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%).     

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。     

玉米禾谷镰孢茎腐病和穗腐病抗性鉴定接种方法的比较

田间采用不同人工接种鉴定方法对92份玉米种质同步进行玉米禾谷镰孢茎腐病和穗腐病抗性评价与筛选, 明确了东北春玉米产区玉米禾谷镰孢茎腐病?穗腐病抗性鉴定的最佳接种方法:茎节注射法在玉米禾谷镰孢茎腐病抗性精准鉴定中可更好地评价玉米种质的抗病性, 综合考虑接种方法的实用性和可操作性, 菌土覆盖法对大体量的规模化种质进行田间抗病性鉴定更具有优势; 双牙签法对玉米穗腐病抗性鉴定中在种质接种后发病的严重度?田间进行接种的可操作性和实用性等方面均优于花丝通道法?同时筛选出对玉米禾谷镰孢茎腐病抗性稳定的种质52份, 对穗腐病抗性稳定的种质66份, 对2种病害均表现稳定抗性的兼抗种质33份?     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

MB和CMC液体培养基对禾谷镰孢产孢水平的影响

禾谷镰孢分生孢子定量接种是研究作物抗禾谷镰孢的必要手段?本试验利用绿豆(mung bean, MB)与羧甲基纤维素(carboxylmethyl cellulose, CMC)液体培养基在相同条件下培养禾谷镰孢, 比较两种培养基对禾谷镰孢产孢效率的影响; 并用两种培养基诱导分生孢子制成相同浓度孢子悬浮液, 对75个玉米家系进行人工接种鉴定, 检测不同培养基所产分生孢子致病性差异?结果表明, CMC培养基诱导分生孢子增长率(k2=1.125)大于MB培养基诱导增长率(k1=0.844)?在培养第14天, MB培养基诱导获得的分生孢子平均浓度为2.51×105个/mL, CMC培养基诱导的为3.62×105个/mL, 比MB培养基诱导多44.22%?用两种培养基诱生的孢子进行田间接种, 玉米穗腐病发病程度无明显差异?CMC培养基具有产孢快?孢子浓度高的优点, 是一种适宜禾谷镰孢分生孢子诱生的高效液体培养基?     

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。     

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。     

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。