2022年河南省小麦茎基腐病和赤霉病病原种群分离鉴定

近年来,茎基腐病和赤霉病在中国黄淮麦区发生严重,对小麦产量及品质造成较大影响。各地报道小麦茎基腐病和赤霉病病原菌种类有所差异。为明确当前中国小麦主产区河南小麦茎基腐病和赤霉病病原菌种类变化情况,本研究对2022年采自河南省安阳、漯河、周口、南阳等8个不同生态区的小麦茎基腐病病株和赤霉病病穗进行了分离纯化,分别得到257和88株分离物。形态学及分子生物学鉴定结果表明,小麦茎基腐病样品分离物中,假禾谷镰孢菌(Fusarium pseudograminearum)231株,占比89.88%;禾谷镰孢菌(F.graminearum)23株,占比8.95%。赤霉病样品的分离物中,禾谷镰孢菌76株,占比86.36%;假禾谷镰孢菌10株,占比11.36%。2022年河南省所有采样地区的茎基腐病的优势病原菌均为假禾谷镰孢菌,赤霉病的优势病原菌仍为禾谷镰孢菌,但赤霉病样品分离物中假禾谷镰孢菌的占比有所增长,特别是在安阳、平顶山和漯河市的赤霉病样品中假禾谷镰孢菌的分离频率达到了10%以上。     

黄淮麦区主推小麦品种对假禾谷镰刀菌所致茎基腐病的抗性

茎基腐病是我国小麦生产上一种新的土传病害,近年在黄淮麦区发生日益加重,成为影响小麦安全生产的新问题。为给该病的防治和抗病育种工作提供依据,本研究以国内新发现的小麦茎基腐病优势病原菌假禾谷镰刀菌(Fusarium pseudograminearum)Wz2-8A菌株为接种物,分别以国外抗病材料SUNCO和国内高度感病品种国麦301为抗性对照和感病对照,对黄淮麦区主推小麦品种进行了苗期盆栽接种和田间成株期接种抗性鉴定,并采用病情指数法进行了抗性评价。结果表明,供试品种在室内苗期及田间成株期均无免疫品种和高抗品种,其中室内苗期接种所有品种均表现感病或高度感病;田间病圃成株期抗性鉴定发现兰考198、许科718等10个黄淮麦区主推小麦品种表现为中抗,占供试品种总数的11.36%;焦麦266、郑麦004、郑麦0856等41个品种表现感病,占供试品种总数的46.59%;其余品种表现为高感,平均病情指数最高可达57.97,占供试品种总数的42.05%。本研究发现我国黄淮麦区主推小麦品种对茎基腐病优势病原菌假禾谷镰刀菌抗性整体较差,需要进一步加强抗病资源筛选,创制新的抗病材料,并充分利用中抗材料进行抗病育种。     

陕西省小麦不同部位镰刀菌分离鉴定及毒素化学型分析

为明确陕西省小麦不同部位镰刀菌种群结构及其毒素化学型，于2022年小麦灌浆期分别从陕西省渭南市、宝鸡市、咸阳市、西安市采集小麦穗部、茎秆以及茎基部具有明显病状的样品，采用单孢分离法获得镰刀菌菌株，并使用分子生物学鉴定其种群结构及毒素化学型。结果表明，从采集的样本中共分离到156株镰刀菌菌株，其中发生在穗部的赤霉病以及发生在茎秆的秆腐病的优势病原菌均为禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum），主要以15-ADON化学型为主；发生在茎基部的茎基腐病的优势病原菌为假禾谷镰刀菌（F.pseudograminearum），其15-ADON和3-ADON化学型占比差异不大；未检测到NIV毒素化学型的镰刀菌。以上结果说明，小麦不同部位对镰刀菌毒素化学型可能不存在选择性，小麦茎基部与穗部和茎秆的镰刀菌毒素化学型不同，原因可能是由优势病原菌不同造成的。     

小麦茎基部土传真菌病害的分子诊断

为建立一种准确、快速鉴定小麦茎基部土传真菌病害的方法,根据Genbank中四种病菌的生物信息数据库,设计了4对病原茵特异引物,同时采用一种从小麦组织中快速提取病原茵DNA的方法,利用PCR技术实现了对小麦基部叶鞘中侵染的病原菌种类的快速有效检测.对来自不同地区的小麦试样的PCR检测结果表明,禾谷丝核菌和雪腐镰刀菌存在不同程度的共侵染现象,而引起中国小麦赤霉病的禾谷镰刀菌并不是引起小麦基腐的主要病原.     

