玉米穗腐病和茎腐病镰孢菌病原学相互关系及遗传多态性研究

 本文从体内传播和体外传播2条途径,研究了玉米穗、茎腐病串珠镰孢菌(Fusarium moniliforme)和禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)在侵染循环上的相互联系,并运用营养亲和性、血清学、同工酶电泳和RAPD分析4种方法,从营养体、蛋白质、核酸3个不同层次,对北方地区玉米穗腐病镰孢菌和茎腐病镰孢菌在病原学上的相互关系进行了全面的研究,同时对北方地区玉米穗、茎腐病镰孢菌的遗传多态性进行了研究。     

玉米穗、茎腐病镰孢菌相互关系的血清学研究

运用血清学方法研究了沈阳、河北、北京、吉林4个地区玉米穗、茎腐病镰孢菌在病原学上的相互关系。结果发现:各地区玉米穗、茎腐病串珠镰孢菌(Fusarium moniliforme)具有高度的同源性,亲缘关系近。各地区玉米穗、茎腐病禾谷镰孢菌(F.graminearum)的亲缘关系因地域不同而有差异。沈阳穗、茎腐病禾谷镰孢菌之间差异明显,存在生理分化现象;吉林玉米穗、茎腐病病原物存在较高的相似性,但也有一定的差异;而河北玉米穗、茎腐病禾谷镰孢菌具有高度的同源性。     

玉米镰孢菌穗、茎腐病侵染循环的相互关系

玉米穗腐病和茎腐病是玉米主要病害。茎腐病多数病株明显发生根腐,茎基节间产生不规则状褐斑,随后很快变软,内部空松,导致果穗下垂、籽粒干瘪、整株青枯或黄枯,明显减产。玉米穗腐病的主要致病菌为串珠镰孢菌Fusarium moniliforme和禾谷镰孢菌Fusarium graminearum,茎腐病的主要致病菌除腐霉菌外,也有与穗腐病相同的禾谷镰孢菌     

中国玉米茎基腐病和穗腐病研究进展

 本文综述了我国在玉米茎基腐病和穗腐病病原学、致病性和寄主抗性机制与综合治理的研究进展。深入探讨了以往我国学者关于引起茎基腐病病原学的不同观点。根据2种病害的病原镰孢菌在可溶性蛋白质、血清学、同功酶和DNA等不同水平的多态性分析,镰孢菌在寄主根和茎组织内侵染过程示踪和孢子捕捉试验结果,重点讨论了2种镰孢菌病害在病原学侵染规律方面的相互关系,概述了2种病害寄主抗性生理生化机理、抗性遗传和以生物防治为核心的综合治理措施研究进展。     

假禾谷镰孢引起的小麦茎基腐病发生危害与防控研究进展

小麦茎基腐病近年来在我国发生日趋严重,不但威胁我国粮食安全,还存在真菌毒素污染的潜在威胁,危害人畜健康。本文概述了小麦茎基腐病的危害现状以及在不同地区引起该病害的优势镰孢菌种类,明确了假禾谷镰孢Fusarium pseudograminearum在我国多个小麦主产区已逐渐上升为茎基腐病的优势病原。在此基础上,进一步分析了假禾谷镰孢的侵染循环和遗传多样性,揭示了小麦茎基腐病严重发生与土壤中的病原菌积累、农业措施及多种环境气候因素,尤其是干旱环境密切相关。总结了目前已报道的调控假禾谷镰孢致病的关键蛋白,揭示了假禾谷镰孢的产毒类型,明确了脱氧雪腐镰刀菌烯醇 (DON) 合成的生化途径,不同杀菌剂对镰孢菌毒素合成的影响,以及杀菌剂刺激或抑制DON合成的机制。并以“防病减毒”为目的,提出了多种协同防病的综合防治措施,可为小麦茎基腐病绿色防控提供参考。     

2009年甘肃省玉米穗腐病、茎基腐病的发生危害

2009年对甘肃省9个市的21个县、区玉米穗腐病、茎基腐病的发生危害情况进行了全面调查,并采集病害标样,进行病原分离。调查结果表明,玉米穗腐病、茎基腐病在全省各玉米种植区均普遍严重发生,病田率100%,病穗率和病株率平均为63.57%和34.47%。初步分离结果表明,全省玉米穗腐病、茎基腐病的主要致病菌为禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌和轮枝镰孢菌,但在地区间的分布有明显差异。     

江苏省玉米茎腐病菌种类鉴定

作者于1992～1995年,从江苏省玉米主产区采集的玉米茎腐病标样中分离获得105个菌株,经鉴定,致病菌种类有肿囊腐霉(Pythium inflatum)、禾生腐霉(P.graminicola)、串珠镰孢浙江变种(Fusarium moniliforme var.zhejiangensis)、串珠镰孢中间变种(F.moniliforme var.intermedium)、串珠镰孢胶孢变种(F.moniliforme var.subglutinans)、禾谷镰孢(F.graminearum)、拟枝孢镰孢厚膜变种(F.sporotrichioides var.chlamydosporum)、尖孢镰孢芬芳变种(F.oxysporum var.redolens)、接骨木镰孢(F.sambucinum)、茄病镰孢(F.solani)、半裸镰孢(F.semitectum)等11个种或变种。其中串珠镰孢浙江变种出现频率最高,占44.8％,肿囊腐霉和禾生腐霉致病力最强,这两类菌是江苏玉米茎腐病主要病原。     

