对改良玉米自交系多种穗腐病的抗性鉴定与评价

2022年应用2种人工接种方法对79份改良的自交系进行玉米拟轮枝镰孢穗腐病、玉米禾谷镰孢穗腐病、玉米木霉穗腐病、玉米青霉穗腐病的抗性鉴定与评价。结果表明,大部分自交系对玉米拟轮枝镰孢穗腐病、禾谷镰孢穗腐病、青霉穗腐病抗性较好,对木霉穗腐病抗性表现中等。经筛选得到兼抗4种穗腐病的多抗性种质12份,为抗病品种的选育提供了重要材料。     

玉米抗穗腐病研究进展

玉米是世界上最重要的农作物之一,中国玉米总产量占全国所有谷物产量的38.12%。穗腐病是玉米生产中的重要病害,在降低玉米产量和品质的同时,产生的毒素也危害人畜安全。抗性品种的选育和利用是控制玉米穗腐病的经济、安全和有效措施。目前,国内外对玉米穗腐病的致病菌进行了较为详细的研究,鉴定出40余种病原真菌,其中拟轮枝镰孢、禾谷镰孢和黄曲霉引起的穗腐病发生普遍,危害最为严重。建立了4种玉米抗穗腐病鉴定的方法,即双牙签接种法、花丝喷雾法、花丝通道注射法和针刺果穗注射法,从数千份玉米种质资源中筛选出一批抗拟轮枝镰孢、禾谷镰孢或黄曲霉穗腐病的材料。明确了玉米抗穗腐病的物理与生化机制,主要表现为抗侵染和抗扩散两个方面。对部分材料进行了抗性遗传分析和抗性基因QTL定位研究,在玉米1-8号染色体上检测到60余个抗黄曲霉侵染或抑制黄曲霉毒素积累的QTL;定位了55个抗拟轮枝镰孢穗腐病、29个抗禾谷镰孢穗腐病、16个抗伏马毒素和DON毒素的QTL,并通过meta-QTL分析获得了数个能稳定表达且贡献率较大的QTL位点。创制了10余份抗穗腐病种质,育成了少数对穗腐病具有较好抗性的玉米新品种。尽管如此,抗性研究和抗病育种成果用于生产实践的事例仍很少,生产上缺乏抗穗腐病且高产优质的玉米品种。本文从玉米穗腐病病原类型、抗性种质筛选与评价、抗性遗传及抗性基因的发掘与分子定位、抗性机制、抗病品种的选育等方面对国内外玉米抗穗腐病研究进行了综述,并对今后的相关研究进行了展望,以期对促进玉米抗穗腐病研究有所裨益。     

玉米茎腐、鞘腐、穗腐病中不同镰孢菌间关系研究

【目的】为了明确不同镰孢菌对玉米茎腐病、鞘腐病和穗腐病的致病性。【方法】采用土壤接菌、穿刺接菌和孢子悬浮液接菌的方法。【结果】证明层出镰孢菌(Fusarium proliferatum)、轮枝镰孢菌(F.verticillioides)可引起玉米茎腐病,禾谷镰孢菌(F.graminearum)可引起穗腐病、鞘腐病,而尖孢镰孢菌(F.oxysporum)则通过复合侵染引起病害。【结论】将各类镰孢菌分别接种不同生育期的玉米植株,观察株高、病斑大小、玉米发育程度和籽粒的形成情况,研究各镰孢菌菌株对玉米植株的影响程度,分析各菌株的致病力,最佳侵染时期及茎腐、鞘腐、穗腐之间的侵染关系,证明玉米茎腐、鞘腐、穗腐之间病原菌侵染部位没有特异性,不同时期侵染引起的茎腐、鞘腐及穗腐发病程度不同。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于宿主诱导的基因沉默技术创制抗拟轮枝镰孢玉米自交系

