西南地区玉米穗腐病病原分离鉴定及接种方法研究

2010-2011年,从我国西南地区16个市(县)主要玉米产区采集玉米穗腐病标样190份,采用组织分离培养法分离得到393个菌株,将传统形态学分类方法与分子生物学方法相结合,共鉴定出15个种属,其中以拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)分离频率最高为40.20%,为优势菌株;其次为禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum),分离频率为15.01%。选用优势菌株拟轮枝镰孢菌采用花丝注射法、籽粒注射法、花丝喷雾法3种方法进行了穗腐病接种方法筛选,结果表明,籽粒注射法有利于病原菌的侵染发病,发病程度适中,是一种比较理想的接种方法。采用此方法对西南主要推广品种进行了抗病性鉴定,品种间对拟轮枝镰孢菌抗性存在显著差异,无高抗品种,表现好的品种有正大619,正大818,迪卡007,农乐988,正红505和神珠7号等6份。     

玉米镰孢穗腐病菌接种方法的研究

为了给玉米穗腐病的田间大规模抗性鉴定提供简便、易行、准确的人工接种方法,本研究采用不同的方法分别人工接种拟轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌,对不同接种方法的致病效果进行比较研究.结果表明,在分别人工接种拟轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌后,采用玉米孢子液和绿豆孢子液接种玉米的接菌方法,穗腐病发病效果优于其他接菌方法(单牙签、双牙签、带菌玉米粒和伤口-带菌玉米粒)的发病效果.另外,该次鉴定的10份供试玉米自交系中,承351、丹598和吉V203同时对拟轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌引起的玉米穗腐病表现为抗病,而PHTD5、吉V023和KX对两种病原菌引起的玉米穗腐病表现为感病.以期为玉米穗腐病抗性鉴定工作和抗性遗传改良提供一定的参考依据.     

对两种病原菌引起的玉米穗粒腐病的抗性遗传及QTL定位研究可行性分析

穗粒腐病是目前在我国全国范围内普遍发生的一种玉米生产上的主要病害,该病不仅降低玉米产量,而且严重影响玉米的品质。玉米穗粒腐病在我国主要以轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌这两种优势菌复合侵染为主,单纯对一种病原菌开展遗传研究已不能从根本上解决生产上的实际问题。本研究对利用同时高抗轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌,来源于热带、亚热带的优异抗病材料CM121和CM132为亲本和共同的感病亲本N6组配的两个F2∶3群体,对这两种病原菌引起的玉米穗粒腐病的抗性遗传规律和抗性QTL定位研究作了进一步分析。旨在分别阐明玉米对轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌的抗性遗传规律及QTL定位的基础上,同时发现二者之间的抗性遗传共性和兼抗的QTLs位点的可行性,以期为抗玉米穗粒病育种提供理论支持和分子功能标记,并且为进一步的主效抗病QTLs位点的精细定位及克隆奠定基础。     

