玉米种质和新品种对腐霉茎腐病和镰孢穗腐病的抗性分析

玉米是我国最重要的农作物之一,腐霉茎腐病和镰孢穗腐病是玉米生产上的重要病害。2006-2012年期间,对1647份玉米种质进行了抗肿囊腐霉茎腐病和拟轮枝镰孢穗腐病鉴定,筛选出高抗茎腐病和穗腐病的种质分别为564份和27份,占鉴定总材料的34.2%和1.6%,抗性材料分别为209份和352份,占比为12.7%和21.4%,表明高抗肿囊腐霉茎腐病的资源较为丰富,高抗镰孢穗腐病的种质相对匮乏。其中,13份种质对2种病害均表现高抗,207份种质对2种病害均表现抗性或对其中一种表现高抗而另一种表现抗性。自交系中对肿囊腐霉茎腐病和拟轮枝镰孢穗腐病表现抗性以上(含HR和R)的种质分别占总鉴定种质的56.5%和23.6%,在农家种中分别为21.2%和21.4%,表明玉米自交系中的抗性资源较农家种丰富。2009-2013年期间参加国家玉米区试的品种中,对腐霉茎腐病表现高抗、抗性、中抗、感病和高感的品种分别占11.5%、11.9%、40.1%、17.6%和18.9%。2009-2011年间,中抗以上的育成品种所占比例呈现明显上升趋势,但2012-2013年间,中抗以上的品种所占比例呈下降趋势。

玉米种质资源抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定

【目的】建立和完善玉米种质抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定的方法,对遗传背景丰富的玉米种质资源进行腐霉茎腐病和镰孢茎腐病的抗性精准鉴定,筛选出对2种茎腐病具有稳定抗性的种质资源,为玉米抗病育种奠定基础。【方法】对2 004份具有广泛遗传背景的玉米种质进行多年多点的自然发病抗性鉴定,初步筛选出抗茎腐病或综合性状优良的代表性种质,用于人工接种鉴定;利用建立的茎基部注射接种法,对690份代表性玉米种质进行3年共6个环境的抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定。【结果】2016—2018年,在田间自然发病条件下,通过多年多点鉴定出508份种质对茎腐病表现出较稳定的抗性,高抗、抗病和中抗的材料分别为79、106和323份。建立和完善了玉米种质抗茎腐病精准鉴定的方法-茎基部注射接种法,利用该方法与土壤根埋接种鉴定的玉米对腐霉茎腐病抗性的相关系数(r)为0.87,镰孢茎腐病抗性的r值为0.84,表明2种接种方法的评价结果具有高度的相关性,但注射接种的玉米发病程度更充分。2018—2020年,在北京昌平、河南长葛和河南原阳,利用茎基部注射法对690份玉米种质进行了腐霉茎腐病抗性精准鉴定,表明各鉴定点的材料均发病充分,大部分表现感病或高感,仅有3.5%的种质表现出稳定抗性。6个环境条件下玉米对腐霉茎腐病抗性的相关系数为0.46—0.72,同一年度(2018、2019和2020年)2个鉴定点之间的r值分别为0.66、0.60和0.65;3个年度间种质综合抗性的相关系数为0.67、0.84和0.87,表明3年各点的鉴定结果具有较好的一致性。精准鉴定出24份对腐霉茎腐病具有稳定抗性的种质(冀资H676、辽2235、冀资14L88、冀资14L101、丹337、M02N-23、Y1747、HRB16232、T628358等)。在辽宁沈阳、吉林公主岭、吉林梨树3个鉴定点共6个环境条件下,对690份种质进行了抗镰孢茎腐病精准鉴定,其中,辽宁沈阳的种质发病充分,绝大部分材料表现为感病或高感,吉林梨树和公主岭的材料发病明显偏轻。6个环境下玉米种质抗性的相关系数为0.00—0.76,2018、2019和2020年2个鉴定点之间的r为0.12、0.04和0.05,表明同一年度2个点的鉴定结果差异大;3个年度间镰孢茎腐病综合抗性的r值为0.40、0.74和0.72,显示年度间综合抗性较为一致。共鉴定出5份种质(冀资C32、辽785、辽2235、吉资1034和16SD088)对镰孢茎腐病具有稳定抗性。690份种质对2种茎腐病抗性的r值为0.44,表明其对2种茎腐病的抗性存在中等水平的相关性。【结论】明确了2 004份玉米种质在田间自然发病条件下对茎腐病的抗性水平;建立了玉米抗茎腐病精准鉴定的新方法-茎基部注射接种法;精准鉴定了690份玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病的抗性,筛选出具有稳定抗性的种质各24和5份,是开展玉米抗茎腐病育种或品种抗性改良的重要抗源。

