、SrMV两种病毒,所有样品均未检测出SCMV病毒;38份核心种质受SCSMV单独侵染检测出SCSMV、检出率为36.2%,15份核心种质受SrMV单独侵染检测出SrMV、检出率为14.3%,20份核心种质受SCSMV和SrMV复合侵染检测出SCSMV和SrMV、检出率为19.0%;105份核心种质中88份感RSD呈阳性、阳性检出率为83.8%,17份未感RSD呈阴性、占总检测数的16.2%。综合分析结果显示,21份核心种质对SCSMV和SrMV 2种病毒均表现为高抗,占20.0%;27份核心种质双抗SCSMV和SrMV 2种病毒,占25.7%;17份核心种质抗RSD,占16.2%;其中11份核心种质多抗SCSMV、SrMV和RSD,占10.5%。研究结果明确了105份甘蔗核心种质花叶病和宿根矮化病田间病情及其病原类群,筛选出11份多抗SCSMV、SrMV和RSD核心种质,为深入开展甘蔗抗病育种提供了抗病基因源和参考依据。

甘蔗白叶病植原体PCR检测方法的建立与应用

为建立简便、快速、特异性的甘蔗白叶病植原体检测方法,本研究根据甘蔗白叶病植原体secA基因设计特异引物secA-F/secA-R,建立了甘蔗白叶病植原体PCR检测方法。使用该方法可以从含有甘蔗白叶病植原体的甘蔗样品中稳定扩增出目标基因片段,片段长度为350 bp。本方法的最低检测浓度为50 fg/µL。应用该方法对云南耿马蔗区采集的7份甘蔗白叶病样品进行了检测鉴定,结果表明,所有样品均为阳性。以上结果表明,本研究建立的甘蔗白叶病植原体PCR检测方法特异性和敏感性好,操作简便,适用于甘蔗白叶病植原体的快速检测。

云南石屏蔗区甘蔗白条病菌的分子鉴定

为明确2023年在云南石屏蔗区发现的疑似甘蔗白条病症状蔗株病原,利用白条黄单胞菌[Xanthomonas albilineans(Ashby)Dowson]特异性引物XAF1/XAR1对32份疑似病样进行PCR分子鉴定。结果表明所有样品都扩增得到大小约578 bp的特异性条带,GenBank登陆号OR495793-OR495802。对所获序列进行同源性和系统进化分析,发现其与白条黄单胞菌Xa-FJ1菌株的三磷酸腺苷结合盒(Adenosine triphosphate-biding cassette,ABC)转运蛋白基因abc(GenBank登陆号:MH709206)的序列一致性为99.8%~100%,且在系统发育树中处于同一进化分支。结合田间症状诊断和分子鉴定结果,确认云南石屏蔗区发生的甘蔗病害为X.albilineans引起的甘蔗白条病,这是云南石屏蔗区首次发现。研究结果为今后甘蔗白条病的有效防控提供了科学依据。

甘蔗优良品种的黑穗病抗性评价及幼苗生长特性

甘蔗黑穗病是我国蔗区危害最严重的甘蔗病害之一,引起甘蔗产量的严重损失,培育和筛选抗黑穗病品种是防控黑穗病最有效途径之一。本研究采用人工浸渍法,对10个优良甘蔗品种进行黑穗病抗性鉴定,同时记录甘蔗黑穗病潜伏期幼苗生长情况。结果表明:10个优良品种中高抗品种3个,抗病2级品种4个,中抗品种2个,中感品种1个,各品种的黑穗病发病潜伏期为97~158天。在黑穗病潜伏期内,桂糖46号的株高均较小,桂糖55号的株高均较大,桂糖58号的假茎粗均较大,而ROC22的假茎粗均较小。以上结果为筛选抗黑穗病品种和甘蔗品种合理布局及推广提供了科学依据。

