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。     

一种用玉米拟轮枝镰孢穗腐病病粒制备接种体的简易方法

制备接种体是玉米穗腐病抗性鉴定中的一个重要环节, 本研究提出了一种用玉米拟轮枝镰孢穗腐病病粒制备接种体的简易方法, 即将上年的拟轮枝镰孢穗腐病带菌病粒按一定重量加入无菌水洗脱制成接种体。田间接种试验结果表明, 采用本方法简易制备的接种体接种后可获得与常规制备接种体相当的接种效果, 且在-18℃冻存15 d仍可达到新鲜的常规制备接种体接种后的水平。使用简易制备接种体对33个玉米品种进行了田间穗腐病抗性鉴定, 21个品种表现为感病或高感。与实验室常规培养制备接种体的方法相比, 本制备方法简便易操作, 用时短, 成本低, 无需专业仪器设备, 能够一次制备大量接种体, 可广泛用于玉米种质材料和新品种的拟轮枝镰孢穗腐病田间抗性鉴定及抗性材料筛选等。     

引起玉米穗腐病的两种镰孢菌双重PCR快速检测体系的建立

禾谷镰孢(Fusarium graminearum)和拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)是引起玉米穗腐病的两种主要病原菌。为了建立这两种病原菌的快速和定量检测体系,本研究分别设计了针对F.graminearum和F.verticillioides的基因特异性引物,建立了双重PCR反应体系,并从DNA浓度、引物浓度和退火温度3个方面对反应体系进行了优化。结果表明,退火温度为54℃和58℃时扩增效果较好,DNA模版的检测灵敏度可以达到6.25 ng·μL~(-1);F.graminearum和F.verticillioides引物最佳终浓度配比为0.2μmol·L~(-1)/0.4μmol·L~(-1)。本研究建立的双重PCR对同时鉴别引起玉米穗腐病的两种主要镰孢菌提供了准确、快速、灵敏的检验检疫技术。     

甘肃玉米穗腐病样品中轮枝镰孢菌的分离鉴定及生物学特性

 为了明确甘肃玉米穗腐病的病原种类, 于2009年9月在甘肃省四大生态区采集玉米穗腐病样品, 以组织分离法进行病原物的分离培养, 对分离得到的镰孢菌菌落进行纯化和单孢分离后, 以形态学为基础, 参照Leisle分类系统进行鉴定。结果表明:共分离到271株镰孢菌菌株, 其中以轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)和黄色镰孢菌(F. culmorum)出现频率高, 属优势种。按照柯赫氏法则对沈单16和金穗96832进行致病性测定, 证实了轮枝镰孢菌对玉米果穗的致病性。选取2株轮枝镰孢菌菌株进行EF-1α(tef) 基因序列分析, 将PCR产物回收测序后在GenBank上比对, 菌株GSLT4-3-2与GenBank中登记的轮枝镰孢菌FN179339、FN179345和FN179338;GSTS24-2-1与轮枝镰孢菌FN179343、FN179346、FN179340、FN179344和 FN252384亲缘关系最近, 序列同源性达100%。轮枝镰孢菌GSYC17-2-1的生长温度范围为15～35℃, 最适温度为28℃, pH 值为8;菌落在pH值为4～10的培养基上能够迅速扩展, pH值为7时产孢量最大;碳源对轮枝镰孢菌菌丝生长影响相对稳定, 而氮源对其营养生长影响的变幅较大;完全黑暗条件下, 菌丝扩展最快, 12 h光暗交替对产孢量有明显的促进作用;病原菌菌丝致死温度为70℃, 10 min。     

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。     

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。     

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。     

辽宁省玉米镰孢穗腐病病原菌的鉴定与分布

为明确辽宁省玉米镰孢穗腐病的病原菌种类及其分布特征,采用形态学与分子生物学鉴定方法,对2015年9月采自辽宁省13个地区的84份玉米穗腐病样品进行分离鉴定,同时依据镰孢菌分离频率确定其在辽宁省玉米生态区的分布特征。结果表明,从辽宁省84个玉米穗腐病样分离物中鉴定出3个种,即拟轮枝镰孢菌Fusarium verticillioides、禾谷镰孢菌F.graminearum和层出镰孢菌F.proliferatum,分别为67、9和8株,占79.77%、10.71%和9.52%。按照柯赫式法则,验证了3种镰孢菌代表菌株FV-39、FG-1和FP-2是玉米品种郑单958穗腐病的致病菌。拟轮枝镰孢菌为辽宁省玉米镰孢穗腐病的优势致病菌,广泛分布于辽东、辽南、辽中、辽北和辽西5个玉米生态区,分别占16.67%、11.90%、21.42%、10.72%和19.05%;禾谷镰孢菌主要分布于辽西地区,层出镰孢菌主要分布于辽中和辽北地区。     

