脱氧雪腐镰刀菌烯醇( DON) 在小麦籽粒中的积累分析

 镰刀菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)污染小麦后对人畜具有较大的毒害作用。为明确DON毒素在小麦籽粒中的积累数量及其与镰刀菌菌株、接菌数量、小麦品种和病害严重度的关系,试验采用单花滴注方法在5个抗病性不同的小麦品种上分别接种9 个禾谷镰刀菌菌株,每个菌株接种1 × 106 、1 × 105 和1 × 104 个/ mL 3 个分生孢子浓度,并利用ELISA 法测定收获麦粒中DON 毒素含量。结果表明,麦粒中DON 毒素含量差异主要是由于不同禾谷镰刀菌菌株产生毒素能力不同所致。接种菌株8003、4020 的所有麦粒中DON 毒素含量均显著高于相同条件下接种其他7 个菌株的小麦。当接种产毒素能力强的菌株时,小麦抗病品种表现出在一定程度上降低DON 毒素积累的能力。不同接菌浓度对小麦赤霉病的发病程度和麦粒中DON 毒素含量有显著影响,在相同条件下,接菌浓度越高,病害严重度越高,DON 毒素含量也越高;反之,接菌浓度越低,病害严重度越低,DON 毒素含量也越低。     

小麦赤霉病穗中脱氧雪腐镰刀菌烯醇量的变化

 用JF-12菌株的子囊孢子接种5个不同程度抗感赤霉病的小麦品种,于不同时间对穗组织中脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的量进行了测定。结果表明:感病品种(宁麦6号及扬麦3号)穗中的DON量自接种后第4~8天迅速升高,最高可达37.64μg/gdw),抗病品种(望水白)的DON含量较低(≤7.35μg/gdw),且自接种后第8天起逐渐下降,中抗(扬麦4号)和中感(宁8026)品种的DON含量居于抗、感病品种之间。DON含量与穗发病程度的相关性依品种不同而异,即在感病品种上两者有较显著的相关性(r=0.909~1.00),但在抗病及中抗品种上相关性不显著(r=0.466~0.531)。说明抗病品种可能存在降解DON的解毒机制。另外,所有供试品种均在接种后24小时、尚未表现症状时即可检测到一定量(0.46~2.41μg/gdw)的DON,表明DON可能在病菌与寄主建立寄生关系过程中有重要作用。     

不同杀菌剂防治小麦赤霉病及减少籽粒中DON毒素积累的效果

为明确不同杀菌剂防治小麦赤霉病和减少小麦籽粒中DON(脱氧雪腐镰刀菌烯醇)毒素积累的效果,于大田人工接菌条件下进行了不同杀菌剂对小麦赤霉病的防治试验,并于收获期测定了不同药剂处理的小麦籽粒中DON毒素含量。结果表明:两种处理方式下,50%多菌灵WP,30%多·酮SC,25%戊唑醇WP,25%氰烯菌酯SC和70%甲基硫菌灵WP处理中,除先喷药后接菌条件下25%戊唑醇WP在病粒率和籽粒中DON积累上没有显著防治效果,接菌后1d喷药条件下50%多菌灵WP、25%戊唑醇WP在病粒率上没有显著防治效果;30%多·酮SC在病粒率和籽粒中DON积累上没有显著防治效果外,各处理对小麦的病穗率、病情指数、病粒率和籽粒中DON积累都有显著的防治效果(P0.05)。各处理的病穗率防效在42.4%~83.5%,病情指数防效在44.9%~88.2%,病粒率防效在34.7%~69.4%,籽粒中DON防效在48.0%~86.9%。上述几种杀菌剂具有明显的保护作用,其在先喷药后接菌条件下的防治效果均明显优于接菌后1d喷药的防治效果。两种处理方式下,30%己唑醇悬浮剂、25%嘧菌酯悬浮剂和12.5%烯唑醇可湿性粉剂处理在病穗率、病情指数、病粒率和籽粒中DON积累与清水对照处理没有显著性差异(P0.05)。     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇在小麦赤霉病病程中的作用

