对改良玉米自交系多种穗腐病的抗性鉴定与评价

2022年应用2种人工接种方法对79份改良的自交系进行玉米拟轮枝镰孢穗腐病、玉米禾谷镰孢穗腐病、玉米木霉穗腐病、玉米青霉穗腐病的抗性鉴定与评价。结果表明,大部分自交系对玉米拟轮枝镰孢穗腐病、禾谷镰孢穗腐病、青霉穗腐病抗性较好,对木霉穗腐病抗性表现中等。经筛选得到兼抗4种穗腐病的多抗性种质12份,为抗病品种的选育提供了重要材料。     

对两种病原菌引起的玉米穗粒腐病的抗性遗传及QTL定位研究可行性分析

穗粒腐病是目前在我国全国范围内普遍发生的一种玉米生产上的主要病害,该病不仅降低玉米产量,而且严重影响玉米的品质。玉米穗粒腐病在我国主要以轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌这两种优势菌复合侵染为主,单纯对一种病原菌开展遗传研究已不能从根本上解决生产上的实际问题。本研究对利用同时高抗轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌,来源于热带、亚热带的优异抗病材料CM121和CM132为亲本和共同的感病亲本N6组配的两个F2∶3群体,对这两种病原菌引起的玉米穗粒腐病的抗性遗传规律和抗性QTL定位研究作了进一步分析。旨在分别阐明玉米对轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌的抗性遗传规律及QTL定位的基础上,同时发现二者之间的抗性遗传共性和兼抗的QTLs位点的可行性,以期为抗玉米穗粒病育种提供理论支持和分子功能标记,并且为进一步的主效抗病QTLs位点的精细定位及克隆奠定基础。     

玉米镰孢穗腐病菌接种方法的研究

为了给玉米穗腐病的田间大规模抗性鉴定提供简便、易行、准确的人工接种方法,本研究采用不同的方法分别人工接种拟轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌,对不同接种方法的致病效果进行比较研究.结果表明,在分别人工接种拟轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌后,采用玉米孢子液和绿豆孢子液接种玉米的接菌方法,穗腐病发病效果优于其他接菌方法(单牙签、双牙签、带菌玉米粒和伤口-带菌玉米粒)的发病效果.另外,该次鉴定的10份供试玉米自交系中,承351、丹598和吉V203同时对拟轮枝镰孢菌和禾谷镰孢菌引起的玉米穗腐病表现为抗病,而PHTD5、吉V023和KX对两种病原菌引起的玉米穗腐病表现为感病.以期为玉米穗腐病抗性鉴定工作和抗性遗传改良提供一定的参考依据.     

玉米穗腐病致病禾谷镰孢复合种的遗传多样性、致病力与毒素化学型分析

【目的】明确中国玉米穗腐病致病禾谷镰孢复合种(Fusarium graminearum species complex,FGSC)的菌群遗传结构、致病力、毒素化学型及其相互关系,为玉米镰孢穗腐病防控提供参考信息。【方法】从中国玉米主产区采集玉米穗腐病样本,经单孢分离鉴定,选取代表性的禾谷镰孢复合种,利用22对SSR和10对VNTR引物,使用Popgen32、NTsys2.1、STRUCTURE2.3.4群体遗传学研究软件进行数据分析,结合TEF-1α、β-tubulin和RPB2基因测序构建系统发育树,分析7个地理区域禾谷镰孢复合种的遗传多样性,采用花丝通道注射接种法测定各镰孢菌的致病力,利用产毒基因特异性引物进行毒素化学型的检测。【结果】在禾谷镰孢复合种中共检测到等位位点数48个,多态性位点数39个,多态性条带比率为81.25%,每对引物扩增出多态性条带2—4条;禾谷镰孢复合种7个地理群体平均Shannon’s信息指数和Nei’s遗传多样性指数分别为0.41和0.29,7个地理区域遗传相似度集中在0.6677—0.8797,遗传距离为0.1282—0.4039,表明菌群间具有较丰富的...     