8种植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌的抑菌活性及对小麦茎基腐病的防效探究

为了解不同植物源杀菌剂对小麦茎基腐病的防治效果，采用菌丝生长速率法测定了14种植物源杀菌剂对假禾谷镰刀菌的室内毒力，并对其中毒力较高的8种杀菌剂进行了盆栽病害防控试验。结果表明，厚朴酚、香芹酚、牛至油、蛇床子素、丁香酚、白藜芦醇、大蒜素和薄荷酮对假禾谷镰刀菌具有较高的抑菌活性，EC₅₀分别高达4.53、17.55、24.30、32.78、37.42、47.40、77.45和80.56 μg·mL^-1。此8种杀菌剂中，香芹酚和薄荷酮对小麦茎基腐病的防效最好，均为82.6%；牛至油、厚朴酚、蛇床子素及白藜芦醇对小麦茎基腐病的防效次之，分别为78.0%、75.5%、75.5%和72.5%；丁香酚对小麦茎基腐病的防效最弱，为66.4%。这说明香芹酚、薄荷酮、牛至油、厚朴酚、蛇床子素、白藜芦醇等8种植物源杀菌剂对小麦茎基腐病具有较好的防控效果，可用于该病害的防治。     

禾谷镰刀菌产生的细胞壁降解酶的特性研究

禾谷镰刀菌(Fusarium gramimearum<\i>)是引起玉米茎腐病、穗腐病的主要病原菌之一。该病原菌在活体外能产生PG、PMG、PGTE和PMTE四种细胞壁降解酶,这些酶都具有酶的典型性动力学特性。细胞壁降解酶是F.gramimearum<\I>致病的一个重要因子。     

玉米茎腐病病原对玉米苗期致病性研究

利用禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)、禾生腐霉菌(Pythium graminicola)和链状腐霉菌(Pythium catenulatum) 等玉米茎腐病病原进行玉米苗期致病性试验.结果表明:几种病原菌均能引起玉米幼苗发病,其中腐霉菌的致病作用要比禾谷镰刀菌强,并且两者的致病初侵染部位不同.腐霉菌主要是次生根和须根,而禾谷镰刀菌为胚根.本文对禾谷镰刀菌和两种腐霉菌的混合菌株做了致病性试验工作.     

假禾谷镰孢菌的分离及其对小麦茎基部和穗部的致病力分析

假禾谷镰孢菌(Fusarium pseudograminearum)是黄淮麦区小麦茎基腐病的优势病原菌。为比较假禾谷镰孢菌对小麦茎基部和穗部的致病力,选取实验室前期分离并保存的272个假禾谷镰孢菌菌株,通过室内小麦苗期茎基部接种法和田间扬花期穗部单花滴注接种法对其进行致病力检测。室内苗期茎基部接种结果显示,强、中等和弱致病力的菌株分别有109、137和26个。选择在小麦苗期茎基部表现为强、中等和弱致病力的菌株各17个,通过田间穗部单花滴注接种法检测其对小麦穗部的致病力,结果表明,51个菌株在小麦穗部均可致病,并引起不同程度的枯白穗症状,其中强、中等和弱致病力菌株分别有18、21和12个。进一步对小麦茎基部和穗部的致病力进行比较,发现同一菌株对小麦茎基部和穗部的致病力没有明显相关性。     

禾谷镰刀菌侵染拟南芥的研究

本研究采用禾谷镰刀菌侵染拟南芥,结果表明,在拟南芥开花初期,采用分生孢子悬浮液喷雾接种,能够引起花组织和角果产生病变,菌丝进一步扩展到整个植株中,最终引起植株坏死。用组织染色及特异引物进行PCR扩增,证实接种菌已侵入植物组织。说明拟南芥可用来进行禾谷镰刀菌侵染过程的相关分析,也可为筛选抗赤霉病的基因提供新思路。     

