小麦中镰刀菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇污染现状与防控研究进展

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）,又称呕吐毒素,是由小麦赤霉病菌禾谷镰刀菌复合群（Fusarium graminearum species complex）产生的单端孢霉烯族毒素,毒素在小麦籽粒中累积。作为B型单端孢霉烯族毒素,DON可以引起呕吐、拒食、腹泻、出血甚至死亡, 对猪的危害尤其严重。近年来,小麦赤霉病在世界各地高频率流行,尤其在中国长江中下游小麦生产区以及黄淮部分小麦产区、美国中西部小麦主产区,导致小麦中DON毒素严重超标,并引发了严重的食品安全问题。本文对国内外小麦中DON毒素的污染现状、产毒镰刀菌种类及其化学型的分布及其趋势、毒素产生的调控机制以及小麦中DON毒素的防控途径进行了论述,希望有助于镰刀菌毒素污染小麦质量安全的风险评估、监管以及科学处置。     

利用DONtest-HPLC检测小麦镰刀菌毒素DON含量的差异

以2003年长江中下游地区赤霉病大流行后收获的8个不同抗、感赤霉病小麦为材料,探讨DONtest HPLC在低毒素小麦选育中的利用价值,并揭示不同抗性小麦脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)含量的差异特点。研究结果表明,本方法具有快速、准确的特点,平均回收率达78.2%;不同抗性品种DON含量差异明显,3个抗病品种中望水白含量最低,3个中抗类型中扬麦158最低。高产毒素镰刀菌菌株接种鉴定结果进一步证实了这种差异。研究结果还表明,2003年江苏4个地区12份样本均受到不同程度污染,DON变幅为0.175～7.239mg·kg-1。自然发病条件下,病粒率与DON含量存在显著相关性,可以作为毒素选择的间接指标。     

综合品种抗性和杀菌剂对6个抗性不同的冬小麦品种赤霉病防效评价

为明确品种抗性、杀菌剂施药时期和防治次数相结合对小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)病情指数(Disease index,DI)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)毒素含量和千粒重(Thousand-grain weight,TGW)的影响,2016—2018年连续2个年度使用6个不同抗性水平的冬小麦品种(‘郑麦9023’‘鄂麦006’‘鄂麦170’‘襄麦35’‘鄂麦DH16’‘宁麦13’),分别在扬花初期和扬花初期第6天喷施430 g/L戊唑醇防治小麦赤霉病,对病情指数、脱氧雪腐镰刀菌烯醇毒素含量和千粒重进行评价。结果表明:品种抗性和杀菌剂对DI、DON毒素含量和TGW的影响极显著(P<0.000 1);品种×杀菌剂联合作用,对TGW影响不显著(P>0.05);杀菌剂防治1次和2次对中抗品种的DI和DON毒素含量差异不显著;比较品种间DI和DON的防效,中抗品种对DI和DON毒素积累的防治效果要显著高于中感病品种(P<0.05)。因此,品种抗性与药剂相结合是防治小麦赤霉病和DON毒素积累的有效策略。     

利用DONtest-HPLC检测小麦镰刀菌毒素DON含量的差异

以2003年长江中下游地区赤霉病大流行后收获的8个不同抗、感赤霉病小麦为材料,探讨DONtest-HPLC在低毒素小麦选育中的利用价值,并揭示不同抗性小麦脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)含量的差异特点.研究结果表明,本方法具有快速、准确的特点,平均回收率达78.2%;不同抗性品种DON含量差异明显,3个抗病品种中望水白含量最低,3个中抗类型中扬麦158最低.高产毒素镰刀菌菌株接种鉴定结果进一步证实了这种差异.研究结果还表明,2003年江苏4个地区12份样本均受到不同程度污染,DON变幅为0.175～7.239 mg&#183;kg-1.自然发病条件下,病粒率与DON含量存在显著相关性,可以作为毒素选择的间接指标.     

小麦赤霉病和DON毒素研究进展

综述了小麦赤霉病的发生流行规律,如主要病原菌、传播途径和环境条件对小麦赤霉病发生流行的影响等.并阐述了小麦赤霉病菌分泌产生的主要毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的毒理,我国赤霉病菌分泌DON毒素的差异和分布,小麦品种抗性对DON毒素产生的影响等.     

