甘肃玉米鞘腐病病原菌种群多样性及优势种遗传多样性分析

为明确甘肃省玉米鞘腐病致病菌种类及优势病原菌的遗传多样性,2022—2023年在甘肃省陇东、陇南等不同地区采集60份玉米鞘腐病病样进行组织分离,通过形态学观察、分子生物学鉴定及致病性测定相结合的方法,对其病原进行鉴定。结果表明,共获得166株镰孢菌菌株,分别为拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)(73.5%)、层出镰孢(Fusarium proliferatum)(13.3%)、胶孢镰孢(Fusarium subglutinans)(5.4%)、温孢镰孢(Fusarium temperatum)(3.6%)、木贼镰孢(Fusarium equiseti)(1.8%)、布氏镰孢(Fusarium boothii)(1.2%)和燕麦镰孢(Fusarium avenaceum)(1.2%),其中拟轮枝镰孢(F.verticillioides)为优势病原菌。采用简单序列重复区间(ISSR)分子标记技术对72株拟轮枝镰孢进行遗传多样性分析,结果显示25条引物共扩增出193条清晰条带,其中192条为多态性条带,比例为99.48%,4个生态区Shannon’s信息指数和Nei’s遗传多样性指数平均为0.4612和0.3087,遗传相似度、遗传距离集中在0.9258~0.9510、0.0503~0.0771,证明拟轮枝镰孢存在较高的遗传多样性。陇东地区菌株遗传多样性最为丰富,且和陇南地区的遗传相似度最高,为0.9501,遗传距离最小,为0.0503,陇中地区次之。在遗传相似系数为0.67时,供试菌株可划分为9个类群,同一地理来源的菌株分布在不同的ISSR类群中,说明玉米鞘腐病优势病原菌拟轮枝镰孢ISSR类群的划分与地理来源没有明显的相关性。本研究结果可为甘肃省玉米鞘腐病的科学防治提供理论依据。

山西省玉米鞘腐病菌的鉴定及生物学特性分析

玉米鞘腐病是近年来山西省玉米(Zea mays L.)生产上普遍发生的一种病害,给玉米产量造成了巨大的损失。为了明确山西省玉米鞘腐病的致病镰孢菌(Fusarium spp.)的种类及其优势病原菌,本研究采用组织分离法对感病玉米叶鞘进行分离,根据形态学鉴定及分子生物学鉴定方法,确定了致病镰孢菌的种类,并对其优势病原菌的生物学特性进行了研究。结果显示,致病镰孢菌包括拟轮枝镰孢菌(F. verticillioides)、层出镰孢菌(F. proliferatum)、禾谷镰孢菌(F. graminearum)和亚粘团镰孢菌(F. subglutinans),优势病原菌为拟轮枝镰孢菌。拟轮枝镰孢菌菌株TG-3.1的最适培养条件为:培养基为查氏培养基,碳源为牛肉膏,氮源为蛋白胨和硝酸铵,金属离子为锌离子,温度为28℃,24 h连续光照,pH值为6。本文明确了山西省玉米鞘腐病的致病菌种类,分析了优势病原菌生长的最适条件,为该病害的综合防控提供了理论依据。

玉米鞘腐病原菌生物学特性研究

对我国玉米新病害--鞘腐病病原菌[Fusarium proliferatum(Mats.)Nirenberg]生物学特性进行了研究。结果表明,病菌生长的适宜温度为25～30℃,最适温度为28℃,适宜病菌生长的pH值为5～6;大、小两型分生孢子的萌发适温均为25～30℃。病菌在PSA培养基上培养10～12 d后可产生厚垣孢子。病菌能利用多种碳源,以蔗糖、葡萄糖、木糖、半乳糖和乳糖为佳;淀粉、山梨糖次之。牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、氯化铵、硫酸铵、硝酸钾为病菌生长的良好氮源。但病菌对氮源的利用远不及碳源。适宜病菌生长的培养基为Richard's、PDA、PSA、玉米粉和燕麦片培养基,在不同培养基上菌落颜色、菌丝疏密程度差异明显,颜色从白、灰白、乳黄到淡紫。

蚜虫危害对玉米鞘腐病发生的影响

为明确玉米鞘腐病的发生特点和流行规律,本研究通过测定交互接种蚜虫和层出镰孢后玉米鞘腐病的发病程度,初步确定蚜虫危害对病害发生的影响。结果表明,蚜虫不携带和传播层出镰孢菌,但蚜虫排泄的蜜露能够促进层出镰孢的生长;接种层出镰孢后再接种蚜虫的处理发病率、病情指数均较只接种病原菌的处理显著性增加;‘郑单958’和‘浚单20’接种层出镰孢后再经机械刺伤并涂抹松三糖溶液的处理发病率较只接种层出镰孢的处理分别增加了22.22%和11.33%,病情指数分别增加了9.12和13.03。表明蚜虫取食造成的伤口及排泄产生的蜜露会加重玉米鞘腐病的发病程度。