玉米种质资源抗腐霉茎腐病鉴定

腐霉茎腐病(Pythium stalk rot)是玉米生产上的重要病害。2013—2016年,对1213份玉米种质资源进行了抗肿囊腐霉(Pythium inflatum)茎腐病的鉴定与评价。在1213份玉米种质中,鉴定出高抗肿囊腐霉茎腐病的材料207份,占鉴定总数的17.1%,主要来自中国的内蒙古、河北、山西及美国等地。抗性材料159份,占鉴定材料数的13.1%,主要由源自中国的内蒙古、云南、山西和美国等地的种质构成。由此可见,玉米种质中存在较为丰富的抗腐霉茎腐病资源,且抗性水平与地理来源有关。自交系和农家种中对肿囊腐霉茎腐病表现高抗的种质分别占鉴定种质总数的18.7%和10.6%,表明自交系中高抗肿囊腐霉茎腐病资源较农家种更为丰富。

新疆玉米青枯病病原菌分离和鉴定

５年来从全疆１０个地州１８个县市对近百个玉米杂交种和自交系田的典型青枯病株分离、鉴定出腐霉（Ｐｙｔｈｉｕｍ）属３个种、镰刀菌（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）属２个种，分别对５个种不同地区的代表菌株在北京和乌鲁木齐两地进行苗期和成株期致病测定，其中肿囊腐霉（Ｐ．ｉｎｆｌａｔｕｍ）致病性强，可重复田间的青枯症状，是引起新疆玉米青枯病的主要致病菌。Ｐ．ｇｒａｍｉｎｉｃｏｌａ致病性较弱，Ｐ．ｏｌｉｇａｎｄｒｕｍ基本不致病。镰刀菌的Ｆ．ｇｒａｍｉｎｅａｒｕｍ和Ｆ．ｍｏｎｉｌｉｆｏｒｍｅ发病率低，发病过程缓慢。研究还发现，分离方法上的差异对分离结果具一定影响，其中标样的发病程度、采集后至分离的间隔时间以及分离所用培养基的不同均可使腐霉和镰刀菌的分离频率发生变化。

玉米抗腐霉茎腐病种质标记基因型鉴定与遗传多样性分析

腐霉茎腐病(Pythium stalk rot)是玉米生产上的重要病害。本研究利用14个与8个抗玉米茎腐病基因连锁的分子标记对196份抗腐霉茎腐病玉米种质进行抗病标记基因型鉴定,并采用42对多态性SSR标记对54份抗病自交系进行遗传多样性分析,以期阐明玉米抗腐霉茎腐病种质的标记基因型和遗传背景,并为资源的有效利用、新基因的挖掘和杂种优势模式确定提供参考信息。14个与抗病基因连锁的分子标记将196份抗性种质鉴定为128种标记基因型,表明存在多样的抗性基因组合方式。191份种质获得与齐319、X178或1145中一个或多个的相同的扩增,表明97.45%种质可能含有与3个抗玉米茎腐病材料相同的抗病基因;粤61、郑653、赤L136、白53和18--14共5份种质均未扩增出与齐319、X178和1145相同的标记基因型,可能携带其他抗茎腐病基因;遗传背景相近的抗性种质分属不同的标记基因型,表明抗病种质携带的抗病基因可能在育种选择中发生了分离。42对多态性SSR引物在54份抗病材料中共检测出119个等位基因(Na),多态位点百分率(PPB)为99.17%,平均有效等位基因数(Ne)为1.7070,平均Nei's基因多样性(H)为0.3999,平均Shannon's信息指数(I)为0.5844,平均多态信息含量(PIC)为0.5527,变幅为0.2061~0.7844;通过UPGMA聚类分析,54份抗病材料被划分为2个类群,共6个亚群中,分别是旅大红骨亚群、BSSS亚群、塘四平头亚群、PA亚群、PB亚群、Lan亚群,表现出较高的遗传多样性。结果表明,我国6个杂种优势群中均含有较为丰富的抗腐霉茎腐病种质资源,其中PA亚群包含的抗病种质最多。