HGGT基因与小麦赤霉病籽粒毒素积累的关系解析

赤霉病是我国小麦重要病害之一,禾谷镰刀菌是其主要致病因子。赤霉病菌在侵染小麦过程中会在籽粒中产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇毒素(DON)。维生素E的抗氧化作用在一定程度上能降低DON的毒性,HGGT(尿黑酸牻牛儿基牻牛儿基转移酶)是维生素E生物合成的关键限速酶。为了揭示HGGT基因与小麦赤霉病及DON毒素积累的关系,本研究克隆HGGT基因的全长,并开发了基因特异标记,在31份小麦品种中进行标记分析,明确了该基因的分布。同时采用双花滴注法在扬花期对31份小麦品种进行赤霉病接种和抗性鉴定,成熟期利用LC-MS法测定籽粒中DON毒素含量。结果表明,HGGT基因与赤霉病抗性相关,携带HGGT基因的小麦品种病小穗率及籽粒毒素含量显著(P0.05)低于不携带该基因的品种,说明HGGT基因可以用于改良小麦赤霉病抗性,并降低籽粒毒素含量。     

小麦抗赤霉病育种回顾与展望

由禾谷镰刀菌复合种引起的赤霉病是全世界最重要的小麦病害之一,严重影响小麦的产量和品质,受病原菌侵染的籽粒还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)为主的毒素,进一步威胁人畜健康.抗赤霉病品种选育与应用是解决小麦赤霉病及毒素危害的有效途径,中国自20世纪50年代开始抗赤霉病育种研究,70年代成立全...     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇降解菌的分离和鉴定

【目的】分离筛选能够降解脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的细菌,以期能在该毒素的生物解毒处理中得到应用。【方法】用高产毒禾谷镰刀菌F-25接种灭菌的小麦籽粒,培养后获得DON毒素;然后以DON毒素为唯一碳源进行DON毒素降解菌的驯化富集培养,得到能够降解DON毒素的混合菌群,逐一对分离到的细菌进行DON毒素降解能力检测,得到能够降解DON毒素的菌株。【结果】筛选得到的菌株DDS-1对液体培养基中的DON毒素的降解能力达95%以上,显著高于其它菌株;从形态、生理生化特性以及16S rDNA序列进行分析,DDS-1菌株初步鉴定为徳沃斯氏菌Devosia sp.;把DDS-1添加到小麦饲料中后,饲料中的DON毒素降解率达到75.47%。【结论】选出的DON高效降解菌株徳沃斯氏菌,不但对液体培养基中的DON毒素具有很好的降解作用,对饲料中DON毒素也有很好的降解效果。这为真菌毒素的生物脱毒处理提供了可行的方法。     

宁夏小麦赤霉病禾谷镰刀菌致病性分化的研究

将宁夏小麦赤霉病禾谷镰刀菌单饱分离的纯培养菌系10个有效菌株,分别接种在12个小麦品种和宁夏主栽小麦品种永良4号上,结果表明,禾谷镰刀菌系间存在较明显的致病性分化现象,对于不同品种其致病力不同,菌系和小麦品种间均表现出不同的反应。将宁夏小麦赤霉病禾谷镰刀菌的70个单孢纯培养菌株接种在宁夏主栽品种永良4号上,结果显示中致病力菌株占41.4%,弱致病力菌株占40%,强致病力菌株占18.6%。     

小麦幼胚愈伤组织对赤霉粗毒素的敏感浓度测定初报

作者通过小麦幼胚愈伤组织对赤霉粗毒素的敏感性测定,期望以赤霉毒素作选择压力,进而对筛选抗赤霉病突变体作初步探索。 赤霉粗毒素提取:以麦粒为培养基,产毒能力较强的禾谷镰刀菌F_(10)为接种菌株,25℃下培养30天。用甲醇-乙酸乙酯法抽提获得粗毒素,以纯脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)作标准,经薄层层析及紫外扫描定量测定后备用。     

离体培养条件下小麦不同外植体对赤霉病菌粗毒素的反应

研究在离体培养条件下小麦抗、感赤霉病品种不同外植体对赤霉病菌粗毒素的反应。结果表明,随着赤霉病菌粗毒素浓度的提高。小麦幼穗及花药的出愈率降低,幼穗愈伤组织生长量减少、分化能力降低;抗赤霉病品种幼穗愈伤组织的存活率、相对生长量和分化频率降低的幅度均小于感病品种,抗病品种幼穗愈伤组织的抗坏血酸氧化酶及多酚氧化酶活性受粗毒素影响的程度小于感病材料。说明小麦成株抗赤霉病和幼穗愈伤组织抗赤霉粗毒素具有一致性。     

