安徽省玉米穗腐病主要致病镰孢菌的分离与鉴定

为明确安徽省玉米穗腐病主要致病镰孢菌的种类,采用单孢分离、形态学鉴定和分子生物学鉴定的方法,对2017年采集自安徽省6个玉米主产区——合肥市、蚌埠市、淮北市、阜阳市、亳州市和宿州市的玉米穗腐病病样进行了分离鉴定。在获得的455株镰孢菌中,拟轮枝镰孢菌、禾谷镰孢复合种、层出镰孢菌、尖孢镰孢菌和黄色镰孢菌的分离频率分别为59.13%、21.28%、13.68%、5.12%和0.79%。其中拟轮枝镰孢菌在各地的分布最广,属于安徽省的优势致病镰孢菌。     

我国玉米穗腐病致病镰孢种群及禾谷镰孢复合种的鉴定

为阐明中国玉米镰孢穗腐病的主要致病镰孢菌种类及其分布特征,采用形态学、培养特征及特异性分子鉴定方法,对采集自我国18省100个县的玉米籽粒样品进行分离鉴定,并通过TEF-1α基因序列测定解析禾谷镰孢复合种的构成.结果表明,在我国引起玉米穗腐病的主要致病菌为镰孢菌,分离频率为56.0%,其次还有青霉菌、曲霉菌、木霉菌等.138个镰孢菌分离物中鉴别出7个种及复合种,其中拟轮枝镰孢菌Fusarium verticillioides(56.5%)和禾谷镰孢复合种F.graminearum species complex(37.7%)为广泛分布的优势致病种类,其余为黄色镰孢菌F.culmorum(2.2%)、层出镰孢菌F.proliferatum(1.5%)、尖镰孢复合种F.oxysporum species complex(0.7%)、茄镰孢复合种F.solani species complex(0.7%)和亚粘团镰孢菌F.subglutinans(0.7%).在禾谷镰孢复合种中鉴定出3个独立种:广泛分布的禾谷镰孢菌F.graminearum sensu stricto(59.6%)、分布在云南、贵州及陕西商洛等南方生态区的南方镰孢菌F.meridionale(25.0%)和分布在内蒙古、吉林、山西、河北及北京等北方生态区的布氏镰孢菌F.boothii(11.5%).     

玉米穗腐病和茎腐病镰孢菌病原学相互关系及遗传多态性研究

 本文从体内传播和体外传播2条途径,研究了玉米穗、茎腐病串珠镰孢菌(Fusarium moniliforme)和禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)在侵染循环上的相互联系,并运用营养亲和性、血清学、同工酶电泳和RAPD分析4种方法,从营养体、蛋白质、核酸3个不同层次,对北方地区玉米穗腐病镰孢菌和茎腐病镰孢菌在病原学上的相互关系进行了全面的研究,同时对北方地区玉米穗、茎腐病镰孢菌的遗传多态性进行了研究。     

重庆及周边地区玉米穗腐病致病镰孢菌的分离与鉴定

为明确重庆及周边地区玉米穗腐病致病镰孢菌的种群组成及其分布,于2014—2015年在32个区县98个乡镇采集玉米穗腐病样品,采用种子健康检测法分离病原物,通过形态学特性、培养特征和分子生物学等方法鉴定镰孢菌种。结果表明,在获得的111个镰孢菌分离物中鉴定出10种致病镰孢菌,分别为拟轮枝镰孢、层出镰孢、禾谷镰孢复合种、尖镰孢复合种、藤仓镰孢、木贼镰孢、黄色镰孢、变红镰孢、九州镰孢和茄镰孢,其总分离频率依次为38.70%、17.10%、17.10%、11.70%、7.20%、3.60%、1.80%、0.90%、0.90%和0.90%;除渝东南区域外,在其它区域拟轮枝镰孢的分离频率最高,其次为层出镰孢和禾谷镰孢复合种;对禾谷镰孢复合种分离物的翻译延伸因子TEF-1α基因测序比对发现,该复合种由南方镰孢和亚洲镰孢组成。研究表明,重庆地区玉米穗腐病优势致病镰孢菌为拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种和层出镰孢。     