玉米茎腐病研究现状与防治对策

论述了玉米茎腐病的优势病原菌、发病规律及其防治对策,阐明了玉米茎腐病的侵染机制是腐霉菌在高温条件下主要的初侵染原,而镰刀菌因其超强的定殖能力而进行二次侵染,两种病原菌侵染致病的主要活性物质为糖蛋白毒素。筛选功能菌株研制生防制剂和采取农业综合栽培措施将成为取代化学药剂防治该病的主要措施。

玉米抗青枯病基因的遗传分析

本研究对 2亲本 114 5和 Y331、杂交 F1以及 F2 群体进行玉米青枯病单一致病菌 (肿囊腐霉菌 )的接种鉴定 ,统计 F2 群体中抗病、感病植株分离情况 ,并作了初步统计分析。结果表明 :单一肿囊腐霉菌也能引起玉米青枯病 ;

寄生玉米的6种腐霉及其致病性研究

从国内12省、自治区、直辖市玉米植株上分离出腐霉菌菌株,依据形态特征、培养性状、生长抑制温度,以及产生的有性与无性器官,鉴别出6个腐霉种:棘腐霉(Pythium acanthicum Drechsler),瓜果腐霉(P.aphanidermatum(Edson)Fitzpatrick),强雄腐霉(P. arrhenomanes Drechsler),禾生腐霉(P.graminicola Subramaniam),肿囊腐霉(P.inflatum Matthews),寡雄腐霉(P.oligandrum Drechsler),其中肿囊腐霉出现频率高,分布广泛。回接玉米表明,腐霉能够侵染玉米并引起病害,肿囊腐霉、禾生腐霉、强雄腐霉、棘腐霉是玉米青枯病的重要致病菌;瓜果腐霉能够引起玉米中部茎节腐烂;寡雄腐霉虽寄生玉米,但对玉米成株无致病力。

玉米茎腐病病原菌检测方法研究

为提高玉米茎腐病病原菌检测结果的准确性和可信度,以组织分离法做对比,采用分子检测法,对采自田间的189个玉米茎腐病病株进行真菌种类的鉴定和数量的统计。结果表明,分子检测法对腐霉Pythiumspp.的检出频率为29.24%,对镰孢菌Fusariumspp.的检出频率为73.68%,组织分离法对腐霉的检出频率仅为0.58%,对镰孢菌的检出频率为60.82%,两方法的符合率最高仅为35.92%,最低为0。因此,采用组织分离和分子检测相结合的方法可提高玉米茎腐病病原菌鉴定结果的准确性。

