小麦镰刀菌毒素及其发生风险研究进展

近年来,小麦赤霉病在我国小麦产区高频率流行,尤其在长江中下游、淮河流域以及黄淮南部,导致小麦中镰刀菌毒素严重污染,不仅影响小麦产量,还危害人畜健康。镰刀菌毒素包括脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON,又称呕吐毒素)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、雪腐镰刀菌烯醇(NIV)以及伏马毒素(FB)等,可以引起动物消化、神经、免疫以及生殖系统异常,有的还具有致癌作用。本文对我国小麦镰刀菌毒素的发生情况与影响因素进行了分析,同时对镰刀菌毒素的风险评估与防控研究的迫切性进行了探讨,以期提高人们对小麦镰刀菌毒素污染的认识,保障我国小麦产业的健康发展。     

禾谷镰刀菌粗毒素在小麦抗赤霉病性鉴定中的应用

为给小麦抗赤霉病性鉴定提供理论依据,用禾谷镰刀菌粗毒素（简称＂粗霉素＂）处理抗性不同的小麦品种（系）,研究了小麦幼苗对粗毒素的敏感性。结果表明,粗毒素对幼苗根长有明显的抑制作用,不同抗性品种（系）间差异较大,感病品种（系）均表现为抑制作用,抗病品种（系）表现一定的促进作用;抗病品种（系）叶片中过氧化氢酶活性增强,丙二醛含量下降,叶绿素含量增加。因此,测定粗毒素对小麦胚根的抑制作用,可以简便、直观地鉴别小麦的抗赤霉病性。     

湖北麦区不同轮作模式下小麦赤霉病菌种群结构和毒素化学型分析

为明确不同轮作模式对小麦赤霉病菌种群结构和毒素化学型影响,于2019-2020两个小麦生长季,从湖北襄阳、枣阳长期稻-麦轮作和长期玉-麦轮作田分别采集小麦赤霉病穗,采用组织病理学分离镰孢菌单孢堆菌株,并对其采用特异性引物进行致病种和毒素化学型分子鉴定.结果表明,从采集样品中共分离获得191个镰孢菌单抱堆菌株;亚洲镰抱菌...     

禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)毒素对小麦幼胚愈伤组织诱导和分化的影响

为了给普通小麦抗赤霉细胞工程育种中抗毒素细胞系选择技术体系的建立和方法的选择提供理论依据,研究了离体培养条件下禾谷镰刀菌毒素胁迫对小麦幼胚愈伤组织诱导和分化的影响。结果表明．禾谷镰刀茵毒素对小麦幼胚胚性愈伤组织的诱导具有低浓度促进和高浓度抑制、毒害作用,这种毒害作用降低了胚性愈伤组织诱导率和胚性愈伤组织质量,显著影响胚性愈伤组织再生频率。同时禾谷镰刀茵毒素胁迫降低了幼胚愈伤组织产量,并随胁迫浓度的升高,愈伤组织产量迅速下降。禾谷镰刀菌毒素对小麦幼胚培养特性的影响,表现出基因型间的差异,对感病基因型的毒害作用远大于抗病品种。     

吉林省玉米穗腐病病原真菌中镰刀菌毒素的研究

先前的研究表明,在吉林省田间玉米穗腐病病原真菌中镰刀菌类占80％。本实验采用薄层层析法和气—质联用法对分离自穗腐病的9株镰刀菌进行了脱氧雪腐镰刀菌烯醇、玉米赤霉烯酮和串珠镰刀菌素的定性检测。结果在4株禾谷镰刀菌和一株木贼镰刀菌玉米培养物中检测到脱氧雪腐镰刀菌烯醇;在3株禾谷镰刀菌玉米培养物中检测到了玉米赤霉烯酮;在所有被检菌株中均未测到串珠镰刀菌素。     

以PCR为基础的特殊种鉴定在小麦镰刀菌穗枯病分析中的应用

将酶联聚合反应法在检测各种镰刀菌种类和Ｍｉｃｒｏｄｏｃｂｉｕｍｎｉｖａｌｅ小种与用于田间小区（中间副区为Ｆ．ｃｕｌｍｏｒｕｍ接种区）小麦传统的病害观察评价进行比较。在ＧＳ８０时１５个副区中分别采集一定样品进行病害观察评价。收获时,将每个样品分成籽粒颖片和穗轴三个部分,再用ＰＣＲ分析检测Ｆ．ｃｕｌｍｏｒｕｍ、Ｆ．ｐｏａｅ、Ｆ．ｇｒａｍｉｎｅａｒｕｍ、Ｍ．ｎｉｖａｌｅｖａｒ．ｍａｊｕｓ和Ｍ．ｎｉｖａｌ     

