玉米灰斑病脉冲Logistic模型研究(英文)

[ Objectlve] Impulsive Logistic Model was used to simulate epidemic process of Gray Leaf Spots caused by C. zeae-maydi. [ Method] The pathogen was inoculated in different maize varieties, and the incidence were observed and recorded. Impulsive Logistic Model was used to simulate the development process of the disease, which was compared with actual incidence. [ Result] Artificial inoculation tests showed that impulsive Logistic Model could reflect time dynamic of C. zeae-maydi. Through derivation, exponential growth phase was from maize seedling emergence to eady July in each year, logistic phase was from early July to late August, terminal phase was from eady September to the end of maize growth stage. [ Conclusion] The derivation result from model was consistent with the development biological laws of C. zeae-maydi.

一种新的玉米灰斑病在我国局部地区发生

玉米灰斑病是我国玉米上的重要叶斑病,长期以来,我国玉米灰斑病的病原菌一直被认为都是Cercospo-ra zeae-maydis。近年来,对我国云南等地的玉米灰斑病病原菌进行了形态学和分子生物学鉴定,证实一种由Cercospora zeina引起的玉米灰斑病在我国局部地区发生。本文对C.zeina引起的病害症状、病菌形态特征进行描述,为该病害田间诊断和防治提供理论依据。

中国玉米灰斑病发生现状与未来扩散趋势分析

【目的】明确玉米灰斑病发生现状,预测病害未来的扩展区域,为有针对性开展灰斑病的早防早控工作、保护玉米生产提供信息。【方法】采用形态、培养及分子特征鉴定的方法明确新发生玉米灰斑病区域的病菌分离物种类;汇总2004—2014年各地玉米灰斑病的调查信息,根据季风特点,推测具有重大破坏力的玉米尾孢灰斑病扩展路线,预测未来的病害发生区域。【结果】基于形态学、培养特征以及分子鉴定结果,明确了贵州西部、西北部以及四川北部的分离物为玉米尾孢(Cercospora zeina),河北承德地区致病菌为玉蜀黍尾孢(C.zeae-maydis),在陕西南部、西部以及河南西部鉴定出了玉米尾孢和玉蜀黍尾孢;初步明确了具有强致病力的玉米尾孢目前分布的北界。玉米灰斑病已经在中国15个省份发生,西南地区的玉米生产受到严重影响;在南海夏季风与西北太平洋副热带高压的作用下,玉米尾孢从云南西部进境后逐渐向北向东扩展,到达四川、陕西的西部,亦可能经种子携带途径进入湖北恩施,形成一个新的病害扩散源并传播至重庆、陕西安康和商洛以及河南西部山区。未来,在季风的作用下,源自西南的玉米尾孢灰斑病可能进入甘肃东南部、宁夏南部、陕西北部,并进而逐渐向北偏东方向扩展,对中国春玉米主产区构成重大威胁。【结论】确认玉米尾孢在贵州、四川、陕西、河南引起玉米灰斑病,河北的致病菌为玉蜀黍尾孢;由玉米尾孢引起的灰斑病已突破秦岭和巴山的阻隔,扩散至陕西西部、南部和河南西部,从西南玉米生产区进入了北方玉米生产区;夏季季风以及种子带菌是该种灰斑病快速传播的主要因素;未来玉米尾孢灰斑病将在季风作用下继续缓慢向北方玉米区扩散,在无灰斑病发生区域引发病害并可能在已有玉蜀黍尾孢灰斑病发生的区域形成新的重大病害威胁。

玉米新品种对3种病害的抗性鉴定研究

玉米大斑病、小斑病和灰斑病是玉米生产上重要的叶部真菌病害。采用人工接种法,对16个玉米新品种在田间进行大斑病、小斑病和灰斑病的抗性鉴定评价。结果表明,在鉴定的16个玉米新品种中,4个品种(屏单3号、云玉2号、HL-66和春喜06-10)对3种病害均有较好的抗性,其余品种对1种或者2种病害具有中抗或感病的水平。

