玉米禾谷镰孢穗腐病抗性鉴定接种方法比较

通过子粒注射法和花丝通道法,在玉米吐丝初期至乳熟后期间隔 5～127 d接种 3个不同玉米品种,明确东北地区玉米禾谷镰孢穗腐病抗性鉴定的最佳接种方法。结果发现,禾谷镰孢在玉米吐丝期至乳熟期均能侵染玉米子粒和花丝。子粒注射法在玉米吐丝 1～12 d内接种的病情指数显著高于 16 d以后接种的处理;花丝通道法在玉米吐丝 1～5 d内的病情指数显著高于 12 d以后接种的处理。子粒注射法的抗性鉴定结果为吐丝 1 d接种的果穗表现为感病,吐丝 5～12 d为中抗或抗病,吐丝 16 d之后为抗病或高抗;花丝通道法接种的结果为吐丝 1 d为中抗或抗,吐丝 5 d及以后为抗或高抗。结果表明,子粒注射法在玉米吐丝 10～15 d左右接种发病稳定、抗感差异明显、鉴定结果准确。     

玉米木霉穗腐病接种方法及玉米新品种的抗性分析

穗腐病是玉米的重要病害之一。近年来,由木霉Trichoderma spp.引起的穗腐病逐年加重。抗病玉米品种的选育和利用是控制穗腐病的经济、安全和有效措施。连续3年(2020-2022年)比较分析花丝喷雾法、花丝通道注射法、子粒注射法、牙签法等接种方法对玉米木霉穗腐病抗性鉴定效果。结果表明,花丝通道注射法发病强度适中,能使不同品种在人工接种后表现出不同水平的抗性反应,较适用于玉米抗木霉穗腐病鉴定接种,是一种比较理想、容易操作的接种方法。2021-2022年鉴定的玉米新品种中,对木霉穗腐病表现高抗、抗性、中抗、感病和高感的品种分别占2.6%、13.6%、26.0%、44.4%和13.4%。     

大田玉米结实不良的原因和预防措施

1空秆是指大田玉米在生长过程当中有空秆无穗,无粒的玉米单株,主要是由于营养物质不集中和特殊气候条件造成,具体有以下几方面。①过度密植雌穗营养不良。花丝生长缓慢与花粉错期,甚至无法长出苞外,或是花丝质量差授粉不受精。②开花前干旱或缺肥。大田玉米遇到干旱、缺肥或病虫害等特殊环境的影响时,雄花发育快于雌花,出现开花散粉以后才吐花丝,会造成花期不遇。     

串珠镰孢与黄曲霉在玉米粟穗上的侵染及其与黄曲霉毒素污染的关系

串珠镰孢 Fusarium moniliforme 是一种世界性的植物病原菌,在大多数可以种植玉米的土壤中都可发现。该真菌存在于土壤内或土表的植物残茬和其它有机质中,当环境条件适宜时便可侵染玉米植株。可引起幼苗枯萎,根腐或茎腐,以及穗或粒腐。据 Koehler(1942)报道,玉米镰刀菌穗腐病病原的串珠镰孢是通过花丝管进入穗内,并在穗内的花丝上蔓延,     

河西走廊玉米穗粒腐病侵染规律及发病因子研究

根据田间调查和病原菌鉴定,明确了河西走廊玉米穗粒病是由8种病原菌复合侵染所致。其中Fusariummoniliforme和F.graminearum共同组成了玉米穗粒腐病的优势菌种。探明了玉米穗粒腐病的发生与品种抗性、环境条件、种植密度、施肥量及虫害之间的关系。     

高温胁迫对不同热敏型玉米品种雌雄穗生理特性的影响

以郑单958(ZD958)和先玉335(XY335)为材料,模拟增温处理,探索玉米穗发育对高温逆境生理响应机制。结果表明,高温胁迫下,玉米雄穗、雌穗抗氧化生理在品种及处理间均有较大差异,雄穗细胞中超氧化物歧化酶(SOD)活性呈升-降-升的变化,ZD958雄穗上部小穗SOD活性低于下部小穗,XY335雄穗上部小穗SOD活性高于下部小穗。过氧化物酶(POD)活性在高温处理初期下降,而后持续升高;过氧化氢酶(CAT)活性在高温胁迫初期增加,而后下降甚至低于对照;丙二醛(MAD)含量均呈增加趋势。ZD958雄穗中可溶性糖和脯氨酸含量较高,XY335雄穗中可溶性蛋白含量较高。XY335雌穗SOD、POD和CAT酶活性降低或显著降低,MDA含量较高;ZD958雌穗SOD、POD和CAT酶活性升高或显著升高,MDA含量较低。随高温胁迫持续,ZD958和XY335雌穗中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均呈增加趋势,ZD958雌穗具有较高的可溶性糖含量、较高的花丝水势和p H值。     

