Селекция на устойчивость к болезням — очень важная стадия в программе улучшения кукурузы.
Если есть возможность, испытания кукурузы на устойчивость следует проводить на участках, где можно ожидать крайне сильного и равномерного поражения растений и других условий, способствующих эффективности исследований. Однако изучению болезнеустойчивости часто мешает недостаточно широкая или неравномерная зараженность. В подобных условиях трудно бывает определить, устойчиво здоровое растение или только избежало заражения. Искусственная инокуляция является эффективным средством в селекции на болезнеустойчивость. Содержание питомников для изучения болезней и применение агротехнических приемов для усиления поражаемости также могут помочь исследователям.
Смит, Хопп и Холберт и Югенхеймер сравнивали частоту поражения кукурузы диплодиозом в условиях естественного и искусственного заражения. Крайне высокая корреляция была обнаружена между естественным заражением и переломами стеблей, между естественным заражением и распространением инфекции в коре или искусственным заражением и распространением гнили в сердцевине.
Инокуляцию стеблей грибом Diplodia можно проводить водной суспензией спор с помощью инокулятора. Пользуясь инокулятором, сконструированным Югенхеймером, можно легко, быстро и эффективно осуществлять искусственное заражение. Инструмент этот легок, достаточно вместителен, легко заполняется и снабжен прочной бесперебойно работающей иглой. Он вмещает около 113 г жидкости, что дает возможность за одно наполнение инокулировать около 300 растений. Во время работы инокулятор следует держать под углом к стеблю, обращенный иглой книзу. Клапан регулирует объем воздуха, контролирующий, поток инокулята. Иглу вводят в середину междоузлия на высоте примерно 30 см от поверхности почвы. Воротничок иглы регулирует глубину укола. Для заражения достаточно одной капли инокулята. Инокуляцию проводят обычно вскоре после опыления.
При другом способе инокуляции используют очистители для трубок, разрезанные на куски длиной по 2,5 см. Их кипятят в воде, дают ей стечь и сушат, а перед самым употреблением замачивают в суспензии спор Diplodia. В стеблях кукурузы с помощью соответствующего пробойника проделывают отверстия, в которые вставляют подготовленные куски очистителей, оставляя их там.
Для третьего способа инокуляции применяют круглые зубочистки. Их кипятят в воде и устанавливают вертикально в сосуды Мезона вместимостью 0,5 л. Культуры гриба выращивают непосредственно на зубочистках. Diplodia обычно образует на них пикниды, заполненные спорами. В стеблях кукурузы пробивают отверстия, вставляют в них зубочистки и оставляют их там. Колер сравнивал эффективность всех трех методов инокуляции спорами Diplodia, и все они дали сходные результаты.
С помощью безнарезного электрического сверла Колверт и Зубер проделывали отверстия для зубочисток, не расщепляя кору стеблей.
Хотя искусственная инокуляция спорами Diplodia дает значительно более надежные результаты, чем естественное заражение, при ее проведении необходимо соблюдать некоторые предосторожности. Непосредственное сравнение линий кукурузы часто нельзя бывает проводить, если они сильно различаются по степени зрелости, выращиваются на почвах с различным уровнем плодородия или бывают в различной степени повреждены засухой, североамериканским клопом-черепашкой, кобылками и др. Инокуляция стеблей в период опыления вызывала более сильное развитие гнили, чем проведенная позднее, хотя класс устойчивости линий сохранялся на одном и том же уровне независимо от даты оценки. Оценку следует проводить, пока ткань нормального стебля сохраняет зеленую окраску. Инокуляция стеблей спорами Diplodia снижала урожай на 11% и приводила к значительной ломкости стеблей, но не влияла на заражение головней, гнилью початков или на преждевременное отмирание стеблей или листьев.
Культуру Diplodia на вареном овсе следует закладывать примерно за 6 недель до того, как она будет нужна. Для получения хорошей споруляции культура в течение 6 недель должна развиваться внутри помещения при дневном свете. Исходную культуру следует выбирать по способности хорошо спорулировать именно в этих условиях. Перед применением культуру гриба следует тщательно мацерировать в воде и профильтровывать через частое сито для удаления более крупного твердого материала.
Колеру не удалось инокулировать стебли кукурузы грибом Gibberella zeae с помощью трех описанных методов. Культуры Gibberella различаются по характеру роста, внешнему виду, споруляции на средах и патогенности.
Колер показал, что распространенность гнили початков колебалась в зависимости от защищенности обвертками, наклона початка и физиологической устойчивости в пределах початков. Он смог усилить пораженность початков гнилью для селекционных целей путем раскрывания початков вручную через 20 дней после опыления и инокуляции початков с помощью гидравлического опрыскивателя или медицинской пипетки.
Колер довел поражение початков гнилью до пропорций эпифитотии, пользуясь одним из описанных выше способов для инокуляции кукурузы смесью спор Diplodia maydis, Gibberella zeae и Fusarium moniliforme. Аллстрап детально описал методы искусственного вызывания эпифитотий болезней листьев кукурузы.
Селекция на устойчивость к головневым и ржавчинным болезням затруднена наличием многочисленных физиологических рас патогенов и отсутствием вполне удовлетворительного метода искусственной инокуляции. Использование естественного заражения позволило отобрать инбредные линии и гибриды, устойчивые к Ustilago maydis.