玉米青霉穗腐病接种方法及玉米新品种抗性分析

近年由青霉Penicillium spp.引起的穗腐病逐年加重。抗病玉米品种的选育和利用是控制穗腐病的经济、安全和有效措施。本研究开展玉米抗青霉穗腐病的接种鉴定,连续3年(2020-2022)在不同环境下比较分析花丝喷雾法、花丝通道注射法、子粒注射法、牙签法等接种方法对玉米青霉穗腐病抗性鉴定的效果。结果表明,子粒注射法、牙签法发病强度适中,能够使得不同品种在人工接种后表现出不同水平的抗性反应,较适合用于玉米抗青霉穗腐病鉴定接种,接种后发病稳定、抗感差异明显、鉴定结果准确。2021-2022年接种鉴定的玉米新品种中,对青霉穗腐病表现高抗、抗性、中抗、感病和高感的品种分别占7.8%、24.1%、28.6%、24.5%、15.0%。     

接种方法和接种时期对不同玉米杂交组合穗腐病抗性鉴定的影响

为研究不同接种方法和接种时期对玉米拟轮枝镰孢穗腐病(Fusarium verticillioides ear rot,FER)抗性鉴定的影响,选取高抗×高抗、高抗×高感、高感×高感组合各3份,2022年在北京顺义和河南新乡分别用针刺果穗注射法与双牙签法在玉米吐丝后5、10、15 d进行接种。结果表明,吐丝后5、10和15 d接种,针刺果穗注射法分别比双牙签法的平均病情严重度高6.3%、3.9%和1.8%;吐丝后5 d接种,不同组合采用针刺果穗注射法接种未达到显著差异,采用双牙签法达到极显著差异(P<0.01);吐丝后10 d和15 d接种,不同组合使用针刺果穗注射法均达到极显著(P<0.01)差异,牙签法均未达到显著差异。采用双牙签法接种时,建议吐丝后5 d接种;采用针刺果穗注射法接种时,建议吐丝后10～15 d接种。     

玉米禾谷镰孢穗腐病抗性鉴定接种方法比较

通过子粒注射法和花丝通道法,在玉米吐丝初期至乳熟后期间隔 5～127 d接种 3个不同玉米品种,明确东北地区玉米禾谷镰孢穗腐病抗性鉴定的最佳接种方法。结果发现,禾谷镰孢在玉米吐丝期至乳熟期均能侵染玉米子粒和花丝。子粒注射法在玉米吐丝 1～12 d内接种的病情指数显著高于 16 d以后接种的处理;花丝通道法在玉米吐丝 1～5 d内的病情指数显著高于 12 d以后接种的处理。子粒注射法的抗性鉴定结果为吐丝 1 d接种的果穗表现为感病,吐丝 5～12 d为中抗或抗病,吐丝 16 d之后为抗病或高抗;花丝通道法接种的结果为吐丝 1 d为中抗或抗,吐丝 5 d及以后为抗或高抗。结果表明,子粒注射法在玉米吐丝 10～15 d左右接种发病稳定、抗感差异明显、鉴定结果准确。     

玉米穗腐病研究初报

吉林省玉米穗腐病逐年严重,全省平均发病率达13.79％。其病原菌有13属19种,主要菌为串珠镰刀菌、串珠镰刀菌胶孢变种、禾谷镰刀菌和炭黑蠕孢,优势种为串珠镰刀菌。除米黑孢外,所有分离菌都能通过接种引起发病,牙签接种和喷雾接种的病情指数较高,四种主要菌的致病力均较强。自然发病和人工接种抗性鉴定结果表明,不同杂交种和不同自交系对穗腐病的抗性具有明显差异。优势病原菌串珠镰刀菌的生长最适温度为25℃,菊糖、山梨糖、果糖、乳糖及天门各酸钠是最好的碳氮营养源。     

部分玉米骨干种质对木霉穗腐病抗性及产量性状分析

在玉米吐丝后7～10 d采用针刺接种法接种非洲哈茨木霉,收获期对发病等级和相关产量性状进行调查,评估部分玉米骨干种质对木霉穗腐病抗性及木霉穗腐病对玉米产量的影响。结果显示,所选取的骨干种质中,大部分种质对木霉穗腐病表现高感,仅Mo17表现为感病,无抗性种质。木霉穗腐病对部分种质的有效穗长、百粒重、穗粒重有较大影响,PH6WC、B73、掖478和黄早四的有效穗长显著增加,最高可达32.19%,郑单958、PH6WC、Mo17、自330、掖478和黄早四的百粒重显著降低,最高可达38.46%;郑单958、Mo17、自330、掖478和黄早四的穗粒重显著降低,最高可达53.41%。木霉穗腐病可促进部分种质产生穗发芽,在不同种质间存在较大差异,PH6WC的穗发芽率高达80.00%。     