玉米弯孢菌侵染过程的组织学观察

采用组织透明技术,研究了亲合性互作体系中新月弯孢菌在玉米叶片上的侵染过程。结果表明,接种2 h后分生孢子即可萌动,4、6 h的萌发率分别为80%和99%,12～24 h之间侵染丝从细胞间隙和气孔侵入表皮细胞,穿透细胞壁在细胞间迅速扩展。侵染丝穿透寄主细胞壁时菌丝明显变细。菌丝在穿过气孔时,气孔结构明显被破坏,保卫细胞被降解。接种3 d后,病菌从气孔或细胞间隙伸出,形成分生孢子梗和分生孢子,叶片表现明显症状。     

夏玉米花丝与穗轴伸长动态特征研究

利用中单909（ZD909）与安农591（AN591）两个夏玉米主栽品种,调查雌穗基、中、顶部花丝伸长动态与叶片和穗轴关系特征。结果表明,雌穗基、中部花丝比顶部花丝先发育、先吐丝、先脱落。当有效积温达到900℃·d时,基、中部花丝开始发育,穗轴发育到最终长度的10%;当有效积温达到1 000℃·d时,基、中部花丝发育到最终长度的70%、60%并开始吐丝,穗轴发育到最终长度的50%左右,吐丝期前后花丝发育长度占总长度的65%以上,是决定花丝伸出苞叶的关键时期;当有效积温达到1 100℃·d时,花丝发育完全并脱落,穗轴发育到最终长度的80%以上。ZD909和AN591两个品种上述关系表现出了一致性。随后运用Logistic模型对花丝与穗轴动态伸长进行拟合,量化了花丝和穗轴发育进程。本文精确描述了花丝与穗轴伸长特征,该研究结果可以应用到对花丝与穗轴伸长发育的模拟上。     

干旱对玉米花粉,花丝活力和籽粒形成的影响

在玉米植株小穗分化期,小花分化～开花期和灌浆期进行轻度、中度和重度水分胁迫处理,穗生长发育受阻,雌穗比雄穗敏感。小穗分化期干旱几乎没有影响花粉活力;小花分化～开花期干旱花粉活力降低,且主轴小穗花粉活力降低幅度大于已开裂分枝小穗花粉,而未开裂分枝小穗花粉活力受干旱影响较小;雌穗花丝伸长速度变慢,在一定时间内伸出长度较短,数量较少,其活力亦降低。花粉和花丝受干旱影响程度不同,导致减产幅度亦存在差异,以花丝活力受干旱影响较重,减产幅度较大。不同生育时期干旱减产顺序,小花分化～开花期>灌浆期>小穗分化期。不同水分胁迫强度处理造成的影响是重度大于中度,中度又大于轻度。     

玉米V-ATPase B亚基基因（ZmVHA-B）的克隆及其表达分析

根据玉米基因组数据MalzeGDB(http://www.maizegdb.org/)已经公布的玉米VHA-B(V-ATPase subunit B)基因的mRNA序列(AY104180),从干旱处理玉米材料CN165的花丝中利用RT-PCR技术获得VHA-B基因的编码序列,并进行了序列分析和Northern杂交分析.结果表明:VHA-B基因编码487个氨基酸,含有1个保守的ATP结合位点,其编码的蛋白分子量为54.09 kD,等电点为4.99.氨基酸同源性分析表明:V-ATPase B亚基是一个较为保守的蛋白亚基.Northern杂交结果表明:在干旱处理下,B亚基存在两个不同的转录本,它们对干旱的响应不同;在盐胁迫下,同样也存在两个转录本,它们都对盐胁迫做出了响应;在冷处理下,仅存在1个转录本,且它的表达较强,仅仅在6 h有一些微小地反复;在ABA处理下,也仅存在1个转录本,处理1 h后表达明显上调,此后一直保持较高的表达水平.玉米VHA-B基因对花期干旱有响应,但在花丝和雌穗中的表达响应方式不同,在花丝中干旱诱导表达明显,而在雌穗中存在表达没有明显差异的两个转录本.     