玉米穗腐病和茎基腐病镰孢菌间相关性的RAPD分析

 利用随机扩增多态性DNA (RAPD)技术对玉米穗腐病和茎基腐病镰孢菌之间的相互关系进行了研究,证实了引起2种病害的串珠镰孢菌同源性很高,在遗传上具有较高的相似性,病菌不易受地域或环境和寄生部位选择作用的影响,同一类型的串珠镰孢菌可以是穗腐病和茎腐病的共同病原菌。禾谷镰孢菌间的遗传变异性很强,易受地域、环境和寄生部位选择作用的影响,出现明显的分化现象,穗腐病和茎基腐病可以由同一禾谷镰孢菌分化类型侵染所致,也可由不同分化类型侵染所致。     

玉米镰孢菌穗、茎腐病侵染循环的相互关系

玉米穗腐病和茎腐病是玉米主要病害。茎腐病多数病株明显发生根腐,茎基节间产生不规则状褐斑,随后很快变软,内部空松,导致果穗下垂、籽粒干瘪、整株青枯或黄枯,明显减产。玉米穗腐病的主要致病菌为串珠镰孢菌Fusarium moniliforme和禾谷镰孢菌Fusarium graminearum,茎腐病的主要致病菌除腐霉菌外,也有与穗腐病相同的禾谷镰孢菌     

亚洲玉米螟为害对玉米镰孢穗腐病发生程度的影响

为了明确亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis(Guenée)]在玉米雌穗不同发育期为害对玉米镰孢穗腐病发生程度的影响,分别在春播和夏播玉米吐丝、灌浆和乳熟期,以亚洲玉米螟为试虫,以轮枝镰孢菌为供试菌,单独或复合接种侵染。结果表明,无论春播还是夏播玉米,镰孢穗腐病病情指数均以复合处理最高,为31.57～88.80,单独接虫处理为16.27～55.00,单独接菌处理为19.02～59.47;玉米镰孢穗腐病的发生程度受玉米雌穗发育期和亚洲玉米螟为害程度的影响,其玉米螟为害级别为吐丝期>灌浆期>乳熟期;受螟害的介导作用,春播玉米雌穗被害率、螟害级别和镰孢穗腐病的发病率均显著重于夏播玉米,但夏播玉米镰孢穗腐病的病情指数高于春播玉米。螟害的介入明显加重了玉米镰孢穗腐病的发生,严重程度与雌穗发育时期密切相关。     

黄淮海夏玉米主产区穗腐病病原菌的分离鉴定

为明确我国黄淮海夏玉米主产区玉米穗腐病的病原菌种类、优势种群及虫害、年度、省份对病原菌的影响,以形态学为基础,结合分子生物学方法对2013、2015年随机采自河南、河北、山东3省的155份玉米穗腐病样品进行分离鉴定。结果表明,引起黄淮海夏玉米主产区玉米穗腐病的主要致病菌为镰孢菌Fusarium spp.,包括拟轮枝镰孢F.verticillioides、禾谷镰孢F.graminearum、层出镰孢F.proliferatum、木贼镰孢F.equiseti及藤仓镰孢F.fujikuroi,分离频率分别为49.7%、28.4%、12.3%、3.9%和1.3%;其次为木霉菌Trichoderma spp.,包括哈茨木霉T.harzianum、绿色木霉T.viride和棘孢木霉T.asperellum,分离频率分别为8.4%、3.2%和5.2%;青霉菌Penicillium spp.分离频率较低,为14.2%;曲霉菌Aspergillus spp.包括黑曲霉A.niger和黄曲霉A.flavus,分离频率分别为2.6%和1.9%。研究表明,黄淮海主产区玉米穗腐病优势病原菌为拟轮枝镰孢、禾谷镰孢和木霉菌,不同省份不同年度间病原菌种类及优势病原菌存在差异,虫害能加重玉米穗腐病的发生。     