孢子组成对小麦赤霉病发生及毒素污染程度影响

为提高小麦赤霉病预测预报精准度,在江苏宜兴市、句容市、姜堰区等6个地区试验田开展抽穗扬花期间田间孢子捕捉及鉴定,调查不同田块赤霉病病情指数（disease index, DI）,测定收获的小麦籽粒中镰刀菌毒素污染水平,分析孢子组成对小麦赤霉病发生及其镰刀菌毒素污染程度的影响。结果表明,2020年6个地区试验田共捕捉镰刀菌孢子650株,其中禾谷镰刀菌复合种（Fusarium graminearum species complex, FGSC）占总孢子数的35.5%。淮南地区（宜兴市、句容市、姜堰区、盐都区）捕捉到的FGSC占当地捕捉总孢子数量的比例均在35%以上,但淮北地区（宿豫区、铜山区）均在27%以下,淮南地区试验田小麦赤霉病DI及镰刀菌毒素含量均显著高于淮北地区（P<0.05）。6个地区DI与镰刀菌毒素含量均与FGSC孢子数呈极显著正相关（P<0.01）,但与当地总孢子数量没有相关性。采用子囊孢子飞散数量法预测赤霉病时,应对捕捉孢子中FGSC数量予以明确。     

水稻旱育秧苗立枯病致病镰刀菌分离、鉴定及致病性测定

对345份采自安徽凤阳、蒙城、定远等地的水稻立枯病病样进行了分离,获得了58个致病的镰刀菌单孢株系,经鉴定为6个种,其中以串珠镰刀菌比例最大,占60.35%,砖红镰刀菌、尖孢镰刀菌、茄类镰刀菌、半裸镰刀菌、多隔镰刀菌所占比例分别为10.35%、13.79%、5.17%、6.90%和3.45%.致病力测定结果表明串珠镰刀菌的致病力最强;病菌在根中部和根基部的侵染发病率高于根尖和茎基部.不同培养液培养镰刀菌的滤液可以引起相同或更严重的症状.     

大豆镰刀菌病害生防菌的分离鉴定及防治效果验证

为解决镰刀菌病害对大豆种植业造成的损失,避免化学药剂对农产品质量和人体健康的风险,本研究分离针对大豆镰刀菌病害的生防菌,通过分子生物学和生物信息学手段鉴定生防菌类型,并通过温室试验验证生防菌对大豆尖孢镰刀菌病害的防治效果。研究共分离得到144株菌,其中1种Y8菌株对尖孢镰刀菌大豆专化型有较强的防治效果,这种菌经鉴定为假单胞菌属微生物。试验结果显示:Y8菌株能够有效保护大豆免受尖孢镰刀菌的侵染,使大豆的病情指数降低42.23%。相对于对照组,Y8菌株使大豆的生物量提高45.9%,使根生物量提高73.3%,大豆籽产量提高35.4%,叶绿素含量提高22.7%。这可能是由于Y8菌株成功的在大豆根际定植,抑制尖孢镰刀菌的生长,并且其次生代谢物能促进大豆的生长。本研究发现的假单胞菌属微生物可为大豆尖孢镰刀菌病害的防治提供一种有效的解决途径。     

水稻早育秧苗立枯病致病镰刀菌分离、鉴定及致病性测定

对345份采自安徽凤阳，蒙城，定远等地的水稻立枯病病样进行了分析，获得了58个致病的镰刀菌单孢株系，经鉴定为6个种，其中以串珠镰刀菌比例最大，占60．35％，砖红镰刀菌，尖孢镰刀菌，茄类镰刀菌，半裸镰刀菌，多隔镰刀菌所占比例分别为10．35％，13．79％，5．17％，6．90％和3．45％，致病力测定结果表明串珠镰刀菌的致病力最强；病菌在根中部和根基部的侵染发病率高于根尖和茎基部，不同培养液培养镰刀菌的滤液可以引起相同或更严重的症状。     

Assessment of dehulling efficiency to reduce deoxynivalenol and Fusarium level in durum wheat grains

