在气候变暖和种植制度变化的背景下，玉米穗腐病正在成为黄淮海乃至全国主产区最棘手的病害之一。它不仅影响产量和品质，更通过多种真菌毒素威胁粮饲安全。如何在复杂病原背景下实现高效抗性改良？答案正在从“田间选拔”走向“芯片驱动”。
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穗腐病：从单一病原到复合侵染
我国玉米穗腐病病原菌复杂多样，已报道超过70种真菌参与侵染。长期以来，以镰孢菌为主，尤其是禾谷镰孢菌复合种（FGSC）和拟轮枝镰孢菌（Fusarium verticillioides）分布最广、危害最重。高温干旱年份，黄曲霉菌（Aspergillus flavus）也会造成严重危害。
但近两年形势发生变化。2024年以来，河南南部田间由青霉菌引起的穗腐病明显增多；到2025年，从豫南到豫北，青霉穗腐呈偏重发生趋势。田间调查显示，镰孢菌与青霉菌复合侵染比例最高，且复合侵染下的病籽粒率显著上升。
图1-果穗籽粒（青霉菌）被害状
更严峻的是，这些病原菌可产生伏马毒素（FUM）、脱氧雪腐镰孢菌烯醇（DON）、玉米赤霉烯酮（ZEA）、黄曲霉毒素（AF）、赭曲霉毒素A（OTA）等多种毒素，具有肝毒性、肾毒性和免疫毒性。
穗腐病，已不只是“减产病”，更是“安全病”。
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穗腐病面临无药可治
穗腐病防控面临四大难点：病原种类多，复合侵染普遍；侵染途径复杂，种传、土传、虫传并存；毒素风险贯穿种植、晾晒、储存全链条；缺乏广谱登记药剂，化学防控效果有限。
在这种背景下，抗性育种成为最经济、最可持续的解决路径。田间观察也印证了这一点：不同品种间抗性差异明显，部分含苏湾种质的橘黄色角质型籽粒材料表现出较好的广谱抗性。
问题在于——穗腐病属于典型多基因控制的复杂性状，抗性受环境影响大，单一QTL效应有限。传统育种效率偏低，如何突破？
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育种芯片的技术跃迁
2025年，河南农业大学与中国农业科学院在《Journal of Applied Genetics》发表研究，利用GBTS技术比较SNP与mSNP在穗腐病QTL定位中的效果。
图2 利用SNP和mSNP构建的遗传连锁图谱
研究发现：mSNP构建的遗传图谱标记密度更高；在检测小效应QTL方面具有明显优势；能挖掘更多潜在抗性位点。
这意味着，在复杂抗性改良中，传统单SNP标记已难以满足需求，高密度、多位点整合检测平台成为趋势。基于此，博瑞迪开发了面向产业应用的玉米液相育种芯片，兼具高通量、低成本和灵活升级优势，可同时完成背景恢复率分析与品种真实性验证，为分子辅助回交提供工具基础。
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回交改良是育种效率的革命
传统回交育种通常需要7代以上才能实现99%以上背景恢复。而分子标记辅助选择（MAS）可在3代内实现97%以上恢复率，大幅压缩时间成本。
但现实中，分子标记“实验室成果多、产业应用少”。原因在于：标记来源多基于极端差异材料，缺乏育种价值；不同遗传背景间标记效应不稳定；复杂性状单基因贡献率低；一因多效带来潜在副作用。
因此，真正可落地的路径应是——育种驱动的分子标记开发：基于骨干亲本组配群体；利用DH群体直接开展QTL定位；在真实育种群体中开发专属性标记；与产业化芯片平台结合，实现批量检测。
这种模式下，分子工具不再是“附加实验”，而是嵌入育种流程的效率引擎。
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基因组预测：让抗性选择前移
在此基础上，基因组预测（Genomic Selection）进一步将抗性选择前移。通过构建训练群体模型，可直接预测新材料的抗穗腐病育种值（GEBV），无需等待多年多点表型鉴定。
在DH体系下，这种方法尤其高效：在不增加检测成本的前提下，即可对抗性进行预测筛选，加快绿色抗病新品种培育。
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结语
穗腐病的演变提醒我们：单一病原时代已经过去，复合侵染和毒素风险将成为常态。
在这样的背景下，抗性育种不再只是选优问题，而是系统工程：以高密度育种芯片为工具，以分子辅助回交为路径，以基因组预测为加速器，以真实育种群体为核心资源。
当分子工具真正嵌入产业流程，抗穗腐病改良才能从“经验选拔”走向“精准设计”。
穗腐病防控的关键，不在田间多打一遍药，而在实验室与育种田之间，建立一条真正贯通的技术通道。
参考文献：博瑞迪等