玉米青枯病病原腐霉对其伴生镰刀菌的影响

本试验以玉米青枯病病原肿囊腐霉（ＰｙｔｈｉｕｍｉｎｆｌａｔｕｍＭａｌｔｈｅｗｓ）与禾生腐霉（Ｐｙｔｈｉｕｍｇｒａｍｌｎｉｃｏ－ｌａＳｕｂｒａｍ）为材料，着重研究了两种腐霉的生长与代谢对其伴生病原禾谷镰刀菌（ＦｕｓａｒｉｕｍｇｒａｍｉｎｅａｒｕｍＳｃｈｗ．）的影响，结果表明：１．腐霉的定殖生长能力弱于禾谷镰刀菌。在腐霉菌落上，禾谷镰刀菌仍可生长，而在禾谷镰刀菌菌落上，腐霉则不能生长。２．在伴生条件下，腐霉被镰刀菌覆盖的时间长短随接种间隔而有变化，接种间隔愈短，则覆盖愈快。３．两种腐霉的培养滤液均对禾谷镰刀菌的孢子萌发与芽管伸长及菌落扩展有明显的促进作用，表明滤液中含有对镰刀菌生长有利的活性成分。４．腐霉培养滤液对禾谷镰刀菌红色色素的产生有一定的抑制作用，其原因可能与腐霉的嗜糖性有关。５．田间结果表明，腐镰复合接种的发病率接近禾谷镰刀菌单菌接种，但低于腐霉单菌接种。

玉米茎腐（青枯）病的病理反应与优势病原菌演替的关系

玉米茎腐（青枯）病优势病原菌有Ｐｙｔｈｉｕｍｇｒａｍｉｎｉｃｏｌａ，Ｐ．ｉｎｆｌａｔｕｍ，Ｆｕｓａｒｉｕｍｇｒａｍｉｎ－ｅａｒｕｍ，Ｆ．ｍｏｎｉｌｉｆｏｒｍｅ。在对玉米的致病过程中，首先是由Ｐｙｔｈｉｕｍｓｐｐ．造成主根系的逐渐病腐而致供水不足形成地面上的青枯症状，随后Ｆｕｓａｒｉｕｍｓｐｐ．在病株内的演替过程中，逐渐取代Ｐｙｔｈｉｕｍｓｐｐ．而形成一定的优势，这是许多研究者在玉米病株的不同时期不同部位分离出不同病原菌的主要原因。本研究同时表明Ｐｙｔｈｉｕｍｓｐｐ．在高湿缺氧的土壤条件下，其致病作用优于Ｆｕｓａｒｉｕｍｓｐｐ．。

玉米腐霉茎腐病生防木霉菌株的筛选、鉴定及防治效果分析

【目的】筛选对玉米腐霉茎腐病病原菌具有抑制作用的木霉(Trichodermaspp.)菌株,明确其分类地位以及对腐霉茎腐病的防治效果和抑菌机理,为腐霉茎腐病生防制剂的研发提供菌种资源。【方法】采用菌丝生长速率法测试候选木霉菌株对肿囊腐霉(Pythiuminflatum)、强雄腐霉(P.arrhenomanes)和芒孢腐霉(P.aristosporum)的抑制作用,筛选拮抗菌株;通过形态学和分子生物学特性确定Tr21菌株的分类地位;采用常规抑菌方法观察Tr21对腐霉菌丝形态的影响;采用溴化丙啶(PI)染液检测法及对不同处理时间菌丝上清液中蛋白和核酸吸光值的检测,分析Tr21发酵液对腐霉菌细胞膜通透性的影响;通过不同浓度Tr21发酵滤液浸种试验,检测Tr21发酵滤液对玉米种子发芽性状的影响;通过温室盆栽试验和田间人工接种试验,明确Tr21对腐霉茎腐病的防治效果。【结果】从实验室保存的109株木霉菌中,筛选到7株木霉菌对肿囊腐霉、强雄腐霉和芒孢腐霉具有拮抗活性,抑制率均>60%,其中Tr21菌株对3种腐霉菌的抑制率达到100%,其5×、10×和20×稀释液对3种腐霉菌的抑制率均达到100%。50×稀释液对3种腐霉菌的最低抑制率也达到55.56%。经形态学和分子生物学鉴定,Tr21为非洲哈茨木霉(T.afroharzianum)。显微镜观察显示Tr21发酵滤液能够造成腐霉菌菌丝变粗、菌丝分枝增多、节点缩短、断裂、内含物溢出等畸形现象。PI荧光染色试验显示Tr21发酵滤液导致3种腐霉菌的细胞膜受损,PI染液更易穿透受损的细胞膜进入到菌丝体内,使菌丝染成红色。核酸、蛋白泄露试验发现发酵滤液处理过的菌丝吸光值变化较大,处理5 h后,肿囊腐霉、芒孢腐霉和强雄腐霉菌丝的OD260均增加了0.08,OD280分别增加了0.10、0.11和0.10,表明腐霉菌菌丝细胞膜受损或其完整性被破坏,导致菌丝内含物外溢。不同浓度Tr21发酵滤液对玉米种子的发芽性状无影响,且当Tr21发酵滤液浓度为20×稀释液时对玉米种子的萌发和生长促进效果最好。盆栽试验结果表明,Tr21发酵滤液浓度为5×稀释液时,对3种腐霉茎腐病的室内防治效果最佳,分别为60.67%、63.15%和59.66%。用Tr21的5×稀释液进行种子处理,当药种质量比例为1﹕100时,对腐霉茎腐病的防治效果最高,达82.25%。【结论】获得一株有效防治玉米腐霉茎腐病的木霉菌株Tr21,经鉴定该菌为非洲哈茨木霉,该菌株发酵滤液可导致腐霉菌菌丝畸形、断裂、细胞膜受损、内含物溢出等,是一株具有开发前景的生防微生物。