玉米穗腐病抗性遗传与育种研究进展

总结玉米穗腐病最新研究进展,从发病症状、侵染途径、病原菌种类、抗性鉴定方法、抗性种质鉴定、抗病遗传机制解析等方面进行综述,结合当前玉米穗腐病的抗病育种研究现状进行展望,为玉米穗腐病抗病种质资源的创制及抗病新品种的选育提供理论参考.     

玉米穗轴对穗腐病抗性鉴定体系与优异抗源的研究

穗轴作为拟轮枝镰孢菌侵染果穗引发玉米穗腐病的重要途径之一,能够影响病原菌的侵染和扩散。为了深入开展玉米穗轴对拟轮枝镰孢菌抗性的研究以及了解玉米穗腐病子粒与穗轴抗性的差异,进行抗性鉴定体系的优化,利用164份国内外玉米骨干自交系进行两年两点的接种鉴定筛选优异抗源,对发病边长、发病芯长、发病面积、发病相对面积等4个抗性指标进行研究。结果表明,发病边长能较大程度地区分不同自交系间的抗感差异且又在材料内具有较好的重演性。把发病边长确定为玉米穗腐病穗轴抗性鉴定指标,对参试自交系进行抗性评价,鉴定出CML27、BT-1、CML274等58份穗轴高抗自交系,筛选出BT-1、CML173、CML193等8份子粒与穗轴均抗穗腐病的优异抗源。     

玉米F1杂交种对黄曲霉菌穗腐病和黄曲霉毒素积累的抗性

黄曲霉毒素是由黄曲霉菌(Aspergillus flavus Link:Fr)产生的一种致癌毒素.由黄曲霉毒素造成的严重污染影响玉米籽粒的销售和运输.试验目的是:(1)测定由理想的抗病玉米自交系导致F1 对黄曲霉菌和黄曲霉毒素积累的相对抗性,而不考虑杂种优势类型.(2)通过双列分析分析该自交系的遗传基础.(3)找出哪个自交系在分子标记图谱和育种程序中是最理想的抗性资源.在所有组合中,将两个重要自交系和6个暂定与降低穗腐病和抑制黄曲霉毒素产生有关的自交系进行杂交.对其F1杂交种进行了为期两年的评价.中丝期20～24 d后,用针板法将黄曲霉菌分离菌的分生孢子混合物接种果穗.在接种区将各小区的果穗按可见穗腐病百分率进行分级.用间接竞争ELISA测定收获果穗的黄曲霉毒素B1水平.测得抗病自交系×抗病自交系F1对穗腐病和黄曲霉毒素积累的抗性水平最高,它们与许多自交系×已知抗性的自交系F1没有显著差异.双列分析表明所有杂交种和自交系Tex6和Oh516的穗腐病黄曲霉毒素水平的一般配合力(GCA)效应高度显著.结果表明在多种遗传背景下,Tex6和Oh516位分子标记图谱测定和抗性育种程序中是最理想的抗病资源.     

利用秸秆和肥料增殖木霉及对玉米茎基腐病的生物防治

以玉米秸秆为基质,筛选对木霉增殖有利的营养物质,对生防制剂的田间应用提供依据。利用Plack-ett-Burman试验设计筛选影响木霉产孢的主要营养物,采用最陡爬坡试验测定3种营养物的最适浓度范围;通过Box-Benhnken试验设计,对3种营养物浓度进行优化;盆栽试验检测木霉在土壤中的存活情况防治玉米茎基腐病。结果表明,筛选对木霉产孢影响较大的3个营养物质(氯化铵、硫酸钾、七水硫酸亚铁),最佳配方为氯化铵0.97 g/L,硫酸钾0.92 g/L,七水硫酸亚铁0.97 g/L,在此配方条件下孢子产量为2.61×10~9个/g。盆栽试验表明,利用木霉结合秸秆还田和肥料施用,可增强其存活能力和降低玉米茎基腐病的发生率和病情指数。     

