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。     

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。     

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。     

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)。     

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。     

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。     

河南省首次发现梨孢镰刀菌引起的小麦赤霉病

2015年从河南省田间小麦赤霉病病穗上分离得到一种生长速度较慢的镰刀菌, 通过形态学和分子鉴定明确其分类地位, 通过田间单小花滴注法和喷雾法接种测定其致病力, 并通过高效液相色谱串联质谱分析对麦穗中的毒素种类进行测定, 明确其产毒特征?结果表明:分离得到的8个菌株均为梨孢镰刀菌, 在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基上为白色菌落, 菌落底部产生少量红色色素, 平均生长速度为13.3 mm/d; 小型分生孢子为椭球形葡萄状, 平均大小为7.1 μm×5.8 μm, 未见大型分生孢子和厚垣孢子; 致病力弱, 且不侵染穗轴, 单小花滴注法接种条件下平均病级为0.1, 喷雾法接种条件下平均病小穗率为6.5%; 供试的8个镰刀菌菌株均不产生T-2和HT-2毒素, 均产生雪腐镰刀菌烯醇(NIV)毒素, NIV毒素含量水平为371.74~5 282.80 μg/kg, 其中3个菌株产生少量脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素(86.13~227.22 μg/kg)?     

糖基转移酶基因TaUGT7分子表达特征及抗赤霉病作用分析

为研究小麦UDP-葡萄糖基转移酶7(UDP-glycosyltransferase 7,TaUGT7)的抗赤霉病功能,利用DNAMAN 6.0软件对Ta UGT7及其同源蛋白进行序列比对,应用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术分析经赤霉菌Fusarium graminearum和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol,DON）处理后的苏麦3号小穗中TaUGT7基因的表达特征,利用基因枪在洋葱表皮细胞瞬时表达TaUGT7-eGFP进行亚细胞定位,采用农杆菌介导法在小麦品种Fielder中过量表达TaUGT7基因并进行赤霉病抗性鉴定。结果表明,TaUGT7在氨基酸序列上与已知赤霉病抗性相关UGT相似性较低;TaUGT7在赤霉菌接种24 h后开始被诱导表达,在DON处理2 h后逐步被诱导表达;Ta UGT7蛋白亚细胞定位于细胞膜和细胞核中;qRT-PCR检测发现,TaUGT7在8株独立的过表达转基因株系中均有不同程度的上调表达;与野生型对照相比,过表达株系TaUGT7-395和TaUGT7-457中的平均病小穗率显著下降。...     

黄淮麦区主栽小麦品种抗茎基腐病评价及茎秆和籽粒中毒素积累分析

为明确黄淮麦区主栽小麦品种对茎基腐病的抗性水平、不同抗性指标的相关性,以及茎杆和籽粒中镰刀菌毒素积累情况,在采用苗期茎基部滴注法和成株期混合播种法进行抗性鉴定的基础上,本研究还利用超高效液相色谱高分辨质谱联用技术,测定了小麦茎杆和籽粒中6种常见镰刀菌毒素的含量.结果表明,供试的20个小麦品种中,苗期抗病、中抗、感病和高...     

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。     

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。     

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.     

小麦赤霉病抗性新种质的筛选与鉴定

小麦赤霉病是小麦的重要病害,它不仅导致小麦严重减产,还可引起人畜中毒。因此,小麦赤霉病的研究和防治在国际上一直倍受关注[1-2]。培育并推广抗病品种是防治该病的根本途径,但由于小麦赤霉病抗源严重匮乏,加之其抗性表现形式的多样性和遗传方式的复杂性,使得抗赤霉病育种至今没有取得突破性进展。小麦赤霉病的抗性类型主要分为Ⅰ型（抗侵染型）和Ⅱ型（抗扩展型）[3]。     

河南省小麦赤霉病菌种群组成及致病力分化

 为明确河南省小麦赤霉病种群组成和致病力分化情况,2007—2014年对河南省15个市84个田块的327个小麦赤霉病菌进行种群鉴定、毒素化学型分析和致病力分化研究,结果表明:Fusarium graminearum s. str.和F. asiaticum是河南省小麦赤霉病的优势种群(97%),F. pseudograminearum(2.1%)、F. culmorum(0.3%)、F. equiseti(0.3%)、F. verticillioids(0.3%)为次要种群;对于禾谷镰刀菌复合群来说,豫北地区分布只有F. graminearum s. str.,豫中地区F. graminearum s. str.和F. asiaticum都存在,以F. graminearum s. str.为主,豫南地区F. graminearum s. str.和F. asiaticum都存在,以F. asiaticum为主;291个F. graminearum s. str.都为15ADON类型,26个F. asiaticum菌株中22个为3ADON,1个为15ADON,3个为NIV类型;F. graminearum s. str.(15ADON)也存在致病力分化,强、中、弱致病力的菌株在河南省的比例约为2:2:1。     

几种杀菌剂防控小麦赤霉病穗腐及籽粒脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素的评价

小麦赤霉病是小麦穗期的主要病害之一。化学防控一直是小麦主产区防控赤霉病的主要措施。为明确几种新型杀菌剂对小麦赤霉病的防效和对小麦籽粒DON毒素含量的影响,于2018年进行了氰基丙烯酸酯类和三唑类杀菌剂单剂及其复配剂对赤霉病的防效试验。结果表明:30%戊唑·多菌灵悬浮剂(SC)1500 mL/hm^2处理对赤霉病病穗防效达92.40%,病指防效达93.20%,小麦籽粒DON毒素检出量较不用药对照降低80.38%;25%氰烯菌酯SC 2000 mL/hm^2处理对赤霉病的病穗防效达86.80%,病指防效达88.78%,小麦籽粒DON毒素检出量较不用药对照降低88.19%;48%氰烯·戊唑醇SC 900 mL/hm^2和40%丙硫·戊唑醇SC 600 mL/hm^2对小麦赤霉病的病穗防效分别为77.20%、78.00%,病指防效分别为80.27%和79.59%,对籽粒DON毒素检出量较不用药对照分别降低73.87%和81.42%。在小麦赤霉病较重发生的情况下,上述4种杀菌剂单剂或复配剂1次用药既能高效控制病情,又能有效控制小麦籽粒DON毒素不超标。本试验研究进一步阐明,氰烯菌酯、戊唑醇、丙硫菌唑等杀菌剂及其复配剂均能有效控制小麦赤霉病的危害,并能有效降低小麦籽粒DON毒素含量;吡唑醚菌酯单剂及其复配剂虽然对小麦赤霉病的病穗和病指防效也较高,但控制小麦籽粒DON毒素含量效果相对较差。研究结果为小麦穗期赤霉病化学防控提供了科学参考。