 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)系小麦赤霉病菌——禾谷镰孢(Fusarium graminearum,有性态Gibberell azeae)产生的一种单端孢霉烯族毒素(trichothecenes,以下简称"单族毒素")。作者以病菌正常产毒的野生型菌株GZ3639及其产毒基因Tri5损坏、不能产毒的转化子GZT40(Tri5^-,TRI^-)为材料,对DON在病菌致病过程中的作用进行了研究。结果显示:GZ3639能引起典型的赤霉病症状,病害可由接种小花发展至其它小穗,病菌也可定殖于其它小穗组织;而GZT40仅在接种小花处产生鸟眼状坏死斑点,不能引起典型的赤霉病症状,病菌仅定殖于接种小花处。当病菌与一定浓度(400 μ g·mL^-1)的DON混合处理小花后,GZT40的定殖时间提前2 d (感病品种上)至4 d (抗病品种上),定殖范围可扩大到1~3个小穗,接种20 d后的病小穗率也由病菌单独接种时的2.8%提高到12.5%。DON也使GZ3639的定殖时间提前1 d (感病品种上)至2 d (抗病品种上),定殖范围更广,其所致的病害发展更迅速,接种后20 d的病小穗率由病菌单独接种时的78.0%提高到100%。因此,作者认为,单族毒素在病害发展和病菌在寄主组织内的扩展中起着决定性作用,一旦丧失产毒能力,病菌虽能侵入寄主,但不能在寄主组织中扩展。DON可以缩短病菌成功定殖寄主所需的时间,更有助于病菌在寄主组织内的扩展。     

小麦赤霉病穗组织中黄色镰刀菌和DON毒素的定量分析

为阐明小麦赤霉病穗组织中黄色镰刀菌Fusarium culmorum(简称Fc)与毒素产生之间的关系.分别用TaqMan探针实时定量PCR和ELISA法,对接种4天后的17个小麦品系穗组织中的FcDNA和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)含量进行了测定.在Fc DNA定量检测中,TaqMan探针实时PCR技术具有高度的稳定性和可重复性.不同小麦品系的Fc DNA含量差异显著,感病品种比抗病品种高100倍左右;DON含量也不相同,Fc生物量的增加伴随着DON产量的提高,两者之间存在对数关系(y=19758 lnx-111230).菌量较低时,DON含量相对较大;而菌量较高时,DON含量相对偏低.     

不同杀菌剂对小麦赤霉病及籽粒DON毒素的控制效果

为探明不同杀菌剂对小麦赤霉病和小麦籽粒DON毒素(包括DON、3-ADON和15-ADON)的控制效果, 采用菌丝生长速率法测定了12种药剂对禾谷镰刀菌野生型菌株PH-1的室内活性, 同时采用液相色谱-串联质谱法(LC-MS)测定了这些药剂对DON毒素的抑制效果, 并开展了小麦赤霉病及籽粒DON毒素的田间防治试验。结果表明, 12种原药对菌丝生长抑制活性强弱依次为氟唑菌酰羟胺>咪鲜胺>戊唑醇>丙硫菌唑>叶菌唑>氰烯菌酯>氟环唑>多菌灵>甲基硫菌灵>吡唑醚菌酯>嘧菌酯>井冈霉素A。氟环唑EC50和EC90离体胁迫均刺激DON毒素产生, 其他杀菌剂EC50和EC90胁迫均抑制DON毒素产生。田间试验结果表明, 200 g/L氟唑菌酰羟胺SC、30%丙硫菌唑OD和20%叶菌唑WP病指防效和DON防效为87.68%~94.77%; 430 g/L戊唑醇SC、25%氰烯菌酯SC、45%咪鲜胺EW、25%氟环唑SC、50%多菌灵WP和70%甲基硫菌灵WP病指防效和DON防效为57.63%%~85.49%; 250 g/L吡唑醚菌酯EC和250 g/L嘧菌酯SC病指防效分别为72.18%和51.98%, DON防效分别为43.06%和-7.96%; 24%井冈霉素A AS病指防效和DON防效分别为42.37%和62.87%。药剂离体和田间控毒效果不完全一致, 赤霉病有效防控是DON防控的前提, 病害防效与DON防效不完全一致, 本研究为小麦赤霉病及籽粒DON毒素防控提供了科学依据。     

不同杀菌剂对小麦赤霉病和叶锈病的防治效果

为明确不同杀菌剂防治小麦赤霉病和叶锈病的效果,在大田条件下进行了不同杀菌剂对这两种病害的防治试验.对小麦赤霉病的防效结果表明:25％氰烯菌酯SC、20％叶菌唑SC、48％氰烯·戊唑醇SC和200 g/L氟唑菌酰羟胺SC的防效较好,防效为83.54％～88.92％;其次为400 g/L戊唑·咪鲜胺EW和430 g/L戊唑...     