玉米穗粒腐病抗病资源鉴定

通过人工接种串珠镰刀菌,进行玉米穗粒腐病抗性鉴定.从90份玉米自交系中筛选出15份高抗材料和27份中抗材料.结合血缘追踪发现,78599和78698等先锋海外种子公司育成的玉米杂交种的衍生自交系普遍具有较高的抗性。     

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、绥系617于不同年际间表现出稳定的高抗性,受自然环境变化的影响较小,可以作为抗原用于抗穗腐病改良选育工作中。自交系HB1124、N5针对穗腐病综合抗性较低,穗腐病高发地区需谨慎使用,为镰孢穗腐病抗性育种及种质改良提供材料基础和试验依据。     

玉米穗腐病样本中温和镰孢菌的鉴定及其生物学特性

为明确引起玉米穗腐病的一种不常见镰孢菌病原菌及其生物学特性,对采集的镰孢菌穗腐病样本进行病原菌分离和纯化,并通过柯赫氏法则（Koch''s Rule）、形态学特征和分子生物学技术对菌株进行鉴定。结果表明,分离到的菌株ZBSF002为温和镰孢菌（Fusarium temperatum）,是玉米穗腐病的致病菌。对其生物学特性研究表明,温和镰孢菌的最适碳源是可溶性淀粉,最适氮源是酵母浸粉,生长温度范围为10℃~35℃,最适温度为30℃。在pH值为4~11的培养基上均能生长和产孢,在pH值7~10培养基上菌丝生长较快且产孢量较大。光照对菌丝生长和产孢量影响不显著,菌株在光照、黑暗、交替光照3种培养条件下均能生长和产孢,连续光照条件下菌丝生长较快,且产孢量较大。病原菌菌丝和分生孢子致死温度为65℃、10 min。     

玉米禾谷镰孢穗腐病抗性的QTL定位

以3个高抗玉米自交系承351、丹598、吉V203和1个高感自交系ZW18为亲本,分别构建3个F₂群体及其对应的F_2:3家系,通过对F_2:3家系发病果穗进行图像处理的方法鉴定抗病表型,对禾谷镰孢穗腐病抗性进行QTL定位。3个F₂群体共检测到11个与禾谷镰孢穗腐病抗性有关的QTLs,分别可解释4.87%～40.98%的表型变异率。来源于抗病亲本承351的QTL-qRgr7-1位于7.02 bin,可解释高达13.76%～40.98%的表型变异率。通过与前期病害评级方法定位到的QTLs相比,qRgr7-1在Bins7.02上和qRger7.1完全重合,qRgr2-1在Bins2.01-2.02上和qRger2.1完全重合,qRgr10-1在Bins10.01-10.02上和qRger10.1完全重合。基于图像分析定位到的qRgr9-1、qRgr1-2、qRgr3-1分别与基于抗病评级定位到的区间存在重叠区域。利用不同方法定位到了相同的QTLs,一方面说明基于图像分析进行表型鉴定有一定的准确性,另一方面也验证了这些QTLs位点的真实性。     

玉米穗腐病抗性机制及抗病育种研究进展

玉米穗腐病是由病原菌侵染引起果穗或子粒病变的一种真菌性病害,在世界玉米种植区域普遍发生。本文总结玉米穗腐病研究最新研究进展,从病原菌类型及生理小种、抗性种质资源筛选、抗性机制、抗性遗传、抗性基因与分子标记定位等方面对玉米穗腐病进行全面综述,结合当前玉米穗腐病研究现状进行展望,为玉米穗腐病的抗病分子机制及分子辅助育种提供理论参考。     

辽宁省玉米穗腐病致病菌新知镰孢的分离鉴定与生物学特性研究

通过形态学和分子生物学方法鉴定菌株Fa11-9。结果表明,菌株Fa11-9产生的大型分生孢子镰刀形,3～5个分隔;小型分生孢子长椭圆形,单胞,延伸因子与新知镰孢聚为一类,确定菌株Fa11-9为新知镰孢(Fusarium andiyazi)。通过接种与再分离鉴定试验,完成柯赫式法则。利用十字交叉法和血球计数板计数法研究营养和环境条件对新知镰孢生长速度和产孢的影响,结果表明,菌丝生长温度范围为15℃～40℃,最适温度为25℃;光照条件对菌丝生长影响不显著;生长最适碳、氮源分别为麦芽糖、硝酸钠,促进分生孢子产生的最适碳、氮源分别为蔗糖、酵母。新知镰孢在辽宁省可引起玉米穗腐病。