广西玉米穗腐病致病镰孢种群构成与毒素化学型分析

目的 明确广西玉米穗腐病致病镰孢的种群构成及毒素化学型,为玉米穗腐病的综合防治、品种的合理布局和抗病育种提供重要指导和理论依据。方法 从广西玉米主产区采集玉米穗腐病样本,经组织分离和单孢纯化共获得138个镰孢菌分离物,分别来自21个县（区）。利用形态学和分子生物学相结合的方法进行镰孢菌种的鉴定,构建TEF-1α系统发育树,利用产毒基因特异性引物进行毒素化学型检测。结果 在138个镰孢菌分离物中,鉴定出10种镰孢菌,包括拟轮枝镰孢（Fusarium verticillioides）、层出镰孢（F. proliferatum）、九州镰孢（F. kyushuense）、南方镰孢（F. meridionale）、甘蔗镰孢（F. sacchari）、藤仓镰孢（F. fujikuroi）、亚洲镰孢（F. asiaticum）、轮纹镰孢（F. concentricum）、变红镰孢（F. incarnatum）和禾谷镰孢（F. graminearum）,分离频率依次为50.72%、12.32%、10.87%、8.70%、6.52%、3.62%、3.62%、1.45%、1.45%和0.72%。禾谷镰孢复合种（F. graminearum species complex,FGSC）由南方镰孢、亚洲镰孢和禾谷镰孢3个独立种组成。拟轮枝镰孢为优势致病菌,禾谷镰孢复合种、层出镰孢和九州镰孢为次优势致病菌,而甘蔗镰孢和轮纹镰孢则是国内首次报道为玉米穗腐病致病菌。拟轮枝镰孢、层出镰孢、甘蔗镰孢和藤仓镰孢检测到伏马毒素关键合成基因FUM1的菌株数分别为67、13、5、3,具有潜在的产伏马毒素能力,轮纹镰孢则未检测到FUM1。供试禾谷镰孢复合种、九州镰孢和变红镰孢菌株的毒素化学型有4种：NIV、15-ADON、NIV+15-ADON和DON+15-ADON。8个九州镰孢菌株、2个亚洲镰孢菌株、2个南方镰孢菌株和1个变红镰孢菌株携带NIV毒素化学型;2个南方镰孢菌株携带15-ADON毒素化学型;8个南方镰孢菌株、2个九州镰孢菌株、1个亚洲镰孢菌株和1个变红镰孢菌株携带NIV+15-ADON毒素化学型;只有1个禾谷镰孢菌株携带DON+15-ADON毒素化学型。未检测到3-ADON毒素化学型菌株。结论 拟轮枝镰孢为广西玉米穗腐病优势致病菌,禾谷镰孢复合种、层出镰孢和九州镰孢为次优势致病菌。拟轮枝镰孢、层出镰孢、甘蔗镰孢、藤仓镰孢均检测到FUM1,广西禾谷镰孢复合种的主要毒素化学型为NIV和15-ADON,变红镰孢和部分九州镰孢的主要毒素化学型为NIV。广西玉米穗腐病镰孢菌种群构成与我国温带玉米相关研究结果存在差异,原因可能为镰孢菌种群适应广西热带和亚热带高温、高湿的玉米生长环境并因此导致毒素化学型的不同。     

我国部分常用玉米种质资源对镰孢菌病害的抗性评价

【目的】玉米穗腐病、茎腐病和鞘腐病是我国玉米产区普遍发生的三大镰孢菌（Fusarium spp.）病害,近年来有严重混和发生的趋势,三大病害主要致病菌分别为拟轮枝镰孢（F. verticillioides）、禾谷镰孢（F. graminearum）和层出镰孢（F. proliferatum）。种植抗病品种是控制该类病害最经济有效的方法,本研究旨在筛选出单抗或兼抗穗腐病、茎腐病和鞘腐病的玉米种质,为玉米品种的科学选育和合理布局提供参考。【方法】选取我国玉米种质B73、B37、郑58、昌7-2、齐319等16个常用育种自交系,将玉米穗腐病主要病原菌拟轮枝镰孢、茎腐病主要病原菌禾谷镰孢及鞘腐病主要病原菌层出镰孢分别接种于玉米果穗、茎秆及叶鞘,具体方法为待整株长到吐丝期用连动注射器将拟轮枝镰孢孢子悬浮液沿花丝通道注射到健康玉米果穗;将健康玉米地上第一节的茎部用针扎孔后向其中注射禾谷镰孢孢子悬浮液;将层出镰孢孢子悬浮液沿健康玉米植株叶基部接种到地上2—5节间的叶鞘内。以上各种接种方式均使用无菌水作为对照。在2016年和2018年度进行人工田间接种试验,通过评价穗腐病、鞘腐病的病情指数以及茎腐病发病面积,评估所选自交系对以上镰孢菌引起的穗腐病、茎腐病和鞘腐病的抗性级别。【结果】供试自交系中吉853、OH43和X178对穗腐病表现为中抗,B73、B37、PH6WC、掖478、郑58、9058、昌7-2、浚928、Mo17、A619、PH4CV、齐319和13-1077共13份材料为感病或高感;齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对茎腐病表现为中抗或高抗,郑58、掖478、PH6WC、浚928、吉853、A619和OH43共7份材料表现为感病或高感;B73、B37、郑58、掖478、PH6WC、9058、昌7-2、吉853、浚928、Mo17、A619、PH4CV、OH43、齐319和13-1077共15份材料对鞘腐病表现为中抗或抗病。从16个自交系所在种群来看,瑞德群对穗腐病表现为感病,兰卡斯特群和唐四平头群对鞘腐病表现为抗病,其他群对3种镰孢菌病害抗性水平的离散程度较大,无明显规律。【结论】供试自交系吉853和OH43对鞘腐病和穗腐病表现为中抗或抗性,齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对鞘腐病和茎腐病表现为中抗、抗性或高抗,但尚未筛选到对3种病害均有较好抗性的材料,有待于进一步筛选其他种质资源。     