玉米穗,茎腐病禾谷镰孢菌和串珠镰孢菌同工酶分析

对沈阳、河北、吉林、北京等地区玉米穗、茎腐病禾谷镰孢菌和串珠镰孢菌进行了可溶性蛋白和同工酶聚丙烯酰胺凝胶电泳,以研究玉米穗、茎腐病同种镰孢菌是否存在寄生专化性或生理分化现象。结果表明：各地区的玉米穗、茎腐病串珠镰孢菌同源性高,亲缘关系近,相似性系数在0．86～0．98之间,菌株间差异仅表现为个体间多样性。而两种病害禾谷镰孢菌亲缘关系困地区不同而有差异,河北、吉林两地区穗、茎腐禾谷镰孢菌间均具有很近的亲缘关系,相似性系数在0．93以上;但沈阳地区禾谷镰孢菌亲缘关系相对较远,相似性系数仅为0．65～0．67。     

齐齐哈尔玉米穗腐病病原菌的鉴定和致病性测定

为明确齐齐哈尔市玉米穗腐病病原菌,于2013年自黑龙江省齐齐哈尔市玉米种植区采集玉米穗腐病样品,进行病原物分离、鉴定及致病性测定研究。结果表明:分离的菌株菌落形态、分生孢子形态与禾谷镰孢菌相同,但不分泌色素;ITS基因序列与Genebank登记中的禾谷镰孢菌HQ671191.1同源性为100%;系统发育树状图结果显示该菌株与禾谷镰孢菌位于系统发育树的同一分支;按照科赫氏法则进行致病性测定,证实分离的病原菌可造成严重的玉米果穗腐烂。因此将该菌株命名为禾谷镰孢菌齐齐哈尔变种。     

北方春玉米区玉米穗腐病禾谷镰孢菌复合种SCAR类型测定

利用禾谷镰孢菌特异性引物Fg16F/R,对分离自我国北方春玉米区玉米穗腐病籽粒病原禾谷镰孢菌复合种(Fus arium gramine arum clade)的45株菌株作SCAR类型测定,并通过基因序列测定解析。结果表明,我国北方玉米穗腐病籽粒中携带的病原禾谷镰孢菌复合种存在两种SCAR类型:即类型1(F.gramine arum)和类型5(F.as iaticum),分别占供试菌株的80%和20%,并以F.gramine arum为优势致病种类。     

48份玉米自交系抗病性的精准鉴定

【目的】结合已克隆抗病基因的分子标记,对来自陕A群、陕B群的30份核心自交系和18份国内外优良种质进行抗病性鉴定,为玉米抗病育种奠定基础。【方法】2019年、2020年分别在陕西省不同地点开展茎腐病、穗腐病、大斑病和小斑病的田间接种鉴定,以及灰斑病的田间自然发病鉴定。试验采用随机区组设计,每个试验设置2—3个重复。采用苗期高粱粒接种法接种大斑病和小斑病,在乳熟后期,对大斑病、小斑病和灰斑病进行病情分级鉴定;在玉米抽雄期,采用土埋伤根法接种禾谷镰孢茎腐病,生理成熟后进行劈茎调查;采用花丝通道和针刺果穗接种法,分2次接种禾谷镰孢穗腐病,玉米生理成熟后进行调查。分别计算不同病害病情指数的最佳线性无偏预测(best linear unbiased predictions,BLUPs),并分析两两病害之间的相关性。对已克隆抗病基因进行功能分子标记基因型鉴定。【结果】对48份自交系开展5种病害田间鉴定,筛选到9份高抗大斑病自交系、2份高抗小斑病自交系、10份抗灰斑病自交系、5份高抗禾谷镰孢茎腐病自交系和5份抗禾谷镰孢穗腐病自交系。1145、CML170、KA103等8份自交系兼抗3种叶斑病。对5种...     

22个玉米杂交组合对禾谷镰孢菌茎基腐病的抗性

采用电钻打孔法接种禾谷镰孢菌,测定22个玉米新杂交组合对禾谷镰孢菌茎基腐病的抗性。结果表明:玉米新组合中,有6个表现为抗性1级,15个表现为抗性2级,1个表现为感病;玉米杂交组合接种禾谷镰孢菌后,大部分组合的穗重、粒重下降,部分组合秃尖长度增大,行粒数减少,对出籽率、穗长、穗行数的影响较小;2个玉米组合的抗病补偿能力较强,其中2×372组合未接种的穗重和粒重分别为186.8g和165.5g,接种后穗重和粒重减少8.7 g和8 g,15H037×1090组合2次接种的穗重、粒重平均值分别达172.9 g和153.7g,比未接种的穗重和粒重增加12.3 g和9.3 g,2个玉米组合的产量超过对照郑单958,具有较高的应用潜力。     

甘肃玉米茎腐病病菌禾谷镰孢复合种遗传多样性

为阐明甘肃省玉米茎腐病优势致病菌禾谷镰孢复合种地理群体的遗传多样性,2015年和2017年从甘肃省4个生态区采集茎腐病样本,经组织分离及鉴定,选取代表性禾谷镰孢复合种菌株114株,采用SSR和VNTR引物结合POPGENE version1.32及NTSYSpc 2.11,进行群体间遗传多样性及亲缘关系的聚类分析.结果...     

