小麦赤霉菌毒素的提取与检测

小麦赤霉菌毒素的提取与检测（福建农学院农学系）刘思衡植物病原菌毒素是病原菌的次生代谢产物，一般属于糖苷、萜类、酚类、氨基酸及其衍生物等，是导致植物产生病状的重要因素。小麦赤霉菌毒素是人们除蕈中毒和麦角中毒以外最早认识的真菌性食物中毒，引起高度重视。我...     

玉米丝黑穗病菌PCR检测

利用玉米丝黑穗病菌基因组特异引物PCR技术,检测了该菌对玉米植株的侵染状况,并对不同玉米品种在苗期对丝黑穗病菌的抗性进行了初步判断。研究结果表明,感病品种K12分别在接种后第3 d的茎中,6 d的茎,9 d的根、茎、叶,12 d茎,抗病品种20060分别在接种后第3 d的茎、6 d的茎、9 d的茎和叶、12 d的茎和15 d叶都能扩增出PCR特异片段,经过EM种衣剂包衣的玉米幼苗的根茎叶材料扩增出来的特异DNA条带明显少于未经包衣的玉米幼苗。EM包衣处理能够有效的提高玉米种子的抗病能力,减少了玉米丝黑穗病菌对幼苗的侵染机会,有效地防治了玉米丝黑穗病。     

转基因小麦的定性PCR筛选检测技术

为了建立转基因小麦的PCR检测方法标准,以B73、B72、B102三个被转入外源高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)基因的转基因小麦品系为材料,对目前国内外转基因小麦中通用的标记基因bar和uidA、NOS终止子和Ubiquitin启动子进行了定性PCR的筛选检测,在国内外首次找到了小麦中特有的内参照基因麦谷醇溶蛋白基因(GAG56D),设计并合成了麦谷醇溶蛋白基因(GAG56D)和Ubiquitin启动子的引物序列,并对PCR反应条件进行了优化,PCR产物经过琼脂糖凝胶电泳分析后,可以检测到预期大小的目的片段.同时对PCR产物用实时荧光定量PCR进行了确证实验,并得到预期的结果.定性PCR最低检测灵敏度为0.5%(w/w).建立的转基因小麦定性PCR筛选检测方法具有通用性.     

转基因玉米转化体特异性PCR检测技术研究

根据不同转基因玉米中重组DNA结构,分别对转基因玉米Bt11、Bt176、Mon810、Mon863、TC1507、GA21和NK603设计转化体特异性引物进行PCR检测。在此基础上分别以玉米内参照基因(ZSSIIb)作对照,对Bt11、Mon810、TC1507和GA21、NK603、Bt176分别作两对四重PCR反应,实现在同一个PCR反应管中同时对3种转基因玉米及内参照基因的特异性检测。     

玉米丝黑穗病菌的PCR检测

A pair of species-specific primer for sporisorium reilianum was designed according to the pra3 gene of sporisorium reilianum,and the results of polymerase chain reaction showed that a 499bp DNA was amplified by using the primers,and the PCR-based assay could detect more than 1pg fungal DNA using the primer.The PCR as a highly sensitive and reliable tool,could be used in detection of sporisorium reilianum.     

小麦赤霉菌毒素合成机制及检测技术研究进展

赤霉病的发生不仅会导致小麦严重减产,其病原菌产生的DON、NIV等毒素也会污染小麦籽粒,对人畜健康造成严重威胁,因此研发小麦赤霉病及赤霉菌毒素的监测与防控技术是小麦生产与消费领域的核心议题。本文从细胞、遗传、生化等角度全面综述了小麦赤霉菌毒素合成、转运和调控的分子机制,介绍了目前主流的赤霉菌毒素检测技术,并对各种方法的优缺点进行了系统比较。以上研究进展可启发赤霉菌毒素监测防控新技术的出现,有利于保障粮食供给和食品安全。     

小麦中转基因成分PCR与实时荧光PCR的定性检测低限

为了确定小麦转基因成分PCR和实时荧光PCR方法的定性检测低限,将转基因小麦B73与非转基因小麦(检测外源基因)、小麦与大米(检测内源基因)分剐进行质量分数配比后提取DNA用于测定相对检测低限,再将100%转基因小麦B73的DNA进行浓度稀释用于测定绝对检测低限,并应用已知的NOS、bar、ubiquitin,ui-dA(GUS)外源基因和肌Wx012、GAG56D内源基因的引物和探针时模板DNA分别进行PCR与实时荧光PCR扩增.结果表明,最终确定PCR方法检测小麦转基因成分的相对检测低限为0.1%(质量分数),绝对检测低限为0.5 ng/ⅡL;实时荧光PCR方法的相对检测低限为0.1%(质量分数),绝对检测低限为0.01 ng/μL.所确定的检测低限可满足国家对转基因产品的最低标识要求.     