山西省玉米穗腐病病原镰孢菌的分离与鉴定

为明确山西省玉米穗腐病的病原菌种类,采用常规组织分离法对山西省晋城市和太谷县的玉米穗腐病的病原菌进行了分离、纯化,从采集的玉米穗腐病病样中共分离到53个菌株,经形态学鉴定,分别为轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)、禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)和半裸镰孢菌(Fusarium semitectum),其中轮枝镰刀菌F.verticillioides的分离频率为46.7%,属优势种群。致病性测定结果表明,轮枝镰孢菌与禾谷镰孢菌为山西省玉米穗腐病的病原菌,且两者复合侵染对玉米造成的为害最严重。这一结果为进一步研究和控制该病提供了可靠的理论依据。     

东北地区玉米穗腐镰孢菌种类鉴定及拟轮枝镰孢菌遗传多样性

为明确东北地区玉米穗腐病致病镰孢菌的种类及拟轮枝镰孢菌的多样性,于2015~2016年在东北4个省30个区县进行玉米穗腐病样品的采集,通过形态学及分子生物学方法对分离获得的镰孢菌的种类进行鉴定,并用ISSR分子标记技术对40株拟轮枝镰孢菌进行遗传多样性分析。结果表明:在获得的122株镰孢菌分离物中鉴定出包括禾谷镰孢菌、层出镰孢菌、亚粘团镰孢菌和拟轮枝镰孢菌共4个种,其分离频率分别为4.92%、7.38%、10.66%和77.05%。从区域分布来看,拟轮枝镰孢菌的分布最广,在所有采样县区均有分布。在30个县区采集的玉米穗腐病样品中,有7个县区分离到亚粘团镰孢菌,有5个县区分离到层出镰孢菌,有2个县区分离到禾谷镰孢菌,分别占采集县区样本的23.33%、16.67%和6.67%,说明拟轮枝镰孢菌是东北地区玉米穗腐病的优势致病菌。ISSR-PCR结果表明,筛选出的8条ISSR引物共扩增出45条清晰条带,其中27条为多态性条带,不同引物对供试菌株扩增的条带数不同,引物842扩增的条带最多,引物873扩增的条带最少,多态性条带的比例分别是66.7%和50%。聚类分析结果表明,供试菌株间的遗传相似系数为0.75~1.00,当遗传相似系数为0.97时,供试菌株被全部分开。拟轮枝镰孢菌ISSR类群的划分与其地理来源没有明显的相关性。     

黑龙江农垦玉米穗腐病发生情况调查

笔者对黑龙江农垦玉米穗腐病发生情况进行调查,共调查了4个管局的15个农场。结果表明,2020年黑龙江农垦玉米穗腐病平均发病率为4.3%,发生最严重的是云山农场,病穗率为6.7%;其次是二九一农场和八五三农场,而八五四农场穗腐病的发病率最轻,为2.6%。文章经过组织分离和形态学鉴定,发现禾谷镰孢菌(F.graminearum)是黑龙江农垦玉米穗腐病的主要病原菌,其次是拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)和木霉菌(Trichoderma)。     