吉林省玉米灰斑病重要流行环节的初步研究 Ⅰ孢子萌发、病斑潜育扩展和寄主抗侵染

对玉米灰斑病的重要流行环节——孢子萌发、病斑潜育扩展和寄主抗侵染进行了研究。结果表明：分生孢子在清水中就能够萌发，但未见附着胞形成；花粉和叶面物质对孢子萌发有促进作用。孢子抗干燥能力较强，萌发孢子须经3-4d干燥才完全丧失存活能力。对灰斑病菌孢子萌发抑制作用较强的杀菌剂有百菌清、甲基托布津、大生、多菌灵等。病害潜育期较长，潜育期随玉米生育期推进而增长，在不同品种上潜育期为11-18d。病斑长度（Y）和病斑13龄（x）的关系大体为对数曲线，回归方程为y=0．2635＋5．163ln（x＋1）。随着玉米生育期的推进，抗侵染力逐渐增强。施用氮、磷、钾肥可在一定程度上增强玉米的抗侵染力。

玉米种质资源抗灰斑病鉴定与评价

2001-2004年,于田间应用人工注射接种的方法对413份玉米自交系和59份玉米杂交种进行抗灰斑病(Gray leafspot)鉴定,筛选出病级1级高抗(HR)自交系6份、3级抗病(R)自交系28份和杂交种7份。鉴定结果表明,在供试的不同玉米自交系及杂交种间的抗病性存在明显差异,而表现高抗的玉米自交系较少,没有发现高抗杂交种。加强玉米抗灰斑病种质资源的收集和评价,对玉米抗病育种非常必要。

灰斑病菌毒素对玉米植株防御酶系活性的影响及诱导抗性作用

【目的】探讨玉米灰斑病菌毒素对抗、感自交系的诱抗机理及效果。【方法】测定不同质量浓度玉米灰斑病菌毒素处理及不同毒素处理时间后,玉米植株苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)等防御酶系活性的变化,研究玉米灰斑病菌毒素对寄主防御酶系活性的影响及毒素与诱导抗性的关系。【结果】抗病自交系78599-1的PAL、POD和PPO活性高于感病自交系K12,而感病自交系的CAT和SOD活性高于抗病自交系。微晶纤维素处理毒素的诱抗效果高于炭柱处理,玉米抗病自交系的诱抗作用略高于感病自交系。【结论】玉米灰斑病菌毒素对灰斑病具有诱导抗性作用。

吉林省玉米灰斑病重要流行环节的初步研究Ⅱ.病斑产孢和孢子飞散

对玉米灰斑病在吉林省的重要流行环节——病斑产孢、孢子飞散进行了研究。结果表明:玉米灰斑病菌在吉林省能够顺利越冬。病斑在直射光下不能产孢,产孢在散射光下多于黑暗条件下。保湿时间越长,病斑产孢越多,保湿时间(t)与产孢量(y)关系的回归方程为y=exp[-14.59exp(-0.2t)]。病斑在20-30℃均可产孢,25℃最适合产孢,温度(x)与产孢量(y)关系的回归方程为y=sin(-1.685 7x+0.252 2x2-1.63×10-3x3)。病斑长度(x)与病斑产孢潜能(y)的关系曲线为单峰曲线,病斑长度在15-22 mm时产孢潜能较高。玉米施用氮、磷、钾肥可降低灰斑病病斑产孢。灰斑病菌孢子主要在夜间释放飞散。

玉米灰斑病菌粗毒素对玉米胚根保护酶活性的影响

选用Fries培养液培养，采用浓缩浸提的方法提取玉米灰斑病菌粗毒素，利用紫外可见分光光度计和比色法测定了处理不同时间和不同浓度玉米灰斑病菌粗毒素对玉米胚根保护酶（过氧化物酶、超氧化物歧化酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶）活性的影响，结果表明：毒素处理后，玉米种子胚根过氧化物酶、超氧化物歧化酶、苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶等保护酶活性明显降低，为对照组的7．97％～51．44％，说明毒素对寄主保护酶起抑制作用。该研究为进一步揭示玉米灰斑病菌的致病机理奠定了基础。

玉米杂交种抗灰斑病鉴定与评价

对目前国内各玉米产区应用的191份玉米杂交种,应用人工注射接种的方法进行抗灰斑病(Cercosporazeae-maydisTehon&Daiels)鉴定与评价,筛选出对灰斑病表现1级高抗(HR)的杂交种3份、3级抗病(R)的杂交种43份和5级中抗(MR)的杂交种68份。在玉米产区多数杂交种表现为中等抗病或感病,表现高抗的玉米杂交种较少。