PCR对转基因玉米MON810的鉴定检测

本研究成功建立了商业化种植的转基因玉米MON810的筛选检测和品种鉴定的PCR方法.该方法根据玉米自身IVR基因作为内源特异参照基因扩增226 bp片段,检查模板DNA提取的质量,避免了假阴性结果;同时扩增CaMV35S启动子基因195 bp片段,可以对MON810转基因玉米进行筛选检测;此外,根据MON810品种设计的特异性鉴定检测引物,可扩增Maize genome/CaMV35S基因170 bp片段和HSP/CryIA(b)基因194bp片段,具有很强的品种特异性,达到了对MON810转基因玉米的品种鉴定目的.PCR反应循环参数是94℃2 min;94℃40sec,55℃60sec,72℃60sec,35次循环;之后72℃延伸5 min。     

抗虫玉米MON89034转化体特异性PCR检测技术研究

根据抗虫玉米MON89034外源插入片段5’端与植物基因组连接区序列设计特异性引物,并进行PCR扩增,预期产物大小为455 bp。以zSSIIb基因作为内标准基因,建立了转基因玉米MON89034转化体特异性定性PCR检测方法。对该方法进行重现性、特异性和灵敏度测试,结果表明:该方法能够特异性检测出MON89034转化体,以100 ngDNA为模板,该方法的检测灵敏度达到0.1%,约为40个起始模板拷贝。复合PCR检测结果还表明,在同一PCR反应管中可实现对zSSIIb基因和MON89034的同时检测。     

应用单管巢式和半巢式PCR检测转基因玉米MON89034

根据MON89034玉米的5’端和3’端边界序列分别设计1组转化体特异性的巢式PCR引物,采用中途进退式PCR策略建立MON89034玉米的转化体特异性检测方法,扩增产物分别为491 bp和188 bp。以转基因玉米MON89034及8种其他转基因作物为材料,证明此方法对MON89034玉米具有高度特异性。灵敏度测试结果表明,此方法的相对检出限达到0.01%,绝对检出限为4个单倍体基因组拷贝数,比普通PCR提高了5倍。建立的单管巢式和半巢式PCR方法可准确、高效地检测转基因玉米MON89034及其产品。     

江苏省主推及新育成小麦品种抗赤霉病评价及毒素积累分析

为明确江苏省小麦主推和新育成品种对赤霉病的抗性水平,2018年至2020年采用单花滴注接种和自然发病方法,对280个江苏省小麦品种进行赤霉病抗性鉴定,并对部分自然发病鉴定品种进行了籽粒DON毒素积累分析。结果表明,85个品种对赤霉病达到中抗及以上水平,其中淮南品种60个,淮北品种25个。经连续3年重复鉴定,筛选出18个抗性水平高且稳定的小麦品种,包括16个淮南品种和2个淮北品种。自然发病条件下,病穗率在10%以上的品种中,90%以上表现为中感及感病。不同小麦品种籽粒中DON毒素积累水平差异较大,毒素水平与小麦品种的病情指数呈正相关。综上所述,淮南较淮北品种的赤霉病抗性高,籽粒DON积累量低;人工接种鉴定可以较准确地反映小麦品种的赤霉病抗性;不同小麦品种发病严重程度与DON毒素积累量呈显著正相关。     

小麦新品系赤霉病抗性鉴定及基因效应分析

为创制黄淮麦区小麦新品系、提高小麦抗赤霉病育种效率,2022年在小麦扬花期利用喷洒孢子液的方法对81份抗赤霉病高代品系和4份对照品种在濉溪柳湖试验基地开展了赤霉病抗性鉴定,并利用与4个抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的6个标记对供试小麦材料进行了基因型检测。结果表明,供试81份材料的赤霉病抗性整体较好,平均病小穗率为27.95%,其中13份自育品系平均病小穗率低于扬麦20;携带单个或多个赤霉病抗性基因的品系共有60份,Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5检出频率分别为64.20%、12.35%、20.99%、34.57%;携带单个抗病基因Fhb1、Fhb4、Fhb5的小麦品系分别为18份、3份、2份;有45.68%品系同时携带2～3个赤霉病抗性基因。携带抗性基因的品系平均病小穗率低于不含抗性基因的品系;聚合多个抗赤霉病基因可以有效提高小麦品种的抗赤霉病水平。     

小麦赤霉病抗性改良研究进展

小麦赤霉病是一种全球性的毁灭性病害,培育抗病品种是减轻小麦赤霉病危害最经济环保的有效途径。本文介绍了赤霉病抗性种质资源的发掘及其在常规育种中的应用、抗赤霉病分子标记辅助育种和抗赤霉病转基因育种等方面的最新研究进展,提出在加强小麦赤霉病抗性机理研究的同时,结合分子育种技术与常规育种手段,加快小麦赤霉病抗性改良研究进程。     