吉林省玉米镰刀菌穗腐病和茎腐病病原菌传染循环研究

玉米茎腐病病原菌禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schwabe)、串珠镰刀菌(F.moniliform sheldon )及腐霉菌(Pythium spp)中，可引起穗粒腐的只有禾谷镰刀菌及串珠镰刀菌两种。串珠镰刀菌是玉米穗腐病的主要病原菌，而禾谷镰刀菌是茎腐病的优势病原菌。其传染循环是由种子和土壤带菌诱发苗病，再导致茎腐病，又通过体外传染至穗部，发生穗粒腐。     

黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质的创制和筛选

为了创制和筛选黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质,以济麦22为受体,采用分子标记辅助选择与连续回交相结合的方法,将小麦赤霉病抗源苏麦3号抗病主效QTL导入黄淮麦区小麦品种济麦22;对黄淮麦区育成的564份品种（系）采用单花滴注方法进行连续3年赤霉病抗性鉴定和筛选。结果创制含苏麦3号抗赤霉病主效QTL的材料18份,其中4份农艺性状与济麦22相仿,赤霉病抗性明显提高;通过筛选获得赤霉病抗性水平达中感以上的材料18份,分子标记和 Fhb1基因鉴定结果表明,其中9份材料不含有 Fhb1基因,其抗赤霉病主效基因可能与苏麦3号不同。这些创制和筛选获得的抗赤霉病种质材料将为提高黄淮麦区小麦赤霉病抗性提供有益帮助。     

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。     

青稞镰孢根腐病病原鉴定及致病性分析

为明确青稞镰孢根腐病的病原,于青稞苗期及成株期分别对甘肃省甘南藏族自治州合作市、临潭县和卓尼县等青稞主产区的根腐病发生情况进行调查并采集样品,采用常规的组织分离法分离其病原,结合形态特征和分子生物学进行病原鉴定,并用烧杯水琼脂法和盆栽法测定其致病性。结果表明,青稞镰孢根腐病在甘肃省甘南藏族自治州分布广泛,发病率在5%~20%之间。发病植株长势弱、发黄,茎基部缢缩、腐烂,穗白粒瘪,茎秆发褐或黑红。共分离得到88株青稞镰孢根腐病病原菌,苗期50株,成株期38株,经鉴定分别为燕麦镰孢Fusarium avenaceum、木贼镰孢F. equiseti、三线镰孢F. tricinctum、柔毛镰孢F. flocciferum、锐顶镰孢F. acuminatum及F. langsethiae。盆栽法和烧杯水琼脂法所测得的致病性差异显著,但均表明燕麦镰孢综合致病力较强,结合其分离率,确认燕麦镰孢为优势病原。     

小麦抗赤霉病鉴定及其抗病基因的检测

小麦赤霉病是由镰刀菌和禾谷镰孢菌引起的小麦真菌病害,严重影响小麦的产量与品质。为了筛选适合黄淮麦区利用的抗病品种资源,于2017-2018年度利用单花滴注对107份黄淮麦区小麦资源进行田间赤霉病抗性鉴定;同时利用与 Fhb1、 Fhb2、 Fhb4和 Fhb5共4个与抗赤霉病相关QTL紧密连锁的8个分子标记对供试小麦材料进行了检测。经鉴定,扬富麦101表现为抗赤霉病(R),宁麦13、宁麦资119、扬麦16等12个品种表现为中抗赤霉病(MR);分子标记检测发现,这些抗赤霉病品种携带1个或多个抗赤霉病QTL位点,其中 Fhb1基因及其基因组合效应最为明显, Fhb1可以作为主要抗性基因应用于小麦赤霉病抗性育种。     