云南耿马甘蔗宿根矮化病的发生分布和病原分子检测

为摸清云南耿马甘蔗宿根矮化病的发生分布,为甘蔗温水脱毒健康种苗生产和推广应用提供科学依据,本研究对云南耿马不同甘蔗品种植期的80个样本进行宿根矮化病菌分子检测。结果表明:61个样本为阳性,阳性检出率76.25%,其中强阳性样本34个,占42.50%;10个主栽或主推品种均发病,发病率在37.50%~100%之间,以粤糖93-159、粤糖83-88、云瑞07-1433、盈育91-59、柳城05-136发病最重,发病率为77.27%~100%,强阳性率为44.44%~66.67%,其次是新台糖22号、云瑞06-189、云瑞10-328、云蔗05-51和云蔗08-1609,发病率为37.50%~100%,强阳性率为0%~14.29%;植期上1~5年均不同程度发病,但无明显的规律性差异。本研究检测表明甘蔗宿根矮化病已在云南耿马蔗区普遍发生且危害严重,急需生产和推广种植甘蔗温水脱毒健康种苗,以促进蔗糖产业的可持续高质量发展。

复合高效配方药剂组合对甘蔗大螟和绵蚜防控效果评价

为筛选防控甘蔗大螟和绵蚜的复合高效配方药剂组合及精准高效施药技术,选用70%导向增效噻虫嗪种子处理可分散粉剂、46%杀单·苏云菌可湿性粉剂不同配方组合在两个试点进行田间药效试验。结果表明:70%导向增效噻虫嗪ZF 450 g/hm^(2)+46%杀单·苏云菌WP 2250 g/hm^(2)对甘蔗大螟和绵蚜均具有良好的防控效果,是防控甘蔗大螟和绵蚜理想的复合高效配方药剂组合,可在1—5月结合新植蔗种植或宿根蔗管理,将70%导向增效噻虫嗪ZF 450 g/hm^(2)与公顷施肥量混合均匀后,均匀撒施于蔗沟、蔗蔸及时覆土,于3—5月第1、2代大螟卵孵化盛期,将46%杀单·苏云菌WP 2250 g/hm^(2)兑水675 kg,采用电动背负式喷雾器人工叶面喷施,对大螟枯心苗的防效可达89.8%以上,对甘蔗绵蚜的防效可达100%;两试点该组合甘蔗实测产量和糖分分别较空白对照增加29310、35310 kg/hm^(2)(增产35.6%、41.3%)和5.9个百分点;比氯虫苯甲酰胺·噻虫嗪药剂处理节省600~1050元/hm^(2)。

广西宜州蔗区灾害性病虫调查与产量糖分损失测定

为了明确甘蔗中后期灾害性病虫种类及产量糖分损失,本研究于2019~2021年对宜州广西博庆公司蔗区中后期灾害性病虫种类和灾害特性进行调查鉴定,成熟期称量和测定甘蔗产量、糖分及损失率。结果表明:广西博庆公司甘蔗中后期灾害性病虫有甘蔗螟虫、梢腐病、褐条病3种,且存在2种或3种病虫害混合发生为害。公司所属石别糖厂和博东糖厂蔗区螟害株率平均为68.1%和69.6%,最高90.0%;螟害节率平均为8.8%和7.4%,最高15.0%;梢腐病病株率平均为35.7%和28.0%,最高60.0%;褐条病病情指数平均为81.2和84.0,最高96.7;相对产量损失率平均为39.08%和65.72%,最多79.38%;田间锤度平均降低3.78°Bx和3.56°Bx,最多9.30°Bx;甘蔗糖分平均降低3.68%和2.44%,最多10.18%。主栽品种桂糖42号、桂柳05136、桂糖44号等为易感病。研究结果显示:目前宜州广西博庆公司甘蔗中后期多种病虫害混合发生为害,减产减糖严重,病虫害已成为严重影响蔗糖业高质量发展的主要障碍因素之一,切实加强对中后期灾害性病虫精准监测和防控将是确保蔗糖业提质增效和持续高质量发展的首要任务。鉴于甘蔗品种结构单一,建议加大对抗病良种的引进力度,筛选抗病良种在生产上进行科学合理布局,以此从根本上解决病虫害问题。