吉林省玉米根腐镰孢菌种类鉴定和防治药剂筛选

通过形态学和分子生物学方法对2016年采自吉林省36个村镇的玉米根腐病样品进行镰孢菌分离和鉴定,并通过田间试验筛选有效药剂。结果发现,共分离获得84株镰孢菌,主要包括尖孢镰孢、禾谷镰孢、拟轮枝镰孢、层出镰孢、三线镰孢等11种镰孢菌,其中尖孢镰孢平均分离频率最高,为45.2%;其次是禾谷镰孢,平均分离频率为20.2%。从分布区域看,尖孢镰孢是白城、吉林、辽源和通化地区玉米根腐病的主要致病菌,分离频率分别为75%、54.5%、85.7%和45.5%;禾谷镰孢是松原和四平地区玉米根腐病的主要致病菌,分离频率分别为41.7%和41.7%。田间试验表明,5种药剂的防治效果为16.35%～81.26%,药种比为10 g/kg的10%咯菌腈悬浮种衣剂对玉米根腐病防治效果最好,防效达81.26%。吉林省玉米根腐病的主要病原菌为尖孢镰孢,药种比为10 g/kg的10%咯菌腈悬浮种衣剂可用于玉米根腐病的田间防治。     

河北省夏玉米苗期根病发生现状及病原初探

2008～2009年对河北省中南部夏玉米主产区玉米苗期根病进行调查发现,玉米苗期根病在河北省夏玉米主产区普遍发生,各地区平均病株率在73.9%～100.0%,病情指数在14.0～30.9.对各地区玉米根病病株进行病原菌分离和形态学鉴定,河北省夏玉米苗期根病主要因真菌引起,且由多种病原菌复合侵染,分离到的主要病原菌有藤仓赤霉复合种、离蠕孢菌、腐霉菌、丝核菌和禾谷镰孢菌,不同地区主要病原菌的种类存在差异.对优势病原菌进行致病力测定发现,离蠕孢菌致病力最强,且能引起植株矮化,严重影响地上部植株的生长.     

夏玉米花丝生长发育动态的研究

以不同穗型的玉米品种为材料,对玉米花丝生长发育动态进行研究.结果表明,花丝的发生首先开始于果穗中下部,其次是基部和中部,顶部花丝出现最晚;花丝出现集中在开始出现后的最初两天.吐丝后第三天生长速率最大.中下部花丝最先抽出苞叶,其次是基部和中部,顶部最晚.前两天的吐丝总量超过50%,尤以第二天吐丝百分率最高.衰亡过程也开始于中下部,基部和中部其次,顶部最晚;每一根花丝从基部开始衰亡,然后向顶部逐渐推移.果穗短粗型的品种花丝发育比较集中、吐丝较快;果穗细长型的品种花丝发育较缓慢,吐丝期延长,发育较晚的顶部花丝不易吐出苞叶。     

玉米花丝生长发育过程中水势、pH值变化规律的研究

以两个夏玉米品种掖单12和掖单19为材料,通过室内测定的方法,研究了花丝生长发育过程中水势和pH值的动态变化。结果表明,不同品种间变化规律稍有不同,但总趋势一致。吐丝前花丝水势变化平稳,吐丝后花丝水势的变化呈下降趋势;吐丝前花丝pH值变化平稳,吐丝后pH值变化呈上升-下降-上升趋势。较高的花丝水势和pH值有利于维持花丝活力,花丝水势在-0.1～-0.4 MPa之间时,花丝活力较强;花丝pH值在6.8～6.9时,花丝活力较高。     

抑制ZmCol3基因表达调控玉米开花期

采用ZmCol3基因RNAi载体构建、农杆菌介导玉米遗传转化、转基因材料开花期表型鉴定等研究方法,评估抑制ZmCol3基因表达对玉米开花期的影响。转基因玉米基因组PCR结果证实,人工合成RNAi片段已成功整合到玉米基因组中。qRT-PCR结果表明,在不同转基因玉米株系中ZmCol3基因表达受到不同程度的抑制。温室转基因玉米开花期相关性状调查结果表明,抑制ZmCol3表达,可以将玉米抽雄、散粉和吐丝时间提前2~3 d。研究结果证实,ZmCol3具有调控开花期的生物学功能,抑制该基因表达进而缩短玉米开花期可以作为行之有效的方法应用到玉米熟期改良研究中。     