玉米尾孢菌毒素组分及致病作用的初步研究

对玉米灰斑菌产生毒素的成分和致病作用进行了初步研究。结果表明,灰斑病菌毒素的化学成分主要为蛋白类物质;毒素对不同玉米自交系种子萌发和叶片致萎程度的影响有明显差异,结果与灰斑病对不同抗性自交系的致病能力基本一致。

活体条件下玉米灰斑病菌毒素对玉米胚根细胞膜透性的影响

通过电导率测定法和比色法测定了玉米灰斑病菌毒素对玉米胚根细胞膜透性的影响,结果表明,同一毒素浓度,处理时间不超过3 d,毒素处理后胚根相对电导率和丙二醛(MDA)含量高于对照组;同一处理时间,不同浓度毒素处理后胚根相对电导率和MDA含量均高于对照组,说明玉米灰斑病菌毒素对玉米胚根细胞膜透性具有显著影响,引起细胞膜的伤害,造成膜功能的紊乱。该研究将为进一步深入研究玉米灰斑病菌毒素在致病过程中所起的作用,进一步揭示玉米灰斑病菌的致病机理等奠定基础。

玉米灰斑病研究方法:Ⅰ.玉米灰斑病菌孢子的培养

为了明确玉米灰斑病菌的产孢条件，将玉米灰斑病菌接种到马铃薯蔗糖（PSA）、燕麦番茄碳酸钙（OTCA）、玉米叶粉碳酸钙（MLPCA）、燕麦粉（OA）、粗面粉（CWPA）等5种培养基上，于25℃下培养，测定该菌生长速度、产孢时间和产孢量。结果表明，菌丝在上述培养基上生长速度均较慢，每天平均生长0．33ITEm左右，其中以在0A和PSA上生长速度相对较快。基于上述结果，构建了玉米灰斑病菌孢子培养的二级分段培养法，即将菌丝块接种于加有10-15粒直径为5mm玻璃珠的马铃薯蔗糖（PS）液体培养基三角瓶里，在25℃，180r／min条件下振荡培养15d，形成菌丝悬液，再取菌丝悬浮液涂布在MLPCA培养基上，避光培养13d左右，可获得大量供接种的分生孢子。长期光照促进菌丝生长，不利于孢子的形成，而长期黑暗不利于菌丝生长，但有利于孢子的形成。

西南地区玉米灰斑病菌生物学特性研究

为了进一步防治玉米灰斑病奠定基础,对西南地区玉蜀黍尾孢菌的生物学特性进行了初步研究。结果表明,该病菌生长温度为10～35℃,最适生长温度为20～25℃;病原菌对酸碱度的适应范围较广,在pH 4～11都能生长,以pH 5～7为最适pH值;分生孢子萌发温度为5～35℃,最适温度为20～25℃;光照对菌丝和孢子萌发无显著影响;病原菌最适碳源为葡萄糖,最适氮源为酵母膏,致死温度为55℃(10 min)。

一种适于玉米灰斑病菌快速扩繁的方法

介绍了一种适于玉米灰斑病菌快速扩繁的方法.该方法通过快速研磨灰斑病菌菌丝,制成研磨液后直接涂抹在培养基上进行培养,从而达到快速扩繁的目的.结果表明,取100 μL均匀涂抹在直径为90 mm的PDA平板上,第7天菌落面积最多可达3.35×103 mm2,占培养皿面积的52.57％;采用本方法获得的灰斑病菌第3天开始产生孢子,4～6d就能够获得大量分生孢子,可达2.365×106个/mL,并且产孢时间缩短.研究结果显示：该方法简便易行,快速高效,污染少,为玉米灰斑病菌的生物学、致病机制等进一步研究奠定了基础.该方法可用于其他生长速度缓慢真菌的快速扩繁.