59个安徽玉米新组合对茎腐病的抗性分析

采用田间人工土壤埋接法,测定了安徽59个玉米新杂交组合对禾谷镰孢菌茎腐病的抗性。结果表明:59个玉米组合中,有11个组合表现为高抗(HR),23个组合表现为抗(R),18个组合表现为中抗(MR),1个组合表现为感病(S),6个组合表现为高感(HS);玉米杂交组合接种禾谷镰孢菌后,其穗重、粒重和出籽率均降低。分析玉米组合的抗病性和穗重、粒重,认为抗(R)组合245×249的利用价值较高。     

玉米抗穗腐病研究进展

玉米是世界上最重要的农作物之一,中国玉米总产量占全国所有谷物产量的38.12%。穗腐病是玉米生产中的重要病害,在降低玉米产量和品质的同时,产生的毒素也危害人畜安全。抗性品种的选育和利用是控制玉米穗腐病的经济、安全和有效措施。目前,国内外对玉米穗腐病的致病菌进行了较为详细的研究,鉴定出40余种病原真菌,其中拟轮枝镰孢、禾谷镰孢和黄曲霉引起的穗腐病发生普遍,危害最为严重。建立了4种玉米抗穗腐病鉴定的方法,即双牙签接种法、花丝喷雾法、花丝通道注射法和针刺果穗注射法,从数千份玉米种质资源中筛选出一批抗拟轮枝镰孢、禾谷镰孢或黄曲霉穗腐病的材料。明确了玉米抗穗腐病的物理与生化机制,主要表现为抗侵染和抗扩散两个方面。对部分材料进行了抗性遗传分析和抗性基因QTL定位研究,在玉米1-8号染色体上检测到60余个抗黄曲霉侵染或抑制黄曲霉毒素积累的QTL;定位了55个抗拟轮枝镰孢穗腐病、29个抗禾谷镰孢穗腐病、16个抗伏马毒素和DON毒素的QTL,并通过meta-QTL分析获得了数个能稳定表达且贡献率较大的QTL位点。创制了10余份抗穗腐病种质,育成了少数对穗腐病具有较好抗性的玉米新品种。尽管如此,抗性研究和抗病育种成果用于生产实践的事例仍很少,生产上缺乏抗穗腐病且高产优质的玉米品种。本文从玉米穗腐病病原类型、抗性种质筛选与评价、抗性遗传及抗性基因的发掘与分子定位、抗性机制、抗病品种的选育等方面对国内外玉米抗穗腐病研究进行了综述,并对今后的相关研究进行了展望,以期对促进玉米抗穗腐病研究有所裨益。     

玉米穗,茎腐病病原学相互关系及发病条件的研究

玉米穗、茎腐病病原学的相互关系研究表明：其优势致病菌禾谷镰孢菌和串珠镰抱菌均可交互侵染引起这两种病害,并且能从植株的外侧和内部由基部向穗部传染,初步证实引起穗腐病的镰孢菌是来自茎腐病的镰孢菌。穗、茎腐病的发病条件试验结果显示,玉米茎腐病与玉米品种的抗性、生育期、种植密度、地势、降水和施肥等的关系极为密切,而玉米穗腐病与玉米品种的抗性、土壤类型、种植形式和螟害的关系密切。通过施用钾肥和防治玉米螟可有效地减轻玉米茎腐病和穗腐病的危害。     