小麦赤霉病流行区镰刀菌致病种及毒素化学型分析

 为从分子水平上明确小麦赤霉病流行区镰刀菌致病种及其B 型毒素化学型的分布特点,本研究对2008 年度采自四川、重庆、湖北、安徽、江苏、河南6 省33 县市的赤霉病穗上分离获得的433 个镰刀菌单孢菌株,用鉴定种和鉴定B 型毒素化学型的特异性引物进行了鉴定分析。致病种检测结果表明,四川病穗检测到Fusarium asiaticum、F. graminearum、F.avenaceum 和F. meridionale 4 个镰刀菌种,重庆、湖北、安徽和江苏病穗检测到F. asiaticum 和F. graminearum 2 个种,河南病穗仅检测到F. graminearum 1 个种。毒素化学型检测结果表明,Nivalenol(NIV)是四川和重庆镰刀菌主要毒素化学型,Deoxynivalenol(DON)是湖北、河南、安徽和江苏镰刀菌主要毒素化学型;将DON 化学型进一步划分为3-AcDON 和15-AcDON 显示,四川、湖北、江苏镰刀菌毒素以3-AcDON 为主,安徽镰刀菌毒素为3-AcDON 和15-AcDON 两者参半,河南镰刀菌全部产生15-AcDON。结果揭示,F. asiaticum 是四川、重庆、湖北和江苏等赤霉病流行麦区的优势致病种;镰刀菌产生的DON 和NIV 毒素化学型存在明显的地域分布,长江上游的麦区以NIV 为优势化学型,长江中下游麦区以DON 为优势化学型;镰刀菌致病种与DON 毒素的化学型间存在一定关系。     

镰刀菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇脱毒菌及脱毒酶研究进展

 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)是由镰刀菌在侵染小麦等禾谷类作物过程中产生的一种有毒次级代谢产物,是目前小麦及其制品中污染最为普遍的一种真菌毒素。DON能够对真核细胞产生多种毒性作用,严重危害人畜健康。DON又是一种毒力因子,促进镰刀菌扩展蔓延,加重赤霉病发病程度。利用脱毒菌、脱毒酶对DON毒素进行生物脱毒是最好的脱毒方式之一,其可将DON转化成低毒或无毒代谢产物,减少毒素对人畜健康的危害。脱毒基因还可作为新型抗源用于小麦赤霉病抗性改良,加速抗性品种的选育,从源头防止DON毒素的污染。本文概述了DON毒素生物脱毒的类型、代谢产物的毒性、脱毒基因的鉴定以及脱毒材料的应用等方面的研究进展,以期为DON毒素的生物防控和小麦赤霉病抗性改良提供参考。     

镰刀菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇脱毒菌及脱毒酶研究进展

 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)是由镰刀菌在侵染小麦等禾谷类作物过程中产生的一种有毒次级代谢产物,是目前小麦及其制品中污染最为普遍的一种真菌毒素。DON能够对真核细胞产生多种毒性作用,严重危害人畜健康。DON又是一种毒力因子,促进镰刀菌扩展蔓延,加重赤霉病发病程度。利用脱毒菌、脱毒酶对DON毒素进行生物脱毒是最好的脱毒方式之一,其可将DON转化成低毒或无毒代谢产物,减少毒素对人畜健康的危害。脱毒基因还可作为新型抗源用于小麦赤霉病抗性改良,加速抗性品种的选育,从源头防止DON毒素的污染。本文概述了DON毒素生物脱毒的类型、代谢产物的毒性、脱毒基因的鉴定以及脱毒材料的应用等方面的研究进展,以期为DON毒素的生物防控和小麦赤霉病抗性改良提供参考。     