玉米茎腐病病原菌检测方法研究

为提高玉米茎腐病病原菌检测结果的准确性和可信度,以组织分离法做对比,采用分子检测法,对采自田间的189个玉米茎腐病病株进行真菌种类的鉴定和数量的统计。结果表明,分子检测法对腐霉Pythiumspp.的检出频率为29.24%,对镰孢菌Fusariumspp.的检出频率为73.68%,组织分离法对腐霉的检出频率仅为0.58%,对镰孢菌的检出频率为60.82%,两方法的符合率最高仅为35.92%,最低为0。因此,采用组织分离和分子检测相结合的方法可提高玉米茎腐病病原菌鉴定结果的准确性。     

河北省玉米穗腐病病原菌鉴定及潜在产伏马毒素镰孢菌系统发育分析

 为明确河北省夏玉米区玉米穗腐病的发生情况、病原菌组成及地区对病原菌种类的影响,本团队于2016年和2017年在玉米收获前期对玉米穗腐病的发生情况进行调查,并通过生物学方法对随机采回的样本进行分离鉴定。田间调查结果表明,与2016年相比,2017年河北省玉米种植面积有所减少,玉米穗腐病的发病率有所下降。分离鉴定结果表明,引起河北省夏玉米区穗腐病的优势病原菌为拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides),分离频率为63.49%,其他病原菌如层出镰孢菌(F. proliferatum)、禾谷镰孢菌(F. graminearum)、变红镰孢菌(F. incarnatum)、黑曲霉(Aspergillus niger)、黄曲霉(A. flavus)、草酸青霉(Penicillium oxalicum)和哈茨木霉(Trichoderma harzianum)的分离频率分别为19.05%、6.35%、1.59%、14.29%、3.17%、9.52%和1.59%。为明确伏马毒素基因在潜在产伏马毒素镰孢菌鉴定中的作用,拟轮枝镰孢菌、层出镰孢菌和藤仓镰孢菌(F. fujikuroi)分别以EF-1α和FUM1基因序列为基础构建系统发育树。结果表明,两个系统发育树拓扑结构相似,伏马毒素基因可用于潜在产伏马毒素镰孢菌种的鉴定,基于FUM1基因的种间遗传距离大于基于EF-1α基因的种间遗传距离,而种内遗传距离的结论则与之相反。     

杀菌剂对玉米穗腐病菌的毒力及毒素产生的影响

为筛选防治玉米穗腐病同时减少病原菌毒素积累的化学药剂,采用菌丝生长速率法、涂布平板法分别测定了4种药剂多菌灵、百菌清、吡唑醚菌酯和氰烯菌酯对玉米穗腐病的3种主要致病镰孢菌拟轮生镰孢菌、层出镰孢菌和禾谷镰孢菌菌丝生长和孢子萌发的影响,并采用高效液相色谱法测定了4种药剂对其毒素积累的影响。结果表明:层出镰孢菌菌株127-1和禾谷镰孢菌菌株125-3的最佳产毒时间为第10天。供试4种药剂对3种镰孢菌菌丝生长的EC50值范围为0.18~5.71μg/m L,对孢子萌发的EC50值范围为0.02~8.14μg/m L,均表现出一定的抑制作用。但对3种镰孢菌产伏马毒素、玉米赤霉烯酮和脱氧雪腐镰孢菌烯醇的影响不尽相同,吡唑醚菌酯浓度在1~500μg/m L时能够抑制拟轮生镰孢菌和层出镰孢菌产生伏马毒素,氰烯菌酯能够在0.05~0.8μg/m L浓度范围内显著抑制禾谷镰孢菌产生玉米赤霉烯酮,当多菌灵浓度为0.05~0.5μg/m L时,几乎可以完全抑制禾谷镰孢菌产生脱氧雪腐镰孢菌烯醇。     