对丝黑穗病不同抗性的玉米自交系的遗传多样性研究

采用RAPD标记,将33份对玉米丝黑穗病有不同抗性的普通玉米骨干自交系分为5个类群,RAPD标记划分的结果与传统的遗传系谱不完全一致,但与杂种优势利用的结果相符,生产上优良的杂交组合无一出现在类群内;18个抗病或中抗系分散于5个类群中,依据杂种优势利用的原理,可用类群内的抗病系改良类群内的感病系选育优良的抗病系。

玉米灰斑病菌在叶片上发育的组织学观察

为明确灰斑病菌分生孢子的产生和萌发条件,采用生物学方法筛选适于灰斑病菌产孢培养基和分生孢子萌发条件,再用水合氯醛和乳酚油染色法对玉蜀黍尾孢菌在叶片及其内部的发育过程进行了观察。结果表明,1)产孢培养基:玉米叶粉琼脂培养基(MLPA)和玉米叶粉碳酸钙琼脂培养基(MLPCA)适于培养玉米灰斑病菌产孢,产生的分生孢子数量较多,分别达到8.1×105个/mL和1×104个/mL,经紫外灯照射后在玉米粉碳酸钙琼脂培养基和玉米新叶煎汁培养基产生的分生孢子达到1.6×107个/mL和1.1×106个/mL。2)萌发条件:在无明水的水琼脂培养基上分生孢子萌发率较高,24 h时萌发率最高,达99.8%。3)发育过程:分生孢子可从一端、两端或中间细胞萌发,接种10 h后大量萌发形成芽管;24 h后萌发率可达99.5%;52 h后菌丝仍然分布于叶片表面;82 h后侵染丝从气孔侵入;92 h后菌丝在玉米叶片细胞内蔓延生长;95 h后分生孢子梗从气孔和细胞间隙伸出,分生孢子梗曲膝状。

引起玉米灰斑病的2种尾孢菌生物学特性比较

为探索尾孢菌所致玉米灰斑病的发生和流行规律,为其防治研究提供理论依据,采用植物病理学研究方法,对引起玉米灰斑病的玉米尾孢菌（Cercospora zeina）和玉蜀黍尾孢菌（Cercospora zeae-maydis）生物学特性进行比较。结果表明：2种尾孢菌的生物学特性存在明显的差异,玉米尾孢菌的最适培养基是PDA、PSA和MEA,最适碳源为可溶性淀粉和麦芽糖,最适氮源为酵母膏、硝酸钾和牛肉膏,最适生长温度为20~25℃,分生孢子萌发最适温度为20~30℃,分生孢子萌发最适p H值为9~10;而玉蜀黍尾孢菌的最适培养基是PDA、PSA、Czapek和OA,最适碳源为果糖、甘露糖和麦芽糖,最适氮源为蛋白胨和牛肉膏,最适生长温度为20~25℃,分生孢子萌发最适温度为25~30℃,分生孢子萌发最适p H值为8-11。

玉米灰斑病菌菌丝生长的最适温度和pH值

应用SAS软件对玉米灰斑病菌菌落直径数据进行模拟。结果表明,模型y=x2a(c-x2)bEXP(dEXP(-ex1))能反映该病菌菌丝随时间和温度的变化情况,最佳模型为y=x21.2926(28.15-x2)0.1743EXP(-2.494 7EXP(-0.050 7x1));模型y=EXP(-(ax32+bx3+c))(dx1+e)能反映该病菌菌丝随时间和pH值的变化情况,最优模型为y=EXP(-0.012 3x32+0.143 3x3)(0.058 2x1+1.464 8);该病菌菌丝生长最适温度为24.81℃,最适pH值为5.82。pH值对菌丝生长的影响几乎是正态分布形式,而温度对菌丝生长的影响是偏态形式。

我国玉米灰斑病菌的种类及其分布调查

为了监测我国玉米灰斑病菌的种群及其分布,本研究于2016年-2019年从全国17省(直辖市)87地市(自治州)采集了1341份玉米灰斑病样本,分离病原菌进行形态学和分子生物学鉴定。共分离到菌株4186株,从中鉴定出玉蜀黍尾孢Cercospora zeae-maydis 3272株、玉米尾孢C.zeina 914株。结果表明,引起我国玉米灰斑病的病原菌有玉蜀黍尾孢C.zeae-maydis和玉米尾孢C.zeina两个种,而且这两个种在我国的分布有一定的地域性。黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、北京、天津、山东、山西和安徽地区的玉米灰斑病菌均为玉蜀黍尾孢;河南的西、南部和陕西的中、南部是玉蜀黍尾孢和玉米尾孢混合发生;湖北、四川和湖南虽然分离到了玉蜀黍尾孢和玉米尾孢两种菌,但以玉米尾孢为主;贵州和云南的玉米灰斑病菌均为玉米尾孢。