云南澜沧不同甘蔗品种植期宿根矮化病菌检测分析

甘蔗宿根矮化病(Ratoon Stunting Disease,RSD)是严重影响蔗糖产业高质量发展的一种种传甘蔗病害。摸清不同甘蔗品种植期RSD的感染情况,是科学推广温水脱毒种苗,有效防控RSD的关键。本文对云南澜沧蔗区RSD的发生和分布进行了调查和田间采样,采用PCR法,对田间采集的124个样本进行RSD检测。结果表明:73个样本为阳性,阳性检出率58.87%,其中强阳性样品42个,占33.87%;15个主栽和主推品种均发病,发病率在28.57%~100%之间,以云引58号、粤糖82-882和德蔗09-84发病最重,发病率和强阳性率均高达100%,其次是粤糖93-159和粤糖00-236,发病率分别为90.00%和87.5%;植期上1~6年均不同程度发病,但无明显的规律性差异。本研究检测明确了澜沧蔗区不同品种植期RSD发生状况,为应用推广温水脱毒种苗、有效防控RSD提供了科学依据。

云南澜沧甘蔗灾害性害虫防控及效果评价

为筛选防控甘蔗大螟和草地贪夜蛾的复合高效广谱配方药剂及高效施药技术,选用35%氯虫苯甲酰胺水分散粒剂、30%甲维盐·杀虫单微乳剂不同配方组合,采用无人机飞防开展3561 hm^(2)防控示范。结果表明:(35%氯虫苯甲酰胺WG 90 g+30%甲维盐·杀虫单ME 2250 mL+农用助剂150 mL)/hm^(2)对中后期大螟具有良好的防控效果,其螟害株和螟害节防效分别为86.58%和90.22%,防控区甘蔗产量和糖分较未防控区平均增加21452 kg/hm^(2)和3.3个百分点;(35%氯虫苯甲酰胺WG 60 g+30%甲维盐·杀虫单ME 3300 mL+农用助剂150 mL)/hm^(2)对苗期大螟和草地贪夜蛾防控效果显著,防效分别为89.53%和95.7%。本研究显示,所用2个配方药剂是防控甘蔗大螟和草地贪夜蛾理想的复合高效广谱配方药剂,可在苗期或中后期大螟及草地贪夜蛾高发期,采用无人机飞防进行叶面一次性喷施。

甘蔗螟虫为害损失研究

为明确田间自然条件下多种蔗螟混合发生为害时甘蔗实测产量及糖分损失情况,给甘蔗螟虫的科学有效防控提供理论依据和详实的实测数据,本研究于2012—2013年在蔗螟发生严重蔗区,选择主栽品种,同田设立并调查防治区和不治区螟害枯心苗率、螟害株率及螟害节率和有效茎数,甘蔗成熟期分别收砍称量和测定分析甘蔗产量及糖分,并计算甘蔗实测产量及糖分损失。螟害调查结果表明,多种蔗螟混合发生为害严重,螟害枯心苗率为8.3%~65.8%、螟害株率为26.7%~96.7%、螟害节率为4.4%~27.9%;667 m2有效茎数减少296~1 846条,平均1 111.3条。甘蔗实测产量及糖分损失结果显示,667m2甘蔗实测产量减少354.7~4 706.7kg,平均1 822.2kg;甘蔗产量损失率为5.3%~44.5%,平均25.9%;甘蔗出汁率减少0.9%~3.8%,平均2.4%;甘蔗糖分降低0.8%~5.6%,平均2.2%;蔗汁锤度降低0.8~6.3°BX,平均2.1°BX;蔗汁重力纯度降低1.1%~12.5%,平均4.1%;而蔗汁还原糖分则增加0.1%~1.6%,平均0.6%。可见,目前云南甘蔗主产区存在多种蔗螟混合发生为害,甘蔗减产减糖严重,甘蔗螟害已成为现阶段严重影响甘蔗高产、稳产、优质的主要障碍之一,切实加强甘蔗螟虫的科学有效防控,减少为害损失,对确保甘蔗生产安全和蔗糖产业可持续发展具有重要意义。