微黄青霉ZF1及其代谢产物对禾谷镰孢的抑菌活性

【目的】对前期从土壤中筛选获得的1株具有生防效果的微黄青霉（Penicillium minioluteum）ZF1,进一步分析其对禾谷镰孢(Fusarium graminearum)的抑菌效果,以及其培养滤液与化学药剂混配的抑菌能力和对玉米叶片、籽粒的侵染能力,明确该生防菌的开发利用价值,为防治禾谷镰孢引起的玉米茎腐病和穗腐病提供依据。【方法】采用菌丝生长速率法测定微黄青霉ZF1对禾谷镰孢的抑菌能力,微黄青霉ZF1培养滤液对禾谷镰孢的抑菌作用;通过玻璃纸法测定微黄青霉ZF1次生代谢产物对禾谷镰孢菌落生长的影响;比较咯菌腈、微黄青霉ZF1菌株培养滤液及咯菌腈和培养滤液混配3个处理对禾谷镰孢菌丝生长的抑制作用;分别在5叶期和乳熟期检测微黄青霉ZF1对玉米叶片和籽粒的侵染能力。【结果】微黄青霉ZF1能够明显抑制禾谷镰孢生长,抑制作用达到81.33%,抑菌面积为16.21 cm²;去玻璃纸PDA培养基上,ZF1菌株次生代谢产物对禾谷镰孢生长的抑制作用达到55.46%;菌株培养滤液稀释10、20、50和100倍后对禾谷镰孢菌抑制作用分别为81.04%、64.46%、22.67%和1.12%,但微黄青霉培养滤液对禾谷镰孢菌丝形态影响不明显;咯菌腈和微黄青霉菌培养滤液复配后对禾谷镰孢的抑制作用比二者单独使用有所增强,咯菌腈抑制禾谷镰孢菌丝生长的EC₅₀和EC₉₅值分别为0.0162和0.5287 μg·mL^-1;10%微黄青霉菌培养滤液和0.5 μg·mL^-1咯菌腈对禾谷镰孢的抑制率分别为86.45%和95.13%,二者复配后降低了对禾谷镰孢菌丝生长的EC₅₀和EC₉₅值,延长了作用时间,EC₅₀和EC₉₅值分别为0.0023和0.4011 μg·mL^-1,培养4 d后咯菌腈抑菌作用丧失,而0.5 μg·mL^-1咯菌腈与10%微黄青霉菌培养滤液复配后较0.5 μg·mL^-1咯菌腈单独作用时间延长了10 d。接种微黄青霉至玉米叶片和受伤的玉米籽粒,仅在叶片表面和伤口处产生微寄生霉层。【结论】微黄青霉ZF1菌株及其培养滤液对禾谷镰孢均有明显的抑制作用,咯菌腈和培养滤液复配对禾谷镰孢的抑制作用优于单独使用咯菌腈的处理。研究结果可为微黄青霉菌的开发应用提供依据,为禾谷镰孢茎腐病和穗腐病的防治开辟新途径。     

我国部分常用玉米种质资源对镰孢菌病害的抗性评价

【目的】玉米穗腐病、茎腐病和鞘腐病是我国玉米产区普遍发生的三大镰孢菌（Fusarium spp.）病害,近年来有严重混和发生的趋势,三大病害主要致病菌分别为拟轮枝镰孢（F. verticillioides）、禾谷镰孢（F. graminearum）和层出镰孢（F. proliferatum）。种植抗病品种是控制该类病害最经济有效的方法,本研究旨在筛选出单抗或兼抗穗腐病、茎腐病和鞘腐病的玉米种质,为玉米品种的科学选育和合理布局提供参考。【方法】选取我国玉米种质B73、B37、郑58、昌7-2、齐319等16个常用育种自交系,将玉米穗腐病主要病原菌拟轮枝镰孢、茎腐病主要病原菌禾谷镰孢及鞘腐病主要病原菌层出镰孢分别接种于玉米果穗、茎秆及叶鞘,具体方法为待整株长到吐丝期用连动注射器将拟轮枝镰孢孢子悬浮液沿花丝通道注射到健康玉米果穗;将健康玉米地上第一节的茎部用针扎孔后向其中注射禾谷镰孢孢子悬浮液;将层出镰孢孢子悬浮液沿健康玉米植株叶基部接种到地上2—5节间的叶鞘内。以上各种接种方式均使用无菌水作为对照。在2016年和2018年度进行人工田间接种试验,通过评价穗腐病、鞘腐病的病情指数以及茎腐病发病面积,评估所选自交系对以上镰孢菌引起的穗腐病、茎腐病和鞘腐病的抗性级别。【结果】供试自交系中吉853、OH43和X178对穗腐病表现为中抗,B73、B37、PH6WC、掖478、郑58、9058、昌7-2、浚928、Mo17、A619、PH4CV、齐319和13-1077共13份材料为感病或高感;齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对茎腐病表现为中抗或高抗,郑58、掖478、PH6WC、浚928、吉853、A619和OH43共7份材料表现为感病或高感;B73、B37、郑58、掖478、PH6WC、9058、昌7-2、吉853、浚928、Mo17、A619、PH4CV、OH43、齐319和13-1077共15份材料对鞘腐病表现为中抗或抗病。从16个自交系所在种群来看,瑞德群对穗腐病表现为感病,兰卡斯特群和唐四平头群对鞘腐病表现为抗病,其他群对3种镰孢菌病害抗性水平的离散程度较大,无明显规律。【结论】供试自交系吉853和OH43对鞘腐病和穗腐病表现为中抗或抗性,齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对鞘腐病和茎腐病表现为中抗、抗性或高抗,但尚未筛选到对3种病害均有较好抗性的材料,有待于进一步筛选其他种质资源。     