The potential of dehulling to reduce mycotoxin level in two durum wheat grain samples naturally infected by Fusarium and showing contrasting levels of deoxynivalenol was examined using a pearling process. Curve plots expressing mycotoxin decrease against grain mass removal were shown to display a biphasic behavior. A sharp reduction of the deoxynivalenol level was observed at the first pearling steps (i.e. a 45% loss of deoxynivalenol for a 10% grain tissue removal) followed by a slower decrease to reach a level below 30% of remaining mycotoxin when about 35% of the grain tissue was removed. The same type of effect was also observed for reduction of Fusarium in grains analyzed by real-time polymerase chain reaction. Changes in the slope of the curves corresponding either to mycotoxin or fungi loss were found to be located between testa and aleurone layers or in the aleurone tissue, which is in accordance with the current knowledge of the fungi penetration in wheat grains. Furthermore the pearling process was proved to be more efficient than milling to reduce the grain deoxynivalenol content. These results were related to the different ways used by these distinct technologies for grain fractionation.     

40份骨干玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性评价

2018?2019年针对黑龙江省穗腐病自然发病率较低的40份骨干玉米自交系,通过田间人工接种手段,对其镰孢穗腐病抗性进行评价.结果表明,在分别接种禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌后,各自交系的抗性潜力存在差异,筛选出自交系83J03、HB1037、绥系617、SX718、PHT77抗穗腐病能力较强,其中,骨干自交系83J03、...     

播期、年份及杂交种对玉米子粒镰刀菌和伏马毒素污染及主要农艺性状的影响

2022年和2023年连续两年研究两个播期对早、中熟两个玉米杂交种收获后子粒镰刀菌和伏马毒素污染及主要农艺性状的影响,开展植力源田间药效试验,为对我国玉米典型病害顶腐病、茎腐病和穗腐病的防控提供基础信息和风险警示。结果表明,早播早熟郑单958的轮枝镰刀菌污染率和伏马毒素含量均低于晚播中熟濮单12。播期和杂交种处理之间的产量参数差异显著。早播使穗长、穗粒数、穗粒重和子粒产量有所增加。除穗粒数外,濮单12的子粒产量等指标均高于郑单958;这些性状还受不同年份的影响。喷施过植力源的玉米病株率明显低于清水对照组。由此可见,玉米要获得高产同时降低镰刀菌和伏马毒素污染,早播非常重要,喷施适量植力源可以提高植株的抗性。     

2019年浙江省部分地区小麦赤霉病菌种群组成及其对杀菌剂的敏感性调查

为了解2019年浙江省小麦赤霉病菌的种群组成及其对杀菌剂的敏感性,调查了浙江省3个地区(杭州市萧山区、杭州市桐庐县、宁波市象山县)麦田的稻桩带菌率和小麦病穗率,利用PCR和DNA测序技术鉴定病菌的种群组成。结果显示,3月份3个地区田间稻桩的赤霉病菌子囊壳携带率为26.4%～55.4%,其释放的子囊孢子能正常萌发长出菌丝并快速形成菌落;小麦田间3月份空气中赤霉病菌游动孢子数量最多,4-5月份数量有所下降;田间小麦于4月份中旬开始出现病穗,4月下旬病穗率快速攀升;从386个分离菌株中随机选择的32个菌株均被鉴定为亚洲镰孢菌(Fusarium asiaticum);72个菌株被认定为多菌灵(10 mg·L^-1)抗性菌株,约占分离菌株的18.65%。采用菌丝生长速率法检测16个分离菌株对杀菌药剂的敏感性,发现75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂和30%唑醚·戊唑醇悬浮剂对分离菌株的EC₅₀值(有效抑制中浓度)均低于5.0 mg·L^-1,40%戊唑·咪鲜胺微乳剂和25%氰烯菌酯悬浮剂对分离菌株的EC₅₀值均低于2.0...     

引发小麦赤霉病和茎基腐病禾谷镰孢菌的生物防治初探

禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)是小麦上的重要病原真菌。通过致病性测定从江苏小麦茎基腐病病害样本分离菌中筛选到了对小麦赤霉病和茎基腐病都有强致病力的F.graminearum菌株GF1117。为了对F.graminearum进行生物防治,利用稀释涂布平板法和平板对峙法从小麦不同生境中分离筛选到35株对GF1117具有明显拮抗效果的细菌菌株,分别在田间和温室进行了小麦赤霉病和茎基腐病的生物防治试验。结果表明,35株拮抗细菌对小麦赤霉病均有一定的防治效果,且在小麦感病品种和中抗品种上对茎基腐病的防效不同;菌株1-8对两种病害的防效都在45%以上。     