11种杀菌剂对玉米鞘腐病田间防效及玉米产量的影响

玉米鞘腐病是玉米生产上的一种重要鞘部病害。为筛选有效防治药剂种类以及合理预防病害发生,在田间自然发病条件下调查了玉米鞘腐病病情在植株功能生态位叶上的分布情况,研究了11种杀菌剂对该病害的田间防治效果及其对玉米产量的影响。结果表明:田间自然发病条件下,玉米鞘腐病以玉米植株穗上第1叶至穗下第2叶的叶鞘发病较重。25%吡唑醚菌酯乳油、17%唑醚·氟环唑悬浮剂、12.5%氟环唑悬浮剂、430 g·L^(-1)戊唑醇乳油、10%苯醚甲环唑可湿性粉剂、400 g·L^(-1)氟硅唑乳油、50%氟啶胺可湿性粉剂、40%唑醚·戊唑醇悬浮剂、50%咪鲜胺锰盐可湿性粉剂对该病害的田间防效分别达78.59%、71.901%、70.59%、62.03%、60.96%、59.09%、58.82%、51.60%和41.62%。与空白对照相比,各处理的玉米产量增产率分别为13.83%、20.61%、17.93%、4.87%、17.67%、16.62%、35.98%、20.49%和19.85%。12.5%氟环唑乳油和400 g·L^(-1)氟硅唑乳油增施80%乙蒜素乳油对病害防治无明显的增效作用,但对提升玉米产量具有一定的效果。综上,25%吡唑醚菌酯乳油、17%唑醚·氟环唑悬浮剂、12.5%氟环唑悬浮剂能有效控制田间玉米鞘腐病的发生,不同程度上能挽回玉米产量损失,可作为防治该病的参考药剂。

荆州地区玉米鞘腐病病原菌鉴定及生物学特性分析

2019年6月,在湖北荆州长江大学试验地自然感玉米鞘腐病的玉米植株中分离出致病原菌,采用植物病理学及分子生物学方法,鉴定了该致病原菌的种类;采用控制变量法测试分析病原菌的生物学特性。结果表明,从感病植株叶鞘中分离得到的致病菌株(Fg-1),在形态学水平上与禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)一致;分子水平上,rDNA-ITS序列分析发现,Fg-1与禾谷镰孢菌的相似度达99.42%;Fg-1的最适生长温度为25℃,致死温度为40℃,最适pH值为7.0,培养基培养最适碳源为牛肉膏,最适氮源为酵母膏。

玉米新病害-鞘腐病研究初报

【目的】明确中国玉米产区发生的新病害—鞘腐病的症状及其致病病原菌的种类。【方法】田间调查进行症状描述,采集不同地区玉米鞘腐病典型病斑,对分离获得的可疑病原物进行培养、致病性测定以及ITS序列测定分析。【结果】玉米鞘腐病菌的形态学与已报道的层出镰孢菌[Fusarium proliferatum]相同,ITS序列测定分析该菌与层出镰孢菌的同源性达100%;人工接种寄主表现与田间自然发病相同症状。病菌生长适宜温度为25～30℃,最适温度为28℃。病菌大、小两型分生孢子的萌发适宜温度均为25～30℃。【结论】玉米鞘腐病为中国玉米发生的一种新病害,其病原菌为层出镰孢菌[Fusarium proliferatum(Mats.)Nirenberg]。

北方玉米产区玉米鞘腐病菌鉴定及其所产毒素测定

玉米是我国重要的粮食作物,由不同种类镰孢菌Fusarium spp.引起的不同病害在玉米产区普遍发生。镰孢菌病害不仅直接造成玉米减产,而且其病原菌在寄主代谢过程中分泌毒素污染玉米籽粒从而带来安全隐患。2019年调查发现辽宁省玉米鞘腐病又有加重迹象,分离发现其病原菌与层出镰孢菌F.proliferatum不同,疑似禾谷镰孢菌复合种F.graminearum species complex(秦子惠等,2014)。2020年对北方玉米产区系统调查发现,辽宁、黑龙江和河北等省产区均有新的类似病害发生,发病严重地块的病株率高达50%。本试验通过形态学特征和分子生物学技术对新见玉米鞘腐病的病原菌进行鉴定,以期为玉米鞘腐病的深入研究与有效防控提供依据。

防控玉米鞘腐病药剂的筛选及田间防效

采用生长速率法对多菌灵、戊唑醇、烯唑醇、氟硅唑等化学杀菌剂进行了室内毒力测定,并在此基础上调查了多菌灵、戊唑醇及两者的混剂对玉米鞘腐病的田间防效。结果表明,多菌灵、戊唑醇、烯唑醇、氟硅唑及多菌灵+戊唑醇(配比1∶1或2∶1)对鞘腐病致病菌层出镰孢均有较好的抑制作用,EC50值分别为17.27、23.40、24.21、26.01、18.48mg/L和25.83 mg/L;多菌灵、戊唑醇及多菌灵+戊唑醇(配比1∶1)对玉米鞘腐病具有较好的田间防效,分别达93.34%、89.19%和91.49%,玉米增产20.61%、15.46%和18.84%。