重庆及周边地区玉米穗腐病致病镰孢菌的分离与鉴定

为明确重庆及周边地区玉米穗腐病致病镰孢菌的种群组成及其分布,于2014—2015年在32个区县98个乡镇采集玉米穗腐病样品,采用种子健康检测法分离病原物,通过形态学特性、培养特征和分子生物学等方法鉴定镰孢菌种。结果表明,在获得的111个镰孢菌分离物中鉴定出10种致病镰孢菌,分别为拟轮枝镰孢、层出镰孢、禾谷镰孢复合种、尖镰孢复合种、藤仓镰孢、木贼镰孢、黄色镰孢、变红镰孢、九州镰孢和茄镰孢,其总分离频率依次为38.70%、17.10%、17.10%、11.70%、7.20%、3.60%、1.80%、0.90%、0.90%和0.90%;除渝东南区域外,在其它区域拟轮枝镰孢的分离频率最高,其次为层出镰孢和禾谷镰孢复合种;对禾谷镰孢复合种分离物的翻译延伸因子TEF-1α基因测序比对发现,该复合种由南方镰孢和亚洲镰孢组成。研究表明,重庆地区玉米穗腐病优势致病镰孢菌为拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种和层出镰孢。     

玉米顶腐病鉴定

报道了玉米顶腐病发生的系统性症状特点及病原菌鉴定的结果。玉米顶腐病抽穗前主要表现叶缘缺刻、叶片枯死、扭曲卷裹、弯头、顶叶丛生;抽穗后表现为叶片基部腐烂,叶鞘、茎秆腐烂,植株畸形。叶缘缺刻和叶片撕裂是顶腐病区别于其他病害的鉴别性特征。引起玉米顶腐病的病原菌小分生孢子呈假头状着生,而不是串珠状着生,因此,将该病原菌鉴定为亚粘团镰孢霉[Fusarium subglutinans（Wr．＆Reink．）Nelson,Toussoun ＆ Marasas]。引起茎、叶部两种症状的亚粘团镰孢霉同源性很高,在遗传上具有较高的相似性,是同一病原。与串珠镰孢霉复合侵染可加重病害的发生,其发病率较单独接菌高11．1％。     

玉米顶腐病鉴定

报道了玉米顶腐病发生的系统性症状特点及病原菌鉴定的结果。玉米顶腐病抽穗前主要表?叶缘缺刻、叶片枯死、扭曲卷裹、弯头、顶叶丛生;抽穗后表?为叶片基部腐烂,叶鞘、茎秆腐烂,植株畸形。叶缘缺刻和叶片撕裂是顶腐病区别于其他病害的鉴别性特征。引起玉米顶腐病的病原菌小分生孢子呈假头状着生,而不是串珠状着生,因此,将该病原菌鉴定为亚粘团镰孢霉[Fusarium subglutinans(Wr.&;Reink.)Nelson,Toussoun&;Marasas]。引起茎、叶部两种症状的亚粘团镰孢霉同源性很高,在遗传上具有较高的相似性,是同一病原。与串珠镰孢霉复合侵染可加重病害的发生,其发病率较单独接菌高11.1%。     

玉米穗、茎腐病镰刀菌相互关系的同工酶分析

对沈阳、河北、北京、吉林等地区玉米穗、茎腐病禾谷镰刀菌和串珠镰刀菌进行了可溶性蛋白和同工酶的聚丙烯酰胺凝胶电泳。以研究玉米穗、茎腐病镰刀菌在病原学上的相互关系。结果表明：各地区玉米穗、茎腐病串珠镰刀菌均具有高度的同源性,相似系数在0．89～0．98之间,菌株间差异表现为个体间多样性。两种病害禾谷镰刀菌病原学的相互关系因地域不同而不同。河北、吉林两地区穗、茎腐病禾谷镰刀菌间均未发现生理分化现象,相似系数均在0．93以上。沈阳地区玉米穗、茎腐病存在明显的生理分化现象,相似系数仅为0．65～0．67。     

玉米禾谷镰孢茎腐病和穗腐病抗性鉴定接种方法的比较

田间采用不同人工接种鉴定方法对92份玉米种质同步进行玉米禾谷镰孢茎腐病和穗腐病抗性评价与筛选, 明确了东北春玉米产区玉米禾谷镰孢茎腐病?穗腐病抗性鉴定的最佳接种方法:茎节注射法在玉米禾谷镰孢茎腐病抗性精准鉴定中可更好地评价玉米种质的抗病性, 综合考虑接种方法的实用性和可操作性, 菌土覆盖法对大体量的规模化种质进行田间抗病性鉴定更具有优势; 双牙签法对玉米穗腐病抗性鉴定中在种质接种后发病的严重度?田间进行接种的可操作性和实用性等方面均优于花丝通道法?同时筛选出对玉米禾谷镰孢茎腐病抗性稳定的种质52份, 对穗腐病抗性稳定的种质66份, 对2种病害均表现稳定抗性的兼抗种质33份?     