戊唑醇不同防治时间对小麦赤霉病发生和籽粒中DON毒素积累的影响

为明确戊唑醇防治小麦赤霉病以及减少籽粒中DON(脱氧雪腐镰刀菌烯醇)毒素积累的关键时期,本研究于2015年和2016年在河南省焦作市温县进行了小麦花期前后不同时间喷施25%戊唑醇可湿性粉剂防治小麦赤霉病和减少籽粒中DON毒素积累的效果评价。试验结果表明:在2015年‘豫保1号'和2016年‘周麦18'上,齐穗期(Ⅰ-3,DAA=-1,Zadoks=59)、始花期(Ⅱ-1,DAA=0,Zadoks=61~64)、盛花末期(Ⅱ-2,DAA=1,Zadoks=69)、灌浆初期(Ⅲ-1,DAA=4,Zadoks=71)施药小麦赤霉病的病穗率、病情指数、病粒率和籽粒中DON毒素积累都显著减少(P0.05),以始花期或盛花末期施药防治效果最好;抽穗盛期(Ⅰ-1,DAA=-6,Zadoks=55)和齐穗期(Ⅰ、Ⅰ-2,DAA=-2、-4,Zadoks=59)施药在病穗率上都没有防治效果,而在病粒率上显著减少(P0.05);乳熟期(Ⅲ-2,DAA=10,Zadoks=73)施药在病穗率、病情指数和籽粒中DON毒素积累都没有防治效果。此外,齐穗期(Ⅰ、Ⅰ-2,DAA=-2或-3、-4,Zadoks=59)防治效果不稳定。2015年‘豫保1号'不施农药对照的病穗率高(85%)的条件下,齐穗期(Ⅰ,DAA=-2,Zadoks=59)喷药能显著降低病粒率和籽粒中DON毒素积累,并显著提高产量(P0.05),2016年‘豫保1号'不施农药对照的病穗率低(14.5%)的条件下齐穗期(Ⅰ,DAA=-3,Zadoks=59)喷药能显著降低病粒率(P0.05),但在籽粒中DON毒素积累和产量上没有防治效果,2016年‘周麦18'上齐穗期(Ⅰ-2,DAA=-4,Zadoks=59)喷药能显著降低病情指数和病粒率,但在籽粒中DON毒素积累和产量上没有防治效果。药剂不同时期施用对小麦赤霉病的防治效果受到年份和发病情况的影响。     

生物炭对小麦赤霉病的防治效果及产量的影响

为探索生物炭对小麦赤霉病的防治效果和对产量的影响,设置小麦播种前、返青拔节期单施或两个时期均施生物炭处理,在小麦分蘖期人工接种病麦粒,在抽穗扬花期采用孢子捕捉器对穗层空气中的赤霉病菌孢子数量进行动态监测,并在乳熟期调查各处理的病穗率和病情指数,成熟期测定各处理的理论产量、实际产量和籽粒中脱氧镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)毒素的含量。结果表明,施用生物炭后穗层赤霉病菌孢子的数量显著降低,赤霉病病情指数降低,且以基施和返青拔节期追施13 500 kg/hm~2生物炭的处理最优;施用生物炭后小麦千粒重和株高均显著增加(P0.05),其中基施和追施13 500 kg/hm~2生物炭的处理较对照处理增产29.5%(P0.05)。     

不同侵染时期对小麦赤霉病发生和籽粒中DON积累的影响

为明确不同侵染时期对小麦赤霉病发生和籽粒中DON的积累情况,在2015年和2016年于河南省焦作市温县黄庄镇西虢村田间进行小麦(‘豫保1号’和‘周麦18’)不同生育期接种对病穗率、病情指数、病粒率和籽粒中DON毒素积累的影响试验。结果表明:小麦赤霉病菌在抽穗盛期(DAA=-6,Zadoks=55～57)至灌浆中期(DAA=14或15,Zadoks=75)都能侵染麦穗,但在始花期前3～4 d的齐穗期(DAA=-3或-4,Zadoks=59)至始花期后4 d的灌浆初期(DAA=4,Zadoks=71)处理的病穗率、病情指数和病粒率显著高于其他处理(P0.05),其中盛花末期(DAA=1,Zadoks=69)处理的侵染率最高,为小麦赤霉病菌侵染发病的关键生育期。此外,在套袋保湿2 d的条件下赤霉病菌在小麦始花期前6 d的抽穗盛期(DAA=-6,Zadoks=55～57)和始花期后10 d的乳熟期(DAA=10,Zadoks=73)也能有较高的侵染率。在籽粒中DON积累方面,‘豫保1号’所有处理的籽粒中DON含量与病穗率、病情指数和病粒率的趋势一致,都是盛花末期(DAA=1,Zadoks=69)处理的籽粒中DON含量最高(P0.05),且间隔时间离盛花末期(Zadoks=69)越近籽粒中DON含量越高;而‘周麦18’齐穗期(DAA=-4,Zadoks=59)至灌浆中期(DAA=14,Zadoks=75)处理的没有显著性差异,说明小麦赤霉病菌在始花期后14 d的灌浆中期侵染也能引起籽粒中DON的大量积累。     