玉米顶腐病和鞘腐病致病镰孢菌生物学特性比较

采用植物病理学研究方法,对玉米顶腐病致病菌亚粘团镰孢菌[Fusarium subglutinans(wollenweb.&Reiking)Nelson]和玉米鞘腐病致病菌层出镰孢菌[Fusarium proliferatum(Matsushima)Nirenberg]进行了生物学特性测定。结果表明:两种镰孢菌在Czapek、PSA和PDA培养基上生长最好。多种碳源、氮源物质对菌丝生长均有促进作用,其中亚粘团镰孢菌最适碳源、氮源分别为可溶性淀粉和蛋白胨;层出镰孢菌最适碳源为麦芽糖、葡萄糖、果糖和蔗糖,氮源为牛肉膏。两种镰孢菌在5～35℃温度范围内均可生长,最适为25℃,40℃菌丝不生长。在pH 5～12范围内均可生长,pH 6时生长最快。在pH 4～8范围内层出镰孢菌生长快于亚粘团镰孢菌,而pH 9～12范围内则相反。不同光照条件下菌丝生长差异不大。

鞘腐病发生程度与玉米倒伏及产量损失间的相关性分析

为深入探讨鞘腐病的发生对玉米倒伏及产量的影响,通过温室接种法测定了玉米不同发育阶段鞘腐病的发病程度及相关防御酶活性,以确定玉米鞘腐病的易感时期;并通过田间接种不同浓度的层出镰孢菌获得不同发病级别的玉米鞘腐病病株,于乳熟期调查病害发生程度,利用YYD-1B数显植物茎秆强度检测仪测定每株玉米茎秆的抗倒伏能力,收获后测定其产量。结果显示,玉米鞘腐病的易感时期为开花期,郑单958和浚单20在此时期鞘腐病的发病率分别为64.36%和40.22%;病情指数分别达42.73和19.58,均高于其它时期;玉米自交系OH43Ht1、郑58和杂交品种郑单958的茎秆抗倒伏能力均随着玉米鞘腐病发病级别的升高而降低;郑58和郑单958的产量随玉米鞘腐病发病级别的升高而降低,每公顷产量损失郑58从13.84%增加到29.53%、郑单958从3.99%增加到16.72%。表明玉米鞘腐病严重发生时能够降低玉米的抗倒伏能力和产量,且对自交系的影响大于杂交品种,生产中应引起高度重视。

玉米抵御鞘腐病菌侵染的生理机制

为深入探讨玉米抗鞘腐病的机制,以高抗品种浚单20、9058及中抗品种郑单958、郑58为材料,测定了接种层出镰孢后苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶、木质素含量及抗病相关基因PR-1、PR-2a、LOX、MPI和GAPc的表达量。结果显示:接种后不同抗性材料叶鞘部位的防御酶活性均上升,多数在6 h达到峰值,且高抗材料酶活性增幅较大;供试材料的木质素含量均上升,且高抗材料的含量高于中抗材料;PR-1、MPI、GAPc和PR-2a等抗病相关基因的表达呈上升趋势,而LOX的表达量变化趋势不明显。研究表明玉米对鞘腐病的抗性与防御酶活性、木质素含量及其抗病相关基因的表达量呈正相关。

玉米品种对鞘腐病的抗性评价及产量损失研究

选取中国北方生产主栽玉米品种和常用自交系,通过人工接种的方法进行玉米鞘腐病的抗性鉴定。结果表明,139份玉米杂交种中,免疫品种3份,高抗品种124份,抗病品种12份,无感病品种,表明目前生产上推广的玉米杂交种对鞘腐病的抗性较好,鞘腐病的发率病与病情指数正在逐年上升。供试12份自交系的平均抗性水平明显低于杂交种,发率病明显高于杂交种。测产结果表明,产量损失同玉米鞘腐病发病程度呈正比。

玉米生产品种和部分自交系对鞘腐病的抗性筛选初报

玉米鞘腐病[Fusarium proliferatum(Mats.)Nirenberg]常在玉米生育中、后期发生,近年有逐年加重的趋势,对玉米产量造成不同程度的损失。为明确目前生产上推广的玉米品种对鞘腐病的抗性能力,预测该病害的发生、发展趋势,分别于2009年和2010年采用人工接种的方法,对华北和东北玉米产区生产上主推的玉米材料进行了鞘腐病抗病资源筛选。筛选结果表明,目前生产上推广的大多数玉米品种对鞘腐病均具有较好的抗性。