离体培养的小麦花药对镰刀菌毒素反应之研究

通过不同浓度的镰刀菌毒素对离体培养的小麦花药进行胁迫，结果表明，随着胁迫浓度的增加，小麦花药培养效率迅速下降，具体表现在降低培养花药的反应率、愈伤组织诱导率、绿苗分化率及相对培养白苗率四方面。毒素的这种效应，因供试材料基因背景的不同而有一定差异，相对而言，感病品种和含感病基因的杂种花药对毒素较为敏感。     

禾谷镰刀菌毒素对小麦花药培养特性的影响研究

用不同浓度的禾谷镰刀菌毒素对离体培养的小麦花药进行胁迫。结果表明,在低浓度(质量浓度)时毒素具有类激素活性效应,能够促进小麦花药组织脱分化,形成愈伤组织;高浓度时毒素表现毒害作用,抑制花药的脱分化和愈伤组织的形成。当毒素质量浓度大于0.5g/L时,随着胁迫浓度的增加,毒素的毒害作用增强,小麦花药的脱分化和形成愈伤组织的能力迅速下降,表现在降低花药反应率和愈伤组织诱导率2个方面。同时毒素的这种效应,因供试材料基因背景的不同而有一定差异。比较而言,含感病基因的杂种花药对毒素敏感。     

几种复配杀菌剂对小麦赤霉病及DON毒素污染控制作用

为了筛选防治小麦赤霉病和控制毒素的高效杀菌剂,通过田间小区药效试验及小麦样品DON毒素检测,研究了4种杀菌剂对小麦赤霉病的防治效果和控制毒素的能力。结果表明,36%克菌丹·叶菌唑SC、45%戊唑醇·咪鲜胺EW、48%氰稀·戊唑醇SC和40%戊唑·多菌灵SC在小麦抽穗80%,扬花初期施用,对小麦赤霉病均有较好的防治效果,病指防效在84.25%~93.96%,样品DON毒素检测结果在0.12~0.64μg/ml,其中36%克菌丹·叶菌唑SC 900 ml/hm2的病指防效为93.96%,样品平均DON毒素检测结果为0.12μg/ml,控制毒素效果达93.72%。     

Introduction of Several Methods to Control Fusarium Head Blight (FHB)

Abstract:Fusariam head blight(FHB)is a worldwide destructive disease of wheat in the warm,semi-humid or humid regions,especially serious in China.The disease not only causes significant losses in yield and re duces grain quanlity,but also induces toxin to contaminated seeds,which is harmful to the healthy of human and livestocks,So it is important to control it.There are several methods to control Fusarium head blight (FHB).Such as using Crop rotation,Soil cultivation and Fertiliser,biological control,Fungicides control, transgenes,resistance to control Fusarium head blight(FHB).All of these methods gain some effect,but also exist their deficiency.Sometimes crop rotation had no significant effect on DON contamination of wheat grain,subsequent reductions in DON contamination were inconsistent when using Soil cultivation and Fer tiliser,Unfortunately,under field conditions,the biological control achieved has been shown to be variable and in some tests has failed to give any control,The use of fungicides,however,have not been consistently effective in controlling FHB and in reducing DON formation,transgene-silencing at different generations is a problem to use transgenes,Information on location of QTL for FHB resistance should improve dramatically in the near future on resistance to control Fusarium head blight(FHB).Therefore,it is pressing to improve control methods,especially to DON.     