玉米穗粒腐病的病原菌鉴定及致病性测试

在陕西省25个县调查玉米穗粒腐病,采集病穗标样570份。霉坏籽粒达到果穗面积1/3以上的发病严重果穗占35.61％。分离得到1308个菌株,鉴定为17个种,分属14个属,其中串珠镰刀菌出现频率最高,占42.58％,其次为禾谷镰刀菌,占20.34％。对串珠镰刀菌、禾谷镰刀菌等10种主要病原菌进行致病性测试,平均病级1.14～2.41,病情指数22.9～48.4。串珠镰刀菌是玉米穗粒腐病的优势病原菌,禾谷镰刀菌为次优势菌种。     

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。     

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。     

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。     

玉米穗、茎腐病镰孢菌相互关系的血清学研究

运用血清学方法研究了沈阳、河北、北京、吉林4个地区玉米穗、茎腐病镰孢菌在病原学上的相互关系。结果发现:各地区玉米穗、茎腐病串珠镰孢菌(Fusarium moniliforme)具有高度的同源性,亲缘关系近。各地区玉米穗、茎腐病禾谷镰孢菌(F.graminearum)的亲缘关系因地域不同而有差异。沈阳穗、茎腐病禾谷镰孢菌之间差异明显,存在生理分化现象;吉林玉米穗、茎腐病病原物存在较高的相似性,但也有一定的差异;而河北玉米穗、茎腐病禾谷镰孢菌具有高度的同源性。     

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。     

Control of Fusarium verticillioides,cause of ear rot of maize,by Pseudomonas fluorescens

BACKGROUND: Maize is one of the staple food crops grown in India. Fusarium verticillioides (Sacc.) Nirenberg is the most important fungal pathogen of maize, associated with diseases such as ear rot and kernel rot. Apart from the disease, it is capable of producing fumonisins, which have elicited considerable attention over the past decade owing to their association with animal disease syndromes. Hence, the present study was conducted to evaluate ecofriendly approaches by using a maize rhizosphere isolate of Pseudomonas fluorescens (Trev.) Mig. and its formulation to control ear rot disease and fumonisin accumulation, and also to study the capacity to promote growth and yield of maize. In vitro assays were conducted to test the efficacy of P. fluorescens as a seed treatment on seed germination, seedling vigour and also the incidence of F. verticillioides in different maize cultivars. The field trials included both seed treatment and foliar spray. For all the experiments, P. fluorescens was formulated using corn starch, wheat bran and talc powder. In each case there were three different treatments of P. fluorescens, a non‐treated control and chemical control. RESULTS: Pure culture and the formulations, in comparison with the control, increased plant growth and vigour as measured by seed germination, seedling vigour, plant height, 1000 seed weight and yield. P. fluorescens pure culture used as seed treatment and as spray treatment enhanced the growth parameters and reduced the incidence of F. verticillioides and the level of fumonisins to a maximum extent compared with the other treatments. CONCLUSION: The study demonstrates the potential role of P. fluorescens and its formulations in ear rot disease management. The biocontrol potential of this isolate is more suited for fumonisin reduction in maize kernels intended for human and animal feed. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

玉米弯孢叶斑病菌Clg2基因克隆、序列特征和不同发育阶段表达分析

异源三聚体G信号通路在调控植物病原真菌的形态、侵染结构形成和致病力等方面具有重要作用。本研究根据玉米弯孢叶斑病菌新月弯孢全长cDNA文库中的EST序列,克隆获得一个含1 074bp开放读码框(ORF)Gα基因。该基因包含5个外显子和4个内含子,编码357个氨基酸,被命名为Clg2。通过序列比对和进化树分析,证明Clg2蛋白具有Gα蛋白结构特征和保守序列区,与小麦黄斑叶枯病菌(Pyrenophora tritici-repentis Pt-1C-BFP)和大斑刚毛座腔菌(Setosphaeria turcica)中的Gα蛋白相似性高达96%和97%,处于同一分支。采用实时荧光定量PCR技术分析了Clg2基因在病菌不同发育阶段的表达水平,显示在菌丝中表达水平最低,在分生孢子中表达量最高,暗示Clg2基因在病菌分生孢子形成期起重要作用。上述结果将为开展Clg2蛋白功能研究奠定基础。