31份甘蔗野生核心种质资源褐锈病抗性鉴定及Bru1基因的分子检测

为明确甘蔗野生资源对黑顶柄锈菌的抗性水平,了解Bru1基因在甘蔗野生资源中的分布状况,于2013年对中国国家甘蔗种质资源圃保存的31份野生核心种质资源进行苗期抗褐锈病鉴定和抗褐锈病基因Bru1的分子检测。结果表明,31份供试材料中,高抗(1级)至中抗(3级)的有28份,占90.3%。其中19份材料表现高抗(1级),占61.3%,3份材料表现抗病(2级),占9.7%,6份材料表现中抗(3级),占19.4%。31份供试材料中只有贵州78-2-12、云南97-4、E.rockii95-19、E.rockii 95-20、云南83-224、广西79-8、云南95-35和广西89-13含抗褐锈病基因Bru1,占参试材料的25.8%;其余20份抗病材料和3份感病材料均不含抗褐锈病基因Bru1,表明除Bru1外,可能还有其他抗褐锈病基因存在。结果暗示中国国家甘蔗种质资源圃保存的野生核心种质资源中蕴藏着优良的抗褐锈病基因,是选育抗褐锈病甘蔗品种很有利用前景的抗源种质。

101份中国甘蔗主要育种亲本褐锈病抗性鉴定及Bru1基因的分子检测

由黑顶柄锈菌引起的甘蔗褐锈病是一种重要的世界性甘蔗病害,Bru1是甘蔗抗褐锈病主效基因,该基因对不同地区的褐锈病分离物具有广谱抗性。为明确中国甘蔗主要育种亲本对黑顶柄锈菌的抗性水平,了解Bru1基因在这些亲本中的分布情况,本研究于2014年对中国国家甘蔗种质资源圃保存的101份甘蔗主要育种亲本进行苗期抗褐锈病鉴定和抗褐锈病基因Bru1的分子检测。结果显示,供试亲本中,共48份抗病材料含有抗褐锈病基因Bru1,频率为47.5%,表明中国甘蔗主要育种亲本中褐锈病抗性主要由Bru1控制;其余29份抗病材料和24份感病材料均不含抗褐锈病基因Bru1,暗示除了Bru1外,可能还有其他抗褐锈病基因存在。研究结果为深入开展甘蔗抗褐锈病育种,选育和推广优良抗病品种,有效防控甘蔗褐锈病提供了科学依据和优良抗性亲本。

云南甘蔗宿根矮化病病原检测

利用从澳大利亚引进的甘蔗宿根矮化病病原(RSD)的标准抗原抗体,建立了I-ELISA检测甘蔗宿根矮化病的方法。采用电镜负染法和I-ELISA法,对采自云南红河、开远、新平蔗区的42个样本进行RSD检测,结果表明:29个样本为阳性,13个样本为阴性,确认云南蔗区存在RSD。

甘蔗野生资源对蔗茅柄锈菌的抗性鉴定

采用人工接种喷雾法对国家甘蔗种质资源圃保存的31份甘蔗野生资源材料进行了抗蔗茅柄锈菌(Pucciniaeri-anthiPadwetKhan)的抗性鉴定。结果表明,31份材料中,高抗材料19份(61.3%),抗性材料3份(9.68%),中抗材料6份(19.36%),中感材料3份(9.68%)。其中斑茅种对蔗茅柄锈菌的抗病性较强,细茎野生种抗病性较差,较易感锈病。