基于环介导等温扩增技术检测江苏省中部地区小麦赤霉病病菌的种群组成

为明确江苏省中部地区小麦赤霉病病菌的种群组成,于2017年在江苏省镇江市、扬州市和南京市采集小麦赤霉病样本151份,采用可特异性识别亚细亚镰孢、禾谷镰孢、黄色镰孢、藤仓镰孢、燕麦镰孢、木贼镰孢和拟轮枝镰孢的环介导等温扩增（loop-mediated isothermal amplification,LAMP）检测技术检测了样本中该7种镰孢菌的分布情况。结果表明,从151份样本中共检测出7种镰孢菌中的6种。其中,亚细亚镰孢为优势种,检出率达100%;藤仓镰孢和禾谷镰孢为次优势种,检出率分别为10%和6%;黄色镰孢、燕麦镰孢和拟轮枝镰孢检出率依次为2.6%、2.0%和0.6%。小麦赤霉病存在复合侵染现象,从单份发病样本中最多检测到3种致病菌。LAMP法可用于小麦赤霉病病菌与种群组成的快速检测。     

上海地区鲜食玉米穗腐病致病镰孢菌的分离与鉴定

为明确上海地区鲜食玉米穗腐病致病镰孢菌的组成和分布,2020年在上海地区各鲜食玉米种植区采集66份穗粒腐果穗病样,通过组织分离、单孢纯化,获得272株单孢分离物。采用形态学和分子生物学等方法对单孢分离物进行鉴定,共鉴定到8个镰孢种203株镰孢菌,其中拟轮枝镰孢、变红镰孢、亚洲镰孢、产黄色镰孢、木贼镰孢、层出镰孢、新知镰孢和居群镰孢的分离频率依次为67.98%、9.36%、6.90%、5.91%、5.42%、2.96%、0.99%和0.49%。在不同采样区拟轮枝镰孢菌占比存在差异,崇明、奉贤和青浦地区采集的样品中拟轮枝镰孢菌分别占76.25%,71.62%和48.98%。结果表明,拟轮枝镰孢在上海地区鲜食玉米种植区广泛分布,为上海地区鲜食玉米穗腐病的主要优势致病菌。     

转小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥植株的主要抗旱性研究

核氧还蛋白（nucleoredoxin,NRX）可通过还原目标蛋白的二硫键来调控其生物活性,在植物的生长发育和抗逆境胁迫中发挥着重要作用。蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）、h型硫氧还蛋白（h-type thioredoxin,TRXh）和蛋白磷酸酶2A催化亚基（protein phosphatase 2A catalytic subunit,PP2Ac）是小麦核氧还蛋白TaNRX1的互作蛋白。为了明确TaNRX1互作蛋白的抗旱性功能,本研究在拟南芥中过表达了小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因,对野生型和转基因拟南芥的表型和抗旱相关生理指标进行了鉴定。结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的根长、存活率、脯氨酸含量均大于野生型,离体叶片失水率、丙二醛（MAD）含量均小于野生型。二氨基联苯胺（diaminobenzidine,DAB）对H₂O₂组织定位染色结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的H₂O₂含量均低于野生型。上述结果说明,TaNRX1的互作蛋白基因 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D增强了拟南芥对于干旱胁迫的抵抗能力。本研究可为小麦抗旱育种提供候选基因和理论基础。     

吉林省玉米根腐镰孢菌种类鉴定和防治药剂筛选

通过形态学和分子生物学方法对2016年采自吉林省36个村镇的玉米根腐病样品进行镰孢菌分离和鉴定,并通过田间试验筛选有效药剂。结果发现,共分离获得84株镰孢菌,主要包括尖孢镰孢、禾谷镰孢、拟轮枝镰孢、层出镰孢、三线镰孢等11种镰孢菌,其中尖孢镰孢平均分离频率最高,为45.2%;其次是禾谷镰孢,平均分离频率为20.2%。从分布区域看,尖孢镰孢是白城、吉林、辽源和通化地区玉米根腐病的主要致病菌,分离频率分别为75%、54.5%、85.7%和45.5%;禾谷镰孢是松原和四平地区玉米根腐病的主要致病菌,分离频率分别为41.7%和41.7%。田间试验表明,5种药剂的防治效果为16.35%～81.26%,药种比为10 g/kg的10%咯菌腈悬浮种衣剂对玉米根腐病防治效果最好,防效达81.26%。吉林省玉米根腐病的主要病原菌为尖孢镰孢,药种比为10 g/kg的10%咯菌腈悬浮种衣剂可用于玉米根腐病的田间防治。