赤霉病对陕西省主栽小麦品种品质的影响

为了解赤霉病对小麦脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素水平和品质指标的影响,通过喷雾及单小花滴注接种,田间弥雾保湿,对10个陕西省主栽小麦品种进行了赤霉病抗性鉴定,并对其DON毒素水平和品质相关指标进行了测定。结果表明,病情指数与千粒重呈显著负相关。喷雾接种条件下,对赤霉病表现中抗、中感的品种分别有1个、5个,其千粒重分别下降了2.84%和1.49%~8.20%;病情指数与籽粒、颖壳中的DON毒素含量呈极显著正相关,中抗品种西农511的籽粒、颖壳、穗轴中的DON毒素含量分别为14.63、24.33和56.15 mg·kg^-1,5个中感品种的籽粒、颖壳、穗轴中的DON毒素含量平均值分别为21.67、45.35、62.81 mg·kg^-1。单小花滴注接种条件下,筛选出中抗品种3个,中感品种2个,千粒重分别下降了1.38%~12.25%和2.66%~9.51%;平均严重度与籽粒、颖壳、穗轴中的DON毒素含量呈极显著正相关;3个中抗品种籽粒、颖壳、穗轴中的DON毒素含量平均分别为15.50、32.44和14.59 mg·kg^-1,2个中感品种籽粒、颖壳、穗轴中的DON毒素含量平均分别为19.98、33.80和16.41 mg·kg^-1。除苏麦3号外,喷雾接种下麦穗组织中的DON含量高于单小花滴注接种。喷雾接种条件下,病情指数与容重呈显著负相关,与蛋白质(干基)含量呈显著正相关,千粒重与容重呈极显著正相关,与蛋白质(干基)含量、稳定时间呈显著负相关,与沉降值极呈显著负相关。单小花滴注接种条件下,平均严重度、千粒重与品质指标无显著相关性,但赤霉病导致容重、蛋白质(干基)含量、湿面筋含量、沉降值、稳定时间、延展性和拉伸面积7项指标不同程度的下降。GGE双标图分析表明,7项指标中除容重外,其余指标关系密切。西农3517、西农899和西农511的综合品质表现较优。     

江苏省不同麦区小麦品种（系）对赤霉病的抗性及籽粒DON积累分析

为拓宽小麦抗赤霉病育种资源库,收集江苏省淮南和淮北麦区共69份小麦品种（系）,在大田自然发病条件下调查赤霉病的发病情况,同时测定籽粒中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）毒素;并利用抗赤霉病基因Fhb1、Fhb2和Fhb5的功能标记或连锁标记对供试小麦品种（系）进行检测。结果表明,淮北麦区小麦品种（系）的赤霉病发病程度明显高于淮南麦区品种（系）;不同小麦品种（系）籽粒中DON毒素含量与病情指数、病穗率均呈极显著正相关;携带单个或多个抗性基因的小麦品种（系）的病情指数和籽粒DON含量大都有所降低,其中扬大617可能同时携带3个抗性基因（Fhb1+Fhb2+Fhb5）,其病穗率、病情指数及籽粒中DON含量均较低,可作为新的赤霉病抗源加以利用。     

基于图像和改进U-net模型的小麦赤霉病穗识别

为了快速、有效地监测小麦赤霉病的发生情况,利用数码相机对人工接种赤霉病菌的小麦田进行RGB图像获取,在图像预处理基础上,利用深度学习网络U-net来对人工标记好的发病麦穗图像进行训练。通过深度学习数据集的构建与测试,建立了基于RGB图像和改进U-net网络模型的小麦赤霉病识别与监测模型,并对模型识别结果进行了验证。结果表明,U-net可以很好地提取图像波段信息,但对于比较复杂的麦穗图像,在使用Keras方法进行图像语义分割时,需要对U-net网络结构进行改进,即在下采样部分加入Dropout层。与人工标记结果相比,模型识别结果的一致性较好,具有较高的监测精度。该模型平均精度为0.969 4,损失函数值为0.075 9,平均交并比MIoU为0.799。上述结果说明改进的U-net模型可以很好地识别和监测小麦图像中的发病麦穗,并在发病麦穗的分割上具有很好的效果     

小麦抗纹枯病和赤霉病QTL定位研究

为给小麦抗病育种中分子标记的辅助选择提供依据,利用苏麦3号/白免3号重组自交系群体,对小麦赤霉病、纹枯病抗性QTL进行分子定位,证实了苏麦3号3BS染色体上的主效QTL,获得了连锁更紧密的分子标记;在6B、2B、6A、5A、3B染色体上分别检测到抗纹枯病QTL,可分别解释纹枯病抗性表型变异的9%～13%.相关分子标记可进一步用于标记辅助选择育种.     