拟轮枝镰孢菌毒素粗提液对玉米种子发芽及幼苗生长的影响

为建立玉米杂交种和自交系利用拟轮枝镰孢菌毒素抗性筛选的试验方法,制备拟轮枝镰孢菌毒素粗提液,测定不同稀释倍数毒素粗提液对2个玉米杂交种和4个玉米自交系处理4和6 d后的种子发芽抑制率、胚根生长抑制率以及幼苗致萎效果,分析不同抗性玉米种质、毒素稀释倍数和处理时间对玉米种子发芽、胚根和幼苗生长的影响。结果表明,易感杂交种豫玉22与抗性杂交种农大108的种子发芽抑制率和胚根生长抑制率均存在极显著差异(P<0.01);在处理后4、6 d时,前者的种子发芽抑制率、胚根生长抑制率分别比后者高7.2%、11.3%、12.7%、11.8%。在对玉米杂交种幼苗致萎蔫试验中,用稀释2倍和5倍的毒素粗提液处理,豫玉22与农大108杂交种幼苗间的萎蔫程度也存在显著差异(P<0.05)。拟轮枝镰孢菌毒素粗提液对不同抗性玉米种质种子发芽、幼苗生长的影响存在显著差异,为利用拟轮枝镰孢菌毒素粗提液对玉米品种进行苗枯病抗性鉴定和筛选提供理论依据。     

吉林省玉米穗腐病致病镰孢菌的鉴定与部分菌株对杀菌剂的敏感性

【目的】明确吉林省玉米穗腐病主要致病镰孢种群分布及杀菌剂对镰孢菌菌丝生长的抑制效果,为针对性地开展玉米镰孢穗腐病的防治提供依据。【方法】通过组织分离法和分子生物学方法对2020年采自吉林省36个市(县)的149份玉米穗腐病样品进行病原菌分离鉴定，利用禾谷镰孢复合种(Fusarium graminearum species complex,FGSC)毒素合成相关基因特异性引物检测其产生毒素的化学型，对部分禾谷镰孢复合种进行致病力测定；采用菌丝生长速率法测定7种杀菌剂对禾谷镰孢复合种的抑制效果。【结果】分离获得233株镰孢菌，隶属4个镰孢复合种，含9种镰孢菌，包括拟轮枝镰孢(F.verticillioides)、布氏镰孢(F.boothii)、禾谷镰孢(F.graminearum)、层出镰孢(F.proliferatum)、亚洲镰孢(F.asiaticum)、厚垣镰孢(F.chlamydosporum)、藤仓镰孢(F.fujikuroi)、木贼镰孢(F.equiseti)和亚黏团镰孢(F.subglutinans)，分离频率依次为33.05%、26.18%、25.32%、12.45%、0....     

玉米杂交种抗镰孢菌穗腐病鉴定筛选

采用双牙签法将玉米穗腐病病原串珠镰刀菌和禾谷镰孢菌混合物接种到50份玉米杂交种上,对其进行抗穗腐病鉴定,筛选出高抗（HR）玉米杂交种2份,抗病（R）玉米杂交种31份。     

玉米穗,茎腐病病原学相互关系及发病条件的研究

玉米穗、茎腐病病原学的相互关系研究表明：其优势致病菌禾谷镰孢菌和串珠镰抱菌均可交互侵染引起这两种病害,并且能从植株的外侧和内部由基部向穗部传染,初步证实引起穗腐病的镰孢菌是来自茎腐病的镰孢菌。穗、茎腐病的发病条件试验结果显示,玉米茎腐病与玉米品种的抗性、生育期、种植密度、地势、降水和施肥等的关系极为密切,而玉米穗腐病与玉米品种的抗性、土壤类型、种植形式和螟害的关系密切。通过施用钾肥和防治玉米螟可有效地减轻玉米茎腐病和穗腐病的危害。     