安徽省玉米穗腐病主要致病镰孢菌的分离与鉴定

为明确安徽省玉米穗腐病主要致病镰孢菌的种类,采用单孢分离、形态学鉴定和分子生物学鉴定的方法,对2017年采集自安徽省6个玉米主产区——合肥市、蚌埠市、淮北市、阜阳市、亳州市和宿州市的玉米穗腐病病样进行了分离鉴定。在获得的455株镰孢菌中,拟轮枝镰孢菌、禾谷镰孢复合种、层出镰孢菌、尖孢镰孢菌和黄色镰孢菌的分离频率分别为59.13%、21.28%、13.68%、5.12%和0.79%。其中拟轮枝镰孢菌在各地的分布最广,属于安徽省的优势致病镰孢菌。     

玉米穗粒腐病的病原菌鉴定及致病性测试

在陕西省25个县调查玉米穗粒腐病,采集病穗标样570份。霉坏籽粒达到果穗面积1/3以上的发病严重果穗占35.61％。分离得到1308个菌株,鉴定为17个种,分属14个属,其中串珠镰刀菌出现频率最高,占42.58％,其次为禾谷镰刀菌,占20.34％。对串珠镰刀菌、禾谷镰刀菌等10种主要病原菌进行致病性测试,平均病级1.14～2.41,病情指数22.9～48.4。串珠镰刀菌是玉米穗粒腐病的优势病原菌,禾谷镰刀菌为次优势菌种。     

五味子茎基腐病发生初报

通过对辽宁省多个地区的调查,发现此病害发生普遍,尤其是二年生的五味子茎基腐病发生严重。五味子茎基腐病在5月上旬开始出现,6月初为发生盛期。本文对五味子茎基腐病进行了症状描述,并对不同地点采集的病样分别进行木质部和韧皮部病原物的分离、纯化。对分离得到的菌株按照柯赫氏法则进行致病性测定并对病原菌进行鉴定,结果表明,此病害可由木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)、茄腐镰刀菌(F.solani)、尖孢镰刀菌(F.oxysporum)和半裸镰刀菌(F.semitectum)4种镰刀菌属真菌引起。针对此病害的发生特点,提出了相应的防治措施。     

Diversity and pathogenicity of Fusarium graminearum species complex from maize stalk and ear rot strains in northeast China

The Fusarium graminearum species complex (FGSC) is an important group of pathogens distributed in maize‐producing areas worldwide. This study investigated the genetic diversity and pathogenicity of 40 FGSC isolates obtained from stalk rot and ear rot samples collected from 42 locations in northeastern China during 2013 and 2014. A phylogenetic tree of translation elongation factor (EF‐la) sequences designated the 40 isolates as F. graminearum sensu stricto (67.5%) and F. boothii (32.5%). By using inter‐simple sequence repeat analysis (ISSR), it was shown that the isolates were divided into two clades, which corresponded to the species identity of the isolates. However, the isolates from the two different diseases could not be distinguished in pathogenicity. The disease severity index of seedlings inoculated with stalk isolates was slightly higher than that of seedlings inoculated with isolates from infected ears, whereas the pathogenicity of the stalk and ear isolates were identical.     

The development of a rapid PCR assay for detection of Fusarium moniliforme

The fungus Fusarium moniliforme infects a wide range of crops throughout the world. In maize (Zea mays L.) it causes seedling blight and root, stalk, and ear rots. A simple procedure that can be used to detect infection by F. moliliforme from infected plant tissues has been developed. A F. moniliforme genomic library was prepared and used to identify the recombinant clones containing fungal DNA sequences not hybridizing with the DNA of the host plant, maize. Based on the nucleotide sequence information obtained from the F. moniliforme pUCF2 genomic clone, specific oligonucleotides were designed and used as primers for in vitro DNA amplification by the polymerase chain reaction. An amplification product was obtained with F. moniliforme DNA preparations whereas no amplified DNA was detected with DNAs from other fungal pathogens, including various Fusarium species, or from the host plant. This PCR analysis was successfully employed to identify F. moniliforme directly from the mycelia that develop from naturally infected maize seeds, with no need to obtain pure fungal cultures for reliable diagnosis. The protocol can be used for the diagnosis of infected plants and soils in epidemiological studies of Fusarium diseases, for seed health testing, and for evaluation of susceptibility to colonization in commercial maize hybrids.