安徽凤阳玉米茎基腐病主要病原菌鉴定 及玉米新种质（自交系）的抗性分析

从凤阳县不同的玉米种植区采集玉米茎基腐病病株进行分离、纯化培养,并用分子生物学方法对病原菌进行鉴定。结果表明,凤阳的玉米茎基腐病的病原菌主要为禾谷镰孢菌(Fusarium.graminearum)、串珠镰孢菌(Fusarium.verticillioides)、尖孢镰孢菌(Fusarium.axysporum)、层出镰孢菌(Fusarium.proliferatum)和木贼镰孢菌(Fusarium.equiseti),其中,禾谷镰孢菌的分离频率最高,达47.05%,串珠镰孢菌次之,达26.47%。通过菌丝生长速度和致病性测定得出禾谷镰孢菌菌株QF12的致病性较强;品种抗性试验结果表明,玉米新种质(自交系)HZC15083、HZC15109、HZC15115、HZC15117和HZC15126达到中抗水平,13个新种质(自交系)为高感品种,1个为感病品种。     

玉米核心自交系的抗逆性评价研究

浚M9、浚313、浚50X是鹤壁市农业科学院以外引抗性杂交种为种质基础自主选育的核心玉米自交系。本试验采用核心自交系评价鉴定、改良系和组配品种评价验证相结合的方式，开展耐高温、抗病等抗逆性研究，旨在为自选系在抗性种质改良、抗性育种等方面的应用提供理论依据。结果表明，浚M9、浚313、浚50X对高温热害、镰孢茎腐病、小斑病、镰孢穗腐病、弯孢霉叶斑病、瘤黑粉病等逆境胁迫均具有较强抗性；改良系对镰孢茎腐病、瘤黑粉病、镰孢穗腐病表现出较强抗性；参与选育的杂交种耐高温、抗镰孢穗腐病。综上可知，浚M9、浚313、浚50X是黄淮海地区综合抗性优良的核心种质，具有广阔的应用前景。     

玉米镰孢菌穗腐病和茎腐病侵染规律相互关系的研究

通过温室内串珠镰孢菌（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｍｏｎｉｌｉｆｏｒｍｅ）和禾谷镰孢菌（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｇｒａｍｉｎｅａｒｕｍ）接种、植株体内病菌的系统分离和田间自然病圃内植株体外病原菌的捕捉和致病性测定,明确了玉米镰孢菌穗腐病和茎腐病侵染规律的相互关系。研究表明：串珠镰孢菌和禾谷镰孢菌均能沿植株体内向上扩展,串珠镰孢菌能够扩展到穗部籽粒,但当年未能引起穗腐症状,禾谷镰孢菌难以扩展到穗部。体外气流传播是两种镰孢菌引起穗腐病的主要途径。     

玉米新组合对茎腐病的抗性鉴定

采用田间人工土壤埋接法,测定了18份玉米新组合对禾谷镰孢菌茎腐病的抗性。结果表明,玉米组合接种禾谷镰孢菌后,都有不同程度的茎腐病发生。经鉴定,抗性组合为2个,占鉴定组合总数的11.1%;中抗组合为4个,占22.2%;感病组合为2个,占11.1%;高感组合为10个,占55.6%,其中B36和B38的田间发病率为8.3%,对茎腐病达到抗性水平。分析比较各个组合未接种和接种的产量,B36和B38组合未接种时的产量分别为8 691.0和8 362.5 kg/hm2,接种后的产量分别为6 760.5和7 012.5 kg/hm2,是较好的抗茎腐病高产、稳产组合。     

玉米新组合对茎腐病的抗性鉴定

采用田间人工土壤埋接法,测定了18份玉米新组合对禾谷镰孢菌茎腐病的抗性。结果表明,玉米组合接种禾谷镰孢菌后,都有不同程度的茎腐病发生。经鉴定,抗性组合为2个,占鉴定组合总数的11.1%;中抗组合为4个,占22.2%;感病组合为2个,占11.1%;高感组合为10个,占55.6%,其中B36和B38的田间发病率为8.3%,对茎腐病达到抗性水平。分析比较各个组合未接种和接种的产量,B36和B38组合未接种时的产量分别为8 691.0和8 362.5 kg/hm2,接种后的产量分别为6 760.5和7 012.5 kg/hm2,是较好的抗茎腐病高产、稳产组合。