小麦茎基腐病和赤霉病抗源筛选及关联SNP位点分析

小麦茎基腐病（crown rot，CR）和赤霉病（Fusarium head blight，FHB）是由镰孢菌引起的两种主要的小麦病害。为筛选对CR和FHB的优异抗源、发掘抗病基因，从1 000多个来自世界各地的小麦种质中筛选了311个核心种质，对其进行CR苗期和成株期抗性及FHB抗性鉴定和评价，并利用全基因组关联分析（GWAS）鉴定与CR和FHB抗性相关位点。结果筛选出4个种质（Cimrmanova、济南13、GHABAGHEB、秃芒麦）具有优良的CR抗性；12个种质（陇春8号、中麦175、鲁麦5号、潍麦6号、皖麦50、Reeves、石家庄8号、西农928、山麦、SAFI-1/ZEMAMRA-1、平阳181和石家庄54）具有优良的FHB抗性；5个种质（山前麦、陇春8号、内江31、聊麦16和淮麦22）对CR和FHB均表现一定的抗性，尤其是陇春8号对CR成株抗性和FHB抗性水平均达到R级，表明该种质对两种病害兼具优良抗性。通过GWAS分析发现，在1A和6B染色体上有6个SNPS与CR-SR抗性显著相关；在1A、1B、3A、3B、6A、6B和6D染色体上有15个SNPS与CR-APR抗性显著相关；在5A、7A和7B染色体上有13个SNPS与FHB 抗性显著相关。本研究结果为小麦抗CR和FHB基因的定位和育种奠定了基础。     

小麦地方品种黄方柱中赤霉病主效抗性位点 Fhb1的精细定位

位于小麦3BS染色体上的赤霉病抗性主效基因Fhb1的效应较大而且比较稳定,是培育抗赤霉病品种最常用和最可靠的位点。我国小麦地方品种黄方柱（HFZ）高抗赤霉病且在3BS染色体上携带Fhb1基因。本研究对HFZ/Wheaton重组自交系（RIL）群体的Fhb1位点进行分子标记检测,筛选到两个杂合子株系,并对这两个杂合子株系连续自交3代,衍生出2个次级分离群体（L30和L112）,将这两个次级分离群体在扬州大学农学院试验田种植,并在扬花期进行单花滴注接种鉴定赤霉病,调查这两个群体中各株系的病小穗数、病小穗率、病粒数和病粒率。结果表明,L30和L112两个群体的病小穗数和病小穗率均显著正相关,病粒数和病粒率均显著正相关。同时依据小麦3B染色体参考序列开发了7个新的多态性标记,分别是 X1550、X2214、X2300、X2357、X2455、X2460和X2467。用这些多态性分子标记进行基因型检测,在目标位点发现5个交换株系,根据基因型和病小穗率,进一步将Fhb1定位在分子标记 X2214与 X2357之间,在ctg0954b上这两个分子标记之间的物理距离约为143 kb,NCBI预测该区间有3个候选基因,但是FGENESH在相同区段预测了29个基因,说明目标区段所具有的基因数目很可能多于3个,但少于29个。     

抗赤霉病小麦优异新种质的分子标记辅助选择

赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是危害全球小麦生产安全的重要病害。创制抗赤霉病优异新种质是培育抗病新品种的首要任务。本研究以979-5(中感赤霉病)和苏麦3号(高抗赤霉病)杂交后代为材料,采用系谱育种法,综合利用农艺性状选择、SSR标记选择和赤霉病菌单花接种鉴定等技术,进行抗赤霉病新种质选育。结果表明:(1)用13个分别与苏麦3号3BS上主效抗赤霉病基因 Fhb1、6B上微效基因 Fhb2和5AS上微效基因 Fhb5紧密连锁的SSR标记对双亲进行分析,发现其中的6个标记在979-5和苏麦3号间扩增呈单态,另7个标记在双亲间扩增呈多态,表明979-5与苏麦3号在这3个基因位点具有较高的遗传相似性;(2)创制出中抗新品系13个,高抗赤霉病新品系7个,这20个新品系均携带有苏麦3号的 Fhb1基因位点,其中7个高抗新品系还兼具 Fhb2或 Fhb5标记位点的优异等位变异;(3)20个新品系不仅越冬抗寒性好,且株高较矮,生育期与亲本979-5相近,产量性状好,蛋白质含量、出粉率、湿面筋含量、面团稳定时间等籽粒品质性状较优,其中,k15、k32和k40三个新品系的四项品质指标均达到国家中强筋品种标准。育成的新品系可用作黄淮冬麦区抗赤霉病品种改良的优异育种材料。