棉铃虫为害与拟轮生镰孢侵染对玉米穗腐病发生及玉米籽粒中伏马毒素污染水平的影响

本研究以‘浚单20’为供试玉米品种,以棉铃虫为供试昆虫,以拟轮生镰孢为供试病原菌,分别进行单独及复合处理,以明确棉铃虫和拟轮生镰孢单独处理和复合处理对玉米穗腐病发病程度及籽粒中伏马毒素污染水平的影响。结果表明,2011年和2012年均以棉铃虫与拟轮生镰孢侵染复合处理对穗腐病发病程度及籽粒中伏马毒素污染水平的影响最大,穗腐病平均病级分别为0.68±0.05和1.08±0.19;单独接种棉铃虫,2011年和2012年的穗腐病平均病级分别为0.31±0.05和0.71±0.06;单独接种拟轮生镰孢,穗腐病平均病级分别为0.24±0.03和1.05±0.29。复合处理的籽粒中伏马毒素污染水平,2011年和2012年分别为(0.85±0.56)mg/kg和(2.36±0.98)mg/kg;单独接种棉铃虫处理分别为(0.17±0.12)mg/kg和(0.01±0.002)mg/kg;单独接种拟轮生镰孢处理分别为(0.10±0.03)mg/kg和(1.14±0.62)mg/kg。相同处理条件下,降水量大和相对湿度高的气候条件更有利于穗腐病的发生及籽粒中伏马毒素的积累。

不同环境因素对拟轮生镰孢产毒及FUM基因表达的影响

伏马毒素是由拟轮生镰孢代谢产生的一类真菌毒素,广泛存在于玉米及玉米制品中,污染毒素的玉米食品和饲料常引起人类和动物的疾病。分析不同温度（28℃-32℃）和水活度（aw：0.99-0.95）对拟轮生镰孢生物合成伏马毒素B1（FB1）、B2（FB2）以及FUM1、FUM19和FUm^21基因表达的影响。结果表明,拟轮生镰孢在温度为30℃、水活度为0.99条件下生长速率最快,伏马毒素的累积量最大;菌株表现出良好的适应性,在较广泛的条件下产生伏马毒素。基因表达结果表明,FUM1和FUm^21在温度32℃、0.95水活度条件下相对表达量最高,FUM19在温度30℃、0.95水活度条件下的相对表达量最高。FUM基因相对表达量最大值与拟轮生镰孢最大产毒能力不一致,反应出伏马毒素的生物合成由一系列基因合成控制。

玉米中伏马毒素产生菌的分离鉴定及其产毒条件的研究

从发霉的玉米中分离鉴定产生伏马毒素B1(Fumonisin B1,FB1)和伏马毒素B2(Fumonisin B2,FB2)的真菌菌株并对其产毒条件(培养基、温度、时间、水分含量)进行考察,揭示伏马毒素的发生规律将发霉玉米的提取液接种至PDA培养基,利用平板划线法分离获得产毒菌株,通过形态学观察和rDNA-ITS序列分析分别进行真菌形态学和种属鉴定;将产毒菌株接种在不同培养基上并选择不同条件(温度、时间、水分含量)培养,利用高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)对不同培养条件下各种培养基中FB1、FB2进行定量检测。BLAST结果表明,分离得到的菌株DNA序列与NCBI数据库中登录号为KC709665.1、KR020684.1和KR052812.1的拟轮生镰孢菌(Fusarium verticillioides)序列同源性均为100%,证明分离得到的产毒菌株为F.verticillioides。接种试验表明,F.verticillioides的最佳产毒条件为玉米培养基,40%水分含量,28℃黑暗条件下培养28 d,FB1、FB2产量分别达到821.08 mg/kg、339.50 mg/kg。本研究玉米中伏马毒素产毒菌株主要为F.verticillioides,且伏马毒素的产生与培养基、温度、时间和水分含量等环境因素密切相关。