Resistance Evaluation of Some Commonly Used Maize Germplasm Resources to Fusarium Diseases in China

【Objective】 Maize ear rot, stalk rot and sheath rot are the three common Fusarium diseases in maize producing areas in China, and there is a trend of serious mixing occurrence in recent years. The main pathogens of the three major diseases are F. verticillioides, F. graminearum and F. proliferatum. Planting resistant varieties is the most economical and effective method to control this kind of diseases. The objective of this study is to screen out the maize resistant germplasms to ear rot, stalk rot and sheath rot, and to provide references for scientific breeding and rational layout of maize varieties.【Method】 Sixteen common inbred lines of maize including B73, B37, Zheng 58, Chang 7-2, Qi 319 and so on were selected to inoculate F. verticillioides, F. graminearum, and F. proliferatum on maize ears, stalks and sheaths, respectively. The suspension spores of F. verticillioides were injected into healthy maize ears along the filament channel with a continuous syringe at silk stage. The stem of the first aboveground segment of healthy maize was pinned and then injected with the suspension spores of F. graminearum. The suspension spores of F. proliferatum were injected into the sheath of the aboveground 2-5 internodes along the base of healthy maize sheath. Sterile water was used as control. In 2016 and 2018, experiments were conducted in fields to evaluate the disease index of ear rot, sheath rot and the lesion areas of stalk rot, so as to evaluate the resistance level to the ear rot, stalk rot and sheath rot.【Result】 The tested inbred lines Ji 853, OH43 and X178 were moderate resistance to ear rot, 13 of the tested inbred lines such as B73, B37, PH6WC, Ye 478, Zheng 58, 9058, Chang 7-2, Xun 928, Mo17, A619, PH4CV, Qi 319 and 13-1077 were sensitivity or high sensitivity to ear rot; 8 of the tested inbred lines including Qi 319, PH4CV, Mo17, 9058, B37, B73, Chang 7-2 and 13-1077 were moderate resistance and high resistance to stalk rot, 7 of the tested inbred lines such as Zheng 58, Ye 478, PH6WC, Xun 928, Ji 853, A619 and OH43 were sensitivity or high sensitivity to stalk rot; 15 of the tested inbred lines such as B73, B37, Zheng 58, Ye 478, PH6WC, 9058, Chang 7-2, Ji 853, Xun 928, Mo17, A619, PH4CV, OH43, Qi 319 and 13-1077 were moderate resistance or resistance to sheath rot. According to the population of 16 inbred lines, Reid group was susceptible to ear rot. Lancaster group and Tangsipingtou group were resistant to sheath rot. The resistant levels of other groups to Fusarium diseases dispersed to a large extent, and there was no obvious regularity.【Conclusion】 The tested inbred lines Ji 853 and OH43 showed moderate resistance or resistance to sheath rot and ear rot, 8 of the tested inbred lines including Qi 319, PH4CV, Mo17, 9058, B37, B73, Chang 7-2 and 13-1077 showed moderate resistance, resistance or high resistance to sheath rot and stalk rot, but the materials with good resistance to all three diseases had not yet been screened, and other germplasm resources needed to be further screened.     

玉米种质资源抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定

[目的]建立和完善玉米种质抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定的方法,对遗传背景丰富的玉米种质资源进行腐霉茎腐病和镰孢茎腐病的抗性精准鉴定,筛选出对2种茎腐病具有稳定抗性的种质资源,为玉米抗病育种奠定基础.[方法]对2004份具有广泛遗传背景的玉米种质进行多年多点的自然发病抗性鉴定,初步筛选出抗茎腐病或综合性状优良的代表性...     