不同杀菌剂及其复配制剂在小麦赤霉病及呕吐毒素防治中的作用

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol, DON）,又名呕吐毒素,是由引起小麦赤霉病的镰刀菌属（Fusarium spp.）产生的一种单端孢霉烯族毒素。为研究不同杀菌剂及其复配制剂对小麦赤霉病及DON的防治效果,分别使用单药剂及其复配制剂进行田间药剂试验,并使用液相色谱串联质谱检测麦粒中DON的含量。2014年在江苏姜堰、建湖和六合3地进行的单药剂试验结果显示,25%丙硫菌唑悬浮剂（SC）、25%氰烯菌酯SC、30%戊唑醇SC和25%多菌灵可湿性粉剂（WP）对赤霉病和DON均有防效,20%嘧菌酯可分散粒剂（WG）的赤霉病防效较差,对DON无防效。25%丙硫菌唑SC较其他4种药剂具有更好的防效,并且在3个试验点效果稳定。2015年在江苏姜堰进行的单药剂及其复配制剂药效试验结果显示,75%百菌清·戊唑醇WP、25%丙硫菌唑SC、25%氰烯菌酯SC和48%氰烯菌酯·戊唑醇SC 4种药剂的赤霉病和DON防效较好,防治后的小麦DON含量均小于1 000 μg·kg^-1,符合国家限量标准,与其他药剂差异显著（P<0.05）,DON防效均大于70%,分别为76.3%、75.6%、73.6%和72.2%。病情指数、病穗率与DON含量之间的相关性分析结果表明,病情指数与DON含量之间存在显著的正相关（r=0.628,P=0.022）,病穗率与DON含量之间无显著相关性（r=0.400,P=0.176）。     

小麦种质材料赤霉病抗性鉴定及遗传多样性分析

为筛选小麦抗赤霉病优异种质,探究不同抗源的亲缘关系,以苏麦3号、扬麦158和矮抗58分别作为高抗、中抗和高感对照,2017-2018年采用病麦粒土表接种法从345个小麦育成品种（系）中初步筛选出94个抗赤霉材料,2018-2019年在此基础上对这94个品种（系）再次进行病麦粒土表接种和单花滴注接种鉴定,并进行SSR分子标记遗传多样性分析,同时对综合鉴定表现抗赤霉病的品种（系）进行农艺性状调查。结果表明,初选的94个品种（系）中分别有51、41和2个品种（系）中抗、中感和高感赤霉病。 包括3个对照在内的97个品种（系）间遗传距离为0.02~0.74,平均为0.42;通过UPGMA聚类将97个品种（系）划分为7个类群,51个中抗品种（系）分布在Ⅰ至Ⅶ类群中,其数量分别为15、13、14、2、1、1和5个,其中Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类群中的分布数量占品种（系）总数的82.4%;51个中抗品种（系）的农艺性状变异较大,Y608、庆丰188、宁丰518、明麦7号、宁麦资15116、金运麦4号、zhb003、科运麦1611和华鉴麦3号等9个品种（系）的综合农艺性状表现良好,生育期适中,株高在74.67~84.67 cm,单株产量和千粒重分别都在7.5和45 g以上。     

黄淮南部麦区小麦赤霉病抗性鉴定及基因型分析

为丰富抗赤霉病育种亲本材料,连续2年采用土表接种法对762个黄淮南部麦区小麦品种(系)的赤霉病抗性进行鉴定,发现15个小麦品种(系)表现为中抗赤霉病,133个小麦品种(系)表现为中感赤霉病。采用单小花滴注接种法对15个经土表接种鉴定为中抗小麦品种(系)以及2个多抗性基因聚合的种质材料和4个小麦-长穗偃麦草易位系的赤霉病抗性进行鉴定,发现10个小麦品种(系)表现为中抗赤霉病,10个小麦品种(系)表现为中感赤霉病。采用与抗赤霉病基因 Fhb1、 Fhb2、 Fhb4、 Fhb5和 Fhb7相关的分子标记对15个经土表接种法鉴定为中抗赤霉病的小麦品种(系)、部分(120个)中感赤霉病小麦品种(系)、2个多抗性基因聚合种质材料和4个小麦-长穗偃麦草易位系进行检测,发现135个经土表接种鉴定为中抗或中感赤霉病的小麦品种(系)中,有11个小麦品种(系)含有 Fhb1基因,但未检测到含有 Fhb2、 Fhb4、 Fhb5和 Fhb7基因的品种(系);2个多抗性基因聚合的种质材料分别含有 Fhb1、 Fhb2、 Fhb4基因和 Fhb1、 Fhb2、 Fhb5基因;4个小麦-长穗偃麦草易位系均含有 Fhb7基因,且其中2个易位系还含有 Fhb1基因。