玉米茎腐病研究进展

系统综述了玉米茎腐病的发病症状、分级标准、致病菌、致病机理、抗性遗传规律、抗性基因定位和抗病机理的研究进展,并提出了抵御玉米茎腐病的综合防治措施。

玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病抗性鉴定与评价

【目的】系统评价新疆玉米种质资源对玉米茎腐病优势病原菌的抗性水平,为玉米抗茎腐病遗传育种及防治提供科学依据。【方法】采用田间人工土壤埋接法,对62份玉米种质资源进行抗肿囊腐霉(P.inflatum)茎腐病水平鉴定,鉴定及评价100份玉米种质资源的抗镰孢茎腐病水平。【结果】62份种质资源抗肿囊腐霉(P.inflatum)茎腐病达到高抗(HR)7份,占比11.29%,抗(R)、中抗(MR)、感(S)、高感(MS)材料分别为5份、18份、5份和27份,依次占比8%、29%、8%和24%。100份种质资源抗镰孢茎腐病鉴定与评价则筛选出高抗(HR)、抗(R)、中抗(MR)、感(S)、高感(MS)材料分别为14份、16份、37份、15份和18份。病株率与株高、穗长、穗粗呈极显著负相关,高杆穗粗的玉米品种具有良好的抗病基础。而干穗重、粒重、百粒重与病株率呈显著或极显著负相关,病株率对产量指标具有极大的影响。21KBL054抽雄期、吐丝期、散粉期受影响程度较小,分别推迟2、2和4 d,21KBL096受影响程度严重,抽雄期、吐丝期、散粉期则分别推迟13、12和8 d。21KBL058病株平均株高(224.80 cm)、穗位(83.09 cm)较对照相比分别增长(22.15%、51.76%),而处于同一抗性水平的21KBL045病株平均株高、穗位为186.50和72.64 cm,较对照相比增幅仅为(-0.40%、3.04%)受影响程度较小。【结论】筛选出21KBL096、21KBL030、21KBL033等优异抗病性且田间性状稳定的抗病品种。

辽宁省玉米茎腐病病原菌的研究

1987～1989年,从辽宁省玉米茎腐病主要发生区采集典型病株,自茎基髓部取样以组织分离法分离纯化,并作病原菌鉴定和致病性测定。结果表明,以瓜果腐霉菌[Pythium aphanidermatum(Eds.)Fitzp.]和禾谷镰刀菌[Fuarium graminearum Schw.]分离频率较高,致病力也较强。两种菌混合接种未见有加重发病的趋势。串珠镰刀菌[F.moniliforme Sheld.]和木贼镰刀菌[F.equisetic(Cda.)Sacc.],也表现一定致病力,但分离频率不高。初步认为瓜果腐霉菌和禾谷镰刀菌是引起辽宁省玉米茎腐病的主要致病菌。