【目的】拟轮枝镰孢（Fusarium verticillioide）是一种主要的病原真菌,侵染玉米可以导致穗粒腐病、茎腐病、苗期根腐病及引起种子腐烂。由拟轮枝镰孢引起的病害不仅影响玉米的产量和品质,而且其病原菌代谢过程中产生的伏马菌素等多种真菌毒素严重威胁了人畜安全。通过宿主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）技术创制抗拟轮枝镰孢的玉米种质,为玉米抗病育种提供新的优异抗源。【方法】通过同源克隆方法克隆可能与拟轮枝镰孢生长发育相关的关键基因,并通过体外转录获得相应的dsRNA片段;将不同基因的dsRNA与拟轮枝镰孢的分生孢子悬浮液预混后,用于后续的体外RNA沉默试验;对感病玉米自交系西502的种子进行消毒与接种,在培养皿中28℃避光培养48 h,调查种子的发病程度;在混有dsRNA的孢子悬浮液中加入葡萄糖,25℃培养24 h后,在显微镜下观察孢子萌发与菌丝生长情况;将三叶期的西502幼苗转移至预混dsRNA的孢子悬浮液中进行培养,7 d后观察苗期根腐病发病状况;通过种子鉴定与苗期鉴定体系,逐步筛选具有显著抑制效果的沉默靶标基因;合成筛选出的重点靶标基因片段,构建沉默载体并转化感病玉米自交系西502;对转基因株系的种子接种鉴定,验证转化玉米株系的抗性;提取接种后转基因种子的总RNA,对拟轮枝镰孢的靶标基因进行荧光定量分析,确定HIGS株系的沉默效果。【结果】从拟轮枝镰孢中克隆出18个与其生长发育相关的候选基因;通过种子接种鉴定,发现11个候选基因被沉默后,种子的发病等级极显著降低;进一步筛选出6个沉默后影响拟轮枝镰孢的孢子萌发和菌丝生长的候选靶标基因deo、Ras2、Dpdc、Hsp90、Frp1和Atg15;通过苗期接种鉴定,最后筛选出3个在体外具有显著抑制效果的沉默靶标基因deo、Atg15和Frp1;进而将3个靶标基因的特异区段人工融合成一段序列并构建沉默载体,获得转基因植株;鉴定发现转基因植株的T₂代种子对拟轮枝镰孢的抗性显著增强,且3个靶标基因的表达量均显著下降。【结论】拟轮枝镰孢基因deo、Atg15、Frp1与其生长发育密切相关,且沉默后能够显著提升玉米对拟轮枝镰孢的抗性。     

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)。     

The Fluorescent Fusarium

ThefluorescentflowerofLisianthus(PlateⅠ 1)showedthepossibilityofmonitoringinplants ,invivoandinrealtime ,agenotype ,(thefirstunsuccessfulattemptwastomarkthelegalhempvarieties)atissueandobviously ,aprotein .ThefollowingsteptowardsaspeculativeuseoftheGFPextraordinarypropertieswasnatural,wedaresayobvious .Today ,withtheinsertionoftheGFPgeneinFusariumoxysporumf.sp .Dianthigenome(PlateⅠ 2 ) ,wehavereachedafirstresultinthisstrategyofresearch .Wehaveinfactobtainedafluorescentfungusthatcanbemo…     

茄根腐病致病病原—茄病镰孢菌及其蓝色变种的健康与鉴定

在小拱棚茄子主产区的西青区辛口镇地块采集病残体,从中分离到两种致病病菌,经系统的生物学特性鉴定表明,该分离菌为茄病镰孢菌「Ｆｕｓａｒｉｕｎ ｓｏｌａｎｉ（Ｍａｒｔ．）Ｓａｃｃ．」和茄病镰孢菌蓝色变种「Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｓｏｌａｎｉ ｖａｒ。ｃｏｅｒｌｅｕｍ（Ｓａｃｃ。）Ｂｏｏｔｈ」。     

尖镰孢菌CS-20对黄瓜枯萎病的防治效果

为测试尖镰孢菌CS-20防治苗期黄瓜枯萎病的效果,将尖镰孢菌CS-20与致病菌先后接种在黄瓜幼苗上,从接种浓度和作用时间两个方面对其防治效果进行评价,结果表明:作用时间为11 d、接种浓度为4×106cfu/mL时,尖镰孢菌CS-20对黄瓜枯萎病的防治效果最佳。     

玉米顶腐病和鞘腐病致病镰孢菌生物学特性比较

采用植物病理学研究方法,对玉米顶腐病致病菌亚粘团镰孢菌[Fusarium subglutinans(wollenweb.&Reiking)Nelson]和玉米鞘腐病致病菌层出镰孢菌[Fusarium proliferatum(Matsushima)Nirenberg]进行了生物学特性测定。结果表明:两种镰孢菌在Czapek、PSA和PDA培养基上生长最好。多种碳源、氮源物质对菌丝生长均有促进作用,其中亚粘团镰孢菌最适碳源、氮源分别为可溶性淀粉和蛋白胨;层出镰孢菌最适碳源为麦芽糖、葡萄糖、果糖和蔗糖,氮源为牛肉膏。两种镰孢菌在5～35℃温度范围内均可生长,最适为25℃,40℃菌丝不生长。在pH 5～12范围内均可生长,pH 6时生长最快。在pH 4～8范围内层出镰孢菌生长快于亚粘团镰孢菌,而pH 9～12范围内则相反。不同光照条件下菌丝生长差异不大。     