Screening Fungicides for Controlling Fusarium Head Blight of Winter Wheat

Chemical control of wheat Fusarium head blight(FHB) is emphasized when the genetic resistance in cultivars is insufficient in preventing the crop from disease damage or the crop is under high FHB epidemic pressure. Considering the accumulating resistance to carbendazim in FHB pathogens due to its repeatedly use, alternative fungicides with higher efficacy and safety need to be selected and recommended. In this study, ten fungicides were screened for their efficiencies of controlling FHB on winter wheat in Anhui Province, during 2015-2016 growing season. Fusarium infection, demonstrated both as disease incidence and severity, was positively correlated to the Fusarium-damaged kernels(FDKs) and deoxynivalenol(DON) content in the harvested grains and negatively correlated to the grain yield. Fungicides containing tebuconazole, e.g. phenamacril+tebuconazole, tebuconazole+thiram, prothioconazole+tebuconazole, and thiophanate-methyl+tebuconazole all showed control effects on FHB,especially when those fungicides were sprayed onto the spikes at early anthesis and then a second spray one week later.Phenamacril, though gave no obvious effects on decreasing FHB incidence and severity, performed equally in decreasing the FDKs and DON content to tebuconazole. Those fungicides could be recommended to control wheat FHB, and better to be used alternately in the purpose of avoiding accumulating resistance in the causal pathogens. Biocontrol agent validamycin A +Bacillus cereus endospores also achieved acceptable control efficiency, especially under situations that environmental and food-safety issues were concerned. Difenoconazole +polyoxin B and tetramycin failed to show any advantages in controlling the infection of FHB pathogens.     

2003年安徽省小麦赤霉病的发生特点·防治对策与建议

20 0 3年安徽省小麦扬花灌浆期间频频降雨 ,4月份降水量淮北中北部地区偏多 8成～ 1.5倍 ,其他地区偏多 1～ 6成 ;月雨日沿淮淮北地区 10～ 16d ,淮河以南地区 17～ 2 1d ,显著偏多 ;全省大部分地区土壤墒情处于过湿状态 ,渍涝面积大。而赤霉病子囊孢子成熟度和释放高峰期又与小麦扬花期正好吻合 ,加上冬春季的低温冻害又降低了一些品种的抵抗力 ,导致小麦赤霉病发病时间早 ,持续时间长 ,发病范围广 ,危害程度大 ,造成损失重。小麦赤霉病打破了南北界限 ,沿江、江淮地区病情严重 ,淮北部分地区病穗率高达 5 0 %以上 ,严重度大多达到 3～ 4级 ,为历史所罕见 ,一般减产 3 0 %以上 ,严重的超过 5 0 % ,沿淮、淮南麦区部分田块损失更大。小麦赤霉病对人、畜健康和生命安全危害大 ,应引起高度重视。在防治对策上积极采取以农业防治为基础 ,结合选用抗病品种 ,关键时期进行药剂保护的综合防治策略 ;培育与利用抗病品种是控制小麦赤霉病 ,保证小麦高产、稳产、优质经济有效和安全的根本办法。建议 :尽快建立和完善专用小麦等农产品品质及安全检测体系 ,同国际接轨 ,制定赤霉病DON毒素的检测标准 ;进一步加强小麦赤霉病等病虫害的流行预测预报和防治工作 ,在品种布局上考虑高产优质的同时 ,一定要增强品种的抗性     

Breeding for the resistance to Fusarium head blight of wheat in China

With the changes of climate and cultivation systems, the Fusarium head blight (FHB) epidemic area in China has extended since 2000 from the reaches of the Yangtze River to the north and west winter wheat region. Breeding for FHB resistance in wheat is an effective way to control the disease. Chinese wheat breeders commenced research on FHB in the 1950s. Sumai 3, Ning 7840, Yangmai 158, Ningmai 9 and other cultivars with improved FHB resistance were developed through standard breeding methods and widely applied in production or breeding programs. In addition to intervarietal crosses, alien germplasm was used to improve FHB resistance of wheat. Addition, substitution and translocation lines with alien chromosomes or chromosome fragments were created to enhance FHB resistance. Somaclonal variation was also used to develop a FHB resistant cv. Shengxuan 3 and other cultivars with moderate resistance to FHB were released by such methods. QTL (quantitative trait loci) for FHB resistance were characterized in cultivars originating from China. The major QTL, Fhb1, was identified on chromosome 3BS in Sumai 3, Ning 894037, Wangshuibai and other Chinese resistant sources. Diagnostic molecular markers for Fhb1 have been applied in wheat breeding and breeding lines with improved FHB resistance and desirable agronomic traits have been obtained. However, breeding for FHB resistance is a long-term task, new technologies are likely to increase the efficiency of this process and better FHB resistance of new cultivars is expected to be achieved within the next decade.