四川省玉米穗腐病研究初报

四川省玉米穗腐病日趋严重,全省平均发病率在10%-40%之间,重病年份1998年高达75%。分离鉴定出7个属的病原真菌,它们是：串珠镰刀菌（Fusarium moniliforme)、木霉菌（Trichoderma sp.）、离蠕孢菌（Bipolaris sp.)、禾谷镰刀菌（F.graminearum)、丝核菌（Rhizoctonia sp.）、青霉菌（Penicillium sp.)、黄曲霉素（Aspergillus flavus)、黑曲霉（A.niger)和毛霉菌（Mucor sp.);其中串珠镰刀菌,结果以注射法的发病率适中且操作简便易于控制,人工接种抗性鉴定结果表明,不同玉米自交系和杂交品种对镰刀菌穗腐的抗病性存在极显著差异。     

玉米种质资源的抗穗腐病鉴定

[目的]筛选抗玉米穗腐病的种质资源。[方法]采用牙签法接种串珠镰刀菌,对54份玉米自交系进行抗穗腐病鉴定。[结果]筛选出高抗(HR)自交系3份、抗病(R)玉米自交系5份。不同来源的材料抗病性有较大差异:海92-1的选系抗性较差,大多属于高感材料;热带亚热带玉米改良自交系抗性较好。[结论]为有效开展玉米抗穗腐病育种工作提供了理论依据。     

玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病抗性鉴定与评价

【目的】 系统评价新疆玉米种质资源对玉米茎腐病优势病原菌的抗性水平,为玉米抗茎腐病遗传育种及防治提供科学依据。【方法】 采用田间人工土壤埋接法,对62份玉米种质资源进行抗肿囊腐霉(P. inflatum)茎腐病水平鉴定,鉴定及评价100份玉米种质资源的抗镰孢茎腐病水平。【结果】 62份种质资源抗肿囊腐霉(P. inflatum)茎腐病达到高抗(HR)7份,占比11.29%,抗(R)、中抗(MR)、感(S)、高感(MS)材料分别为5份、18份、5份和27份,依次占比8%、29%、8%和24%。100份种质资源抗镰孢茎腐病鉴定与评价则筛选出高抗(HR)、抗(R)、中抗(MR)、感(S)、高感(MS)材料分别为14份、16份、37份、15份和18份。病株率与株高、穗长、穗粗呈极显著负相关,高杆穗粗的玉米品种具有良好的抗病基础。而干穗重、粒重、百粒重与病株率呈显著或极显著负相关,病株率对产量指标具有极大的影响。21KBL054抽雄期、吐丝期、散粉期受影响程度较小,分别推迟2、2和4 d,21KBL096受影响程度严重,抽雄期、吐丝期、散粉期则分别推迟13、12和8 d。21KBL058病株平均株高(224.80cm)、穗位(83.09 cm)较对照相比分别增长(22.15%、51.76%),而处于同一抗性水平的21KBL045病株平均株高、穗位为186.50和72.64 cm,较对照相比增幅仅为(-0.40%、3.04%)受影响程度较小。【结论】 筛选出21KBL096、21KBL030、21KBL033等优异抗病性且田间性状稳定的抗病品种。     

玉米穗,茎腐病禾谷镰孢菌和串珠镰孢菌同工酶分析

对沈阳、河北、吉林、北京等地区玉米穗、茎腐病禾谷镰孢菌和串珠镰孢菌进行了可溶性蛋白和同工酶聚丙烯酰胺凝胶电泳,以研究玉米穗、茎腐病同种镰孢菌是否存在寄生专化性或生理分化现象。结果表明：各地区的玉米穗、茎腐病串珠镰孢菌同源性高,亲缘关系近,相似性系数在0．86～0．98之间,菌株间差异仅表现为个体间多样性。而两种病害禾谷镰孢菌亲缘关系困地区不同而有差异,河北、吉林两地区穗、茎腐禾谷镰孢菌间均具有很近的亲缘关系,相似性系数在0．93以上;但沈阳地区禾谷镰孢菌亲缘关系相对较远,相似性系数仅为0．65～0．67。