甘肃省玉米籽粒中镰孢菌分离频率及伏马毒素含量监测

为了解甘肃省玉米籽粒中病原镰孢菌的种类以及籽粒中伏马毒素的含量,通过形态学特征、分子生物学鉴定和高效液相色谱法对2011—2012年间采自甘肃省5个地区的225份玉米籽粒样品进行了镰孢菌的分离、鉴定和伏马毒素含量的测定。结果表明,分离获得的516株镰孢菌经鉴定分别属于拟轮生镰孢菌Fusarium verticillioides、层出镰孢菌F.proliferatum、禾谷镰孢复合种F.graminearum species complex、亚粘团镰孢菌F.subglutinans、藤仓镰孢菌F.fujikuroi、木贼镰孢菌F.equiseti、尖镰孢菌F.oxysporum和F.temperatum;其中拟轮生镰孢菌分离频率最高,属甘肃省的优势病原菌。2011和2012年,镰孢菌的分离频率分别为31.0%和10.7%,禾谷镰孢复合种和拟轮生镰孢菌为当年的优势种群。同时,2011和2012年样品中伏马毒素的污染率分别为30.5%和50.9%,平均含量分别为175μg/kg和224μg/kg,但未发现伏马毒素含量超过欧盟委员会限量标准(4 000μg/kg)的样品。     

河北省甘薯镰孢菌腐烂与溃疡病的病原鉴定

为明确河北省甘薯镰孢菌腐烂与溃疡病的症状特点和病原种类,在不同种植区采集储藏期和育秧期病样,描述其症状特征;对病原菌进行分离纯化,采用柯赫氏法则回接验证,依据病原菌的形态特征和基因序列确定病原菌种类。结果表明,在储藏期甘薯发病可导致薯块表面腐烂的占总病薯的59.09%,端部腐烂的占40.91%;薯块带有褐色轮纹病斑的占61.36%,病斑没有轮纹或者轮纹不明显的占38.64%;发病初期薯块内部病斑浅、黑褐色的占27.27%,发病后期薯块内部形成空腔、布满白色菌丝的占72.73%;病斑带有苦味的占59.09%,病斑没有苦味或苦味不明显的占40.91%;在育秧田发病导致薯秧溃疡,表现为主茎基部呈点片发生黑色或者褐色病斑,部分有开裂。分离的病原菌能够同时侵染薯块和薯秧;病原菌单瓶梗产孢,大型分生孢子稍弯,两端钝圆,多数3~7个分隔,顶细胞钝圆,基细胞足跟较明显。其rDNA-ITS、EF-1α、β-tubulin基因序列与茄镰孢菌Fusarium solani的同源性分别为97%、99%和98%。初步确定甘薯镰孢菌腐烂与溃疡病的病原菌为茄镰孢菌F.solani。     

玉米穗、茎腐病镰刀菌相互关系的同工酶分析

对沈阳、河北、北京、吉林等地区玉米穗、茎腐病禾谷镰刀菌和串珠镰刀菌进行了可溶性蛋白和同工酶的聚丙烯酰胺凝胶电泳。以研究玉米穗、茎腐病镰刀菌在病原学上的相互关系。结果表明：各地区玉米穗、茎腐病串珠镰刀菌均具有高度的同源性,相似系数在0．89～0．98之间,菌株间差异表现为个体间多样性。两种病害禾谷镰刀菌病原学的相互关系因地域不同而不同。河北、吉林两地区穗、茎腐病禾谷镰刀菌间均未发现生理分化现象,相似系数均在0．93以上。沈阳地区玉米穗、茎腐病存在明显的生理分化现象,相似系数仅为0．65～0．67。     

春玉米区穗腐病病原菌组成、分布及禾谷镰孢复合种的鉴定

 本研究对2015年收集的春玉米区玉米穗腐病样本的病原菌进行了分离鉴定。结果表明,禾谷镰孢复合种(Fusarium graminearum species complex)的总分离频率最高,为35.90%,为优势菌。进一步分析显示,山西、河北、吉林和黑龙江省以禾谷镰孢复合种为主,分离频率分别为81.25%、 75.00%、 44.00%和44.44%;内蒙古以拟轮枝镰孢菌(F. verticillioides)为主,分离频率为56.25%;辽宁省拟轮枝镰孢菌和哈茨木霉(Trichoderma harzianum)的分离频率分别为34.48%和31.03%;而在陕西省,禾谷镰孢复合种、拟轮枝镰孢菌和亚粘团镰孢菌(F. subglutinans)分离频率均为28.57%。以禾谷镰孢复合种的EF-1α基因序列为基础构建系统发生树,进一步对分离到的禾谷镰孢复合种进行亚种鉴定。结果表明,春玉米区禾谷镰孢复合种为禾谷镰孢菌和布氏镰孢菌,且以布氏镰孢菌为主。