云南甘蔗花叶病病原检测及一个分离物的分子鉴定

调查表明甘蔗花叶病在云南发生普遍。电镜检测采自云南6个蔗区主栽品种上的28个甘蔗花叶病病样(分离物),其中25个病样的病叶汁液中观察到弯曲线状的病毒粒体,病叶组织中有风轮状和卷筒状内含体;对这25个分离物进行间接ELISA检测,16个与马铃薯Y病毒属抗血清呈阳性反应,其余呈阴性反应。根据蔗区及其主栽品种的不同,挑选7个分离物进行鉴别寄主测定,结果显示不同分离物鉴别寄主范围和致病性存在明显差异,分离物HH-1有范围最广的鉴别寄主和较强的致病性。克隆并测定HH-1基因组3′末端序列,序列分析发现HH-1的外壳蛋白(CP)基因共864个核苷酸,编码287个氨基酸,与高粱花叶病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)余杭分离物CP氨基酸序列的同源性最高,为97.7%;因此推定HH-1属于SrMV的一个新分离物。

甘蔗优良品种(系)对黑穗病的抗性评价

甘蔗黑穗病是严重影响中国甘蔗产业发展的系统性真菌病害,不同的甘蔗品种对甘蔗黑穗病的抗性不一,筛选和种植抗病品种是防治甘蔗黑穗病最经济有效的措施。为明确近年中国育成的优良品种(系)对甘蔗黑穗病的抗性,筛选抗黑穗病优良品种供生产上推广应用,本研究选择云南元江甘蔗黑穗病高发区,采用人工接种浸渍法,对中国的100个优良品种(系)进行抗性鉴定评价。结果表明,100个优良品种(系)中56个表现高抗到中抗,占56%,44个表现为中感到高感2,占44%。研究结果显示目前大面积种植和主推的闽糖69-421、新台糖22号、柳城03-182、柳城03-1137、桂糖42号、粤甘26号、桂糖02-351、云蔗09-1601等品种(系)高度感病,而近年选育的福农15号、福农36号、福农1110、福农07-3206、福农11-2907、闽糖11-610、粤甘39号、粤甘43号、粤甘48号、粤甘49号、粤甘50号、粤糖00-236、赣蔗02-70、云蔗99-596、云蔗03-258、云蔗04-241、云蔗06-80、云蔗07-2800、云蔗08-2060、云蔗10-2698、云蔗13-1139、云瑞10-701、德蔗09-84、德蔗12-88、桂糖08-1589、中蔗1号等26个优良品种(系)高度抗病。建议低海拔河谷甘蔗黑穗病高发区,应加大淘汰感病主栽品种和推广应用抗病优良品种力度,以达到品种合理布局,控制甘蔗黑穗病大发生流行,为甘蔗产业高质量发展提供保障。

甘蔗宿根矮化病(RSD)温水脱菌研究

为寻求甘蔗宿根矮化病（RSD）的有效防控技术和方法，本研究根据甘蔗RSD的传播危害特点，选择五大主栽品种，采用温水处理设备对带菌蔗种进行温水（50±0．2℃）脱菌处理2h，分析研究温水处理对甘蔗RSD的脱菌效果。结果表明：温水（50±0．2℃）脱菌处理2h能有效去除甘蔗RSD，去除率为90％以上。与常规种苗相比，脱菌种苗在整个生长期中都表现出明显的生长优势，早生快发、伸长拔节早、长相健壮。粤糖93／159、ROC25号、ROC10号、闽糖69／421、桂糖17号5大主栽品种经温水脱菌处理均具有显著的增产增糖效果：新植增产甘蔗5．01～49．83t／hm^2，增幅5．97％-91．31％；甘蔗蔗糖分提高0．07％～0．86％（绝对值）。可见，种植温水脱菌种苗是防治甘蔗RSD最经济有效的措施，在生产上应加快推广，使之制度化，可大幅度提高甘蔗的产量和糖分，延长宿根年限，从而显著提高甘蔗生产的经济效益。