谷子黑穗病生理小种研究初报

谷子黑穗病是山西省谷子的一个主要病害,近年来有加重的迹象。通过用不同抗性品种与各地菌种交叉接种,鉴定其致病性变化,分析出黑穗病病菌小种分化。在谷子黑穗病病菌群体中确实存在着不同的小种分化。研究初步确定了山西省春谷主产区至少存在3个生理小种,即忻州和壶关两个弱致病菌种和大部分主产区均有的相似的高致病性菌种。这一菌种对山西省目前推广的品种皆具有感病能力,有的还表现为强感病性。这是对山西省谷子生产潜在的威胁。

谷子对黑粉菌侵染的生物学响应

研究采用大田试验筛选出黑穗病高抗品种冀谷20(J20)和高感品种长农35(C35),采用室内盆栽试验检测2个品种对黑粉菌的响应。结果表明,谷种拌菌组植株中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活性升高,且J20的PAL和PPO活性显著高于C35;J20拌菌组的总酚、类黄酮和木质素含量及几丁质酶活性显著高于未拌菌对照组,β-1,3-葡聚糖酶活性升高不明显;C35拌菌组中木质素含量与几丁质酶活性高于未拌菌对照组,类黄酮含量与β-1,3-葡聚糖酶活性无明显改变,总酚含量显著下降;拌菌组中J20的β-1,3-葡聚糖酶活性显著高于C35;J20拌菌组中抗病相关基因(4CL、CCR、CHIB和WRKY22)和受体蛋白FLS2上调表达。谷子对黑粉菌的抗性涉及植株基因转录应答、次生代谢调控、抗病防御应答等生物学过程,不同品种的遗传基础差异导致植株自身结构、防御应答不同,品种抗性水平表现出显著差异。

谷子粒黑穗病菌PCR检测体系的建立

为了建立一种快速、有效鉴定谷子粒黑穗病菌(Ustilago crameri)的分子检测方法,使谷子粒黑穗病得到有效的监测和防治,采用真菌通用引物ITS1/ITS4对谷子粒黑穗病菌ITS序列进行扩增,扩增产物测序后,依据粒黑穗病菌序列设计合成了1对引物,分别以谷子粒黑穗病菌DNA、谷子白发病菌DNA、谷瘟病菌DNA、玉米黑粉菌DNA及谷子叶片基因组DNA作为模板进行PCR扩增。结果表明,仅谷子粒黑穗病菌DNA作模板时有1条特异性扩增条带,且检测的灵敏度可达10 pg/μL,其他材料均未出现扩增条带;将建立的PCR技术用于田间植株检测,能特异性检出谷子穗梗及旗叶中谷子粒黑穗病菌的存在;不同品种谷子植株中的病菌检出率与田间发病率数据基本一致,说明所用引物和PCR检测体系在鉴定粒黑穗病菌感染和植株抗病性方面具有较高的特异性。研究建立的谷子粒黑穗病菌PCR检测体系具有快速、准确、特异性和实用性强等特点,可为谷子粒黑穗病的监测和有效防治提供技术支持。

谷子粒黑穗病病菌萌发条件及其对生物杀菌剂敏感性测定

旨在明确谷子粒黑穗病病菌冬孢子萌发最适条件及对生物杀菌剂的敏感性,为谷子粒黑穗病的研究和田间防治提供理论依据。采用悬滴法研究了温度、湿度、光照、pH及碳、氮源对冬孢子萌发的影响,并测定6种生物杀菌剂对谷子粒黑穗病病菌的抑制作用。结果表明,冬孢子萌发的最适温度为25℃,pH为7,4~8 h的光照有利于冬孢子的萌发;当相对湿度≥80%时,冬孢子才可萌发;甘氨酸、蛋白胨和尿素对冬孢子萌发无影响;硝酸钾、氯化铵和硫酸铵对冬孢子萌发有抑制作用,碳源对冬孢子萌发无影响。中生菌素、香菇多糖和丁子香酚对谷子粒黑穗病病菌的毒力较强,EC50分别为0.224 8、0.598 1μg/mL和1.560 1μg/mL;其次是乙蒜素和多抗霉素,EC50分别为42.971 6μg/mL和44.753 9μg/mL;宁南霉素的毒力最弱,EC50为2 914.965 0μg/mL。