小麦不同生育期施用丙硫菌唑及施用次数对小麦赤霉病及籽粒DON毒素的控制效果

为探明在小麦不同生育期施用新型杀菌剂丙硫菌唑及施用次数对小麦赤霉病及籽粒DON毒素总量[包括脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)?3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-ADON)?15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-ADON)]的控制效果, 2020年-2021年通过田间自然发病和人工接种发病试验的方法, 研究了小麦不同生育期施用丙硫菌唑及施用次数对小麦赤霉病的防效, 并通过液相色谱-串联质谱法测定了不同处理小麦籽粒中对DON毒素总含量?结果表明, 30%丙硫菌唑可分散油悬浮剂(OD)防治2次对小麦赤霉病的防效和对DON毒素的控制效果均显著高于防治1次; 防治2次时, 其首次最佳防治时期为小麦齐穗期至扬花20%, 防效为90.25%~95.13%, 毒素控制效果为77.35%~79.97%?30%丙硫菌唑OD作为防控小麦赤霉病的新型药剂具有良好的应用前景, 本研究为该药剂推广应用于小麦赤霉病及籽粒DON毒素的防控提供了科学依据?     

不同小麦品种(系)对赤霉病的抗性和麦穗组织中DON毒素积累分析

 为明确不同小麦品种(系)对赤霉病的抗性和麦穗组织中DON毒素积累水平,培育和利用抗赤霉病和DON毒素积累的品种提供资源和依据,本研究采用单小花滴注接种法对河南省的106个小麦品种(系)抗赤霉病性进行鉴定分析,并用ELISA测定了病穗组织中DON毒素水平。结果表明不同小麦品种(系)对赤霉病的抗性有显著差异,106个小麦品种(系)中未发现抗病和中抗材料,中感品种(系)有华育198、郑麦103和春丰0021等14个,占13.2%;感病的有曌式2010-06、百农898和中麦63等92个,占86.8%。不同小麦品种(系)籽粒、颖壳和穗轴中DON毒素积累水平有显著差异,籽粒中DON毒素水平在(0.70~287.63)mg/kg之间,其中郑03876、豫保1号和中麦63 的DON毒素水平在2 mg/kg 以下,为抗毒素材料;其他的103个品种DON毒素水平大于2 mg/kg;颖壳和穗轴中的DON毒素水平在(51.03~392.87)mg/kg之间,普遍比籽粒中DON毒素含量高。籽粒中DON毒素水平与小麦品种(系)的平均病害严重度间呈极显著正相关。     

黄淮冬麦区小麦主栽品种赤霉病综合抗性鉴定及其FHB1抗性基因检测

本研究明确了黄淮冬麦区主栽小麦品种对赤霉病的抗侵染、抗扩展、抗毒素积累和抗籽粒侵染能力以及几种抗性之间的相互关系,并检测了各品种是否带有FHB1抗性基因,旨在为该区小麦赤霉病抗性鉴定评价、抗性品种培育和利用提供科学依据。小麦赤霉病综合抗性鉴定结果表明:22个黄淮冬麦区主栽品种中,有20个为感病品种,只有‘郑麦9023’和‘西农979’为中感品种,所有品种均不含FHB1基因;长江中下游麦区的9个品种中,‘扬麦17’和‘宁麦9号’等6个品种表现中抗,‘扬麦23’表现中感,‘苏麦3号’和‘扬麦21’表现抗,‘扬麦14’‘扬麦17’和‘扬麦23’不含有FHB1基因,其他品种均含FHB1基因。小麦品种的抗扩展能力与抗侵染能力无显著相关性(r=0.27,P0.05);两种接种条件下小麦品种的病粒率与抗脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素积累能力呈极显著正相关(r=0.86,P0.01;r=0.88,P0.01);单小花滴注法接种条件下,小麦品种的平均病级与病粒率和籽粒中DON含量都呈极显著正相关(r=0.71,P0.01;r=0.81,P0.01);喷雾接种条件下,小麦品种的病小穗率与平均病级、病粒率、籽粒中DON含量和ZEN含量都呈极显著正相关(r=0.78,P0.01;r=0.73,P0.01;r=0.78,P0.01;r=0.63,P0.01)。在毒素积累抗性上,DON含量和ZEN含量呈极显著正相关(r=0.70,P0.01)。在目前黄淮冬麦区没有中抗品种的情况下,可以增加育种和鉴定目标为抗籽粒侵染和抗毒素积累的品种,在小麦品种推广过程中加以运用,可以达到较好的效果。