玉米茎腐（青枯）病发病条件研究

玉米茎腐（青枯）病的发生与玉米品种的抗性、生育期、土质、降水和微生态演替的关系极为密切．在本文中作者对实验数据和调查资料进行了对立统一的辩证分析，对玉米青枯和茎腐症状的关系，ＰｙｔｈｉｕｎＳｐｐ和ＦｕｓａｒｉｕｍＳｐｐ．在病害发生发展中的关系以及病害发生与环境条件的相互关系均进行了讨论。同时指出，众多研究者在病株的不同采样和不同分离部位所分离出不同病原菌的主要原因。为进一步研究该病的防治措施提供了理论依据．

浙江省玉米茎基腐病病原菌的分离与鉴定

玉米茎基腐病(俗称青枯病)是世界玉米产区普遍发生的一种重要病害。自70年代以来,除浙江省以外,还在我国山东、广西、云南、江苏、湖北、陕西、山西、河北、河南、四川、北京、甘肃、辽宁、吉林、黑龙江等省、市相继发生,已成为我国玉米主要病害之一。此病属土传病害,病原复杂,迄今对此病的致病菌尚存在争议。为了明确我省玉米茎基腐病的病原菌,以便为防治提供科学依据,我们于1982年开始进行了此项研究。

玉米对茎腐病的抗性遗传研究

通过抗性及感性稳定的１０个自交系完全双列杂交对腐霉菌（ｐｙｔｈｉｕｍｓｐ）引起的茎腐病的抗性遗传进行研究。结果表明；玉米对茎腐病的抗性存在极显著差异，Ｆ１的抗病性与亲本抗病性密切相关，且多偏向于感病亲本。正反交差异不明显，属于核基因控制的遗传性状，为不完全显性。基因加性效应大于显性效应，属于数量性状遗传，抗性遗传力较高。１０个玉米自交系间一般配合力和特殊配合力存在极显著差异。

不同化学杀菌剂对玉米茎腐病菌的抑制活性测定

为了筛选得到对玉米茎腐病菌室内抑制活性较高的杀菌剂,采用菌丝生长速率法测定了不同化学杀菌剂对肿囊腐霉菌(Pythium inflatum)和禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)2种致病菌的抑制活性。结果表明,丙森锌、雷多米尔·锰锌、烯酰吗啉和氟吡菌胺4种杀菌剂对肿囊腐霉菌的毒力较高,其EC50分别为0.40μg/m L、0.47μg/m L、0.61μg/m L和2.64μg/m L;禾谷镰孢菌对咯菌腈、戊唑醇和多菌灵3种杀菌剂的敏感性较高,其EC50分别为0.06μg/m L、0.32μg/m L和0.85μg/m L,苯醚甲环唑和腈菌唑2种杀菌剂对禾谷镰孢菌的抑制活性稍差,其EC50分别为1.71μg/m L和1.80μg/m L。上述筛选到的9种药剂对玉米茎腐病菌的室内抑菌活性较高,可以作为供试药剂进行大田药效试验。

玉米青枯病病原菌代谢产物的生物学效应

着重研究了玉米青枯病病原禾生腐霉（PythiumgraminicolaSubram）和肿囊腐霉（P．inflatumMatth．）与其伴生病原禾谷镰刀菌（FusariumgramineariumSchw．）间代谢水平上的互作关系。结果表明：腐霉代谢产物对禾谷镰刀菌的生长有刺激作用，而禾谷镰刀菌代谢物对腐霉有明显的抑制作用；腐霉代谢产物对寄主的致萎能力比禾谷镰刀菌更强。