玉米穗腐病原菌禾谷镰孢的分离鉴定与致病力测试

利用形态学和分子鉴定技术,从玉米穗腐病病穗上分离并鉴定到17个禾谷镰孢菌株。以玉米自交系X178、593和B73为材料,对其中5个产孢能力强的菌株通过玉米发芽抑制试验进行致病力测试。结果表明,菌株FG14对测试自交系的平均发芽抑制率达54.10%;FG7最低,仅有23.22%,两者相差2.3倍。选用5个菌株在田间分别接种B73和LH59果穗,两个自交系对菌株FG14和FG21的抗性评价均为感,FG7为中抗。种子发芽和田间接种鉴定结果均表明,禾谷镰孢菌株间致病力存在显著差异。试验明确不同菌株对穗腐病抗性鉴定的影响,获得的菌株为玉米种质的穗腐病抗性筛选提供理论参考。     

上海地区鲜食玉米穗腐病致病镰孢菌的分离与鉴定

为明确上海地区鲜食玉米穗腐病致病镰孢菌的组成和分布,2020年在上海地区各鲜食玉米种植区采集66份穗粒腐果穗病样,通过组织分离、单孢纯化,获得272株单孢分离物。采用形态学和分子生物学等方法对单孢分离物进行鉴定,共鉴定到8个镰孢种203株镰孢菌,其中拟轮枝镰孢、变红镰孢、亚洲镰孢、产黄色镰孢、木贼镰孢、层出镰孢、新知镰孢和居群镰孢的分离频率依次为67.98%、9.36%、6.90%、5.91%、5.42%、2.96%、0.99%和0.49%。在不同采样区拟轮枝镰孢菌占比存在差异,崇明、奉贤和青浦地区采集的样品中拟轮枝镰孢菌分别占76.25%,71.62%和48.98%。结果表明,拟轮枝镰孢在上海地区鲜食玉米种植区广泛分布,为上海地区鲜食玉米穗腐病的主要优势致病菌。     

玉米抗病相关基因ZmEDS1的克隆及表达分析

从玉米中克隆ZmEDS1基因的cDNA序列,全长2 164 bp,开放阅读框(Open reading frame,ORF)长1 860 bp,编码619个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白等电点为6.05,分子量为68.74 kDa,内部无信号肽结构,N端有一个酯酶结构域。系统进化树分析表明,玉米ZmEDS1蛋白和高粱EDS1L蛋白的亲缘关系最近,同源性高达94%。采用实时荧光定量PCR分析病毒侵染下该基因在感性材料郑58和抗性材料D863F中的表达模式,在两种材料中,ZmEDS1基因均在病毒侵染48 h的表达量最高,分别达到0 h对照组感、抗材料的1.56、3.47倍,在抗病材料D863F中的表达水平高于感病材料郑58。初步判断,ZmEDS1基因应答病毒的侵染过程,且在感病材料和抗病材料中的响应模式存在差异。     

我国北方玉米子粒禾谷镰孢菌群产毒素化学型检测分析

利用镰孢菌产毒素基因特异性引物,对分离自我国北方春玉米区玉米子粒的禾谷镰孢菌复合种群(Fusarium graminearum clade)的43株镰孢菌菌株进行产毒素化学型检测.结果表明,我国北方玉米子粒中携带的禾谷镰孢菌(包括F. graminearum和F.asiaticum)检测到2种产毒素化学型,F. graminearum只产生脱氧雪腐镰孢烯醇(Deoxynivalenol,DON),F. asiaticum可以产生脱氧雪腐镰孢烯醇(Deoxynivalenol,DON)和雪腐镰孢烯醇(Nivalenol, NIV).     

MAPK级联在玉米抗病反应和植保素代谢调控中的作用分析

利用MAPK级联抑制剂U0126和PD98059特异抑制MAPK信号传递途径后,使用禾谷镰刀菌侵染或脱落酸(ABA)处理玉米自交系Mo17幼苗,利用qRT-PCR分析植保素关键基因表达情况,观察MAPK级联对玉米响应禾谷镰刀菌侵染的情况。结果表明,抑制MAPK级联后,玉米叶片对禾谷镰刀菌侵染更加敏感,发病率显著提高,禾谷镰刀菌对植保素相关基因TPS6、An2、CYP71Z18、KSL5和TPS1的诱导受到抑制,且转录因子WRKY79的表达也被抑制,说明在玉米叶片中植保素的产生受MAPK级联的调控。玉米根系在MAPK级联被抑制后,ABA对这些基因表达的诱导同样受到抑制。说明MAPK级联参与植物抗病反应,在玉米叶片和根部MAPK级联可能通过调控转录因子ZmWRKY79参与对植保素代谢的调控,为玉米抗病反应机理研究提供理论依据。