茄根腐病致病病原——茄病镰刀菌及其蓝色变种的生物学特性研究

对造成天津地区茄根腐病严重为害的茄病镰刀菌F026[Fusarium solani(mart.)Sacc.]和茄病镰刀菌蓝色变种F012[Fusarium solani var.coeruleum(Sacc.)Booth]进行了系统的生物学特征研究,研究结果表明,不同培养基对2种病原菌的生长、孢子着生等产生不同程度影响。26－30℃间适于此两种病原菌的生长,低温（＜20℃）或高温（＞35℃)均会对孢子产生及萌发产生抑制作用,尤其是高温甚至会造成孢子畸形;pH在5－8之间适于病原菌的生长;N、P、K的浓度对病原菌菌丝伸长无显著影响。     

3株非致病性镰刀菌Fusarium oxysporum菌株对番茄枯萎病的生物防治效果

对3株非致病镰刀菌Fusariumoxysporum菌株IF 23、251/2和MSA35对于番茄枯萎病的生物防治效果进行了初步研究。温室盆栽试验表明:3株菌株对番茄枯萎病均有一定的抑制作用,其中105CFU/g浓度的IF 23菌株的防治效果最好;基质灭菌对于番茄枯萎病也有一定的抑制作用。     

侵染镰刀菌病毒的研究进展

侵染植物病原真菌的病毒是真菌病毒学家研究的热点。镰刀菌能引起多种植物枯萎、根部腐烂等,给农作物生产带来严重的经济损失。从基因组结构、功能、真菌病毒与寄主的互作以及生物防治潜能等方面对侵染镰刀菌的11种真菌病毒进行详细阐述,旨在从寄生病毒角度揭示镰刀菌的致病性,以及为镰刀菌病害的防治提供新途径。     

镰刀菌及其毒素

镰刀菌易在温度为10℃,湿度40％-70％,pH值呈酸性和中性的马铃薯-葡萄糖琼脂培养基或者察氏培养基上生长。镰刀菌毒素主要为玉米赤霉烯酮、呕吐素、T-2毒素、伏马菌素、串珠镰刀菌素,对人类和养殖业具有不同程度的危害。     

小麦赤霉病禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)产碱性蛋白酶的发酵条件

小麦赤霉病是全球毁灭性作物病害之一。禾谷镰刀菌产生碱性蛋白酶与侵染麦粒有关,纯化碱性蛋白酶对研究真菌降解谷物蛋白有重要作用。本研究探讨了培养基及发酵条件对禾谷镰刀菌菌株F15产碱性蛋白酶的影响。试验结果表明,优化的禾谷镰刀菌产碱性蛋白酶的液体发酵条件为:培养基含葡萄糖3.000%、蛋白胨2.000%、麸皮2.500%、KH2PO40.100%、KC l 0.200%、ZnSO40.001%、CaC l20.001%;培养条件为:初始pH9、接种量8%、种龄60 h,在120 r/m in下28℃振荡培养84 h,碱性蛋白酶活力达534.2 U/m l。     

黄瓜枯萎病的研究

黄瓜枯萎病,又名萎蔫病、蔓割病、死秧病,是一种由土壤传染、从植株根或根颈部侵入、在维管束内寄生的系统性病害（导管型枯萎病）,是黄瓜生产上较难防治的病害之一,常造成较大损失。黄瓜枯萎病的病原菌为半知菌亚门镰孢菌属的尖镰孢菌黄瓜专化型（Fusarium oxysporum.sp.cucumebrium Owen）。该病菌以菌丝体、厚垣孢子和菌核在土壤、病株残体及未腐熟的农家肥中或附着在种子上越冬,成为翌年初侵染源,也可借助雨水、灌溉水等进行远距离传播。黄瓜枯萎病的防治要以预防为主,结合使用抗病品种,采取轮作倒茬或嫁接等栽培管理措施,配合处理种子与土壤及发病初期施药等化学防治方法,达到综合防治黄瓜枯萎病的目的。