發(fā)布時(shí)間：2020-04-29 10:58

【摘要】：玉米莖腐病與玉米穗腐病同是玉米生產(chǎn)中的重要病害,在我國(guó)的各玉米生產(chǎn)區(qū)均有報(bào)道發(fā)生。隨著我國(guó)秸稈還田政策的推廣,秸稈中的病原菌在可土壤中存活,致病鐮孢菌在土壤中的含量增多,導(dǎo)致玉米莖腐病與穗腐病的發(fā)生逐年加重。玉米莖腐病可造成植株易倒伏及影響籽粒千粒重,造成產(chǎn)量損失;穗腐病不僅會(huì)降低玉米產(chǎn)量,其病原真菌產(chǎn)生的毒素會(huì)影響玉米品質(zhì),籽粒作為食物、飼料或加工產(chǎn)品被食用可威脅人畜的健康。玉米莖腐病與穗腐病均可由禾谷鐮孢菌(Fusarium graminearum)與輪枝鐮孢菌(Fusarium verticillioides)侵染引起,且兩種病害間的同種鐮孢菌可以進(jìn)行交互侵染。目前,對(duì)于這兩種鐮孢菌引起的莖腐病和穗腐病相互關(guān)系尚不明確。本文對(duì)玉米莖腐病與玉米穗腐病致病鐮孢菌禾谷鐮孢菌與輪枝鐮孢菌的親緣關(guān)系、致病性及侵染途徑進(jìn)行了系統(tǒng)研究,利用綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)化菌株接種玉米,并在玉米整個(gè)生長(zhǎng)期觀察分析轉(zhuǎn)化菌株的侵染情況,以明確這兩種病害間的同一鐮孢菌引起玉米莖腐病與穗腐病的關(guān)系。對(duì)綜合防控這兩種病害及抗病品種的選育提供依據(jù),具有重要意義。主要研究結(jié)果如下:1.我國(guó)東北地區(qū)玉米莖腐病與穗腐病致病鐮孢菌種群結(jié)構(gòu)及遺傳多樣性分析從東北地區(qū)遼寧省、吉林省、黑龍江省和內(nèi)蒙古省的42個(gè)市縣玉米產(chǎn)區(qū)采集病樣后,經(jīng)分離純化獲得295株鐮孢菌,在形態(tài)學(xué)鑒定基礎(chǔ)上,采用延長(zhǎng)因子EF-1α序列分子學(xué)鑒定,明確玉米莖腐病與穗腐病致病鐮孢菌共分為7個(gè)種:禾谷鐮孢菌(F.graminearum)、輪枝鐮孢菌(F.verticillioides)、膠孢鐮孢菌(F.subglutinans)、層出鐮孢菌(F.proliferatum)、木賊鐮孢菌(F.equisetu)、F.temperatu以及F.incarnatum。其中,玉米莖腐病的優(yōu)勢(shì)種為禾谷鐮孢菌,玉米穗腐病的優(yōu)勢(shì)種為輪枝鐮孢菌。利用ISSR技術(shù)研究?jī)煞N病害的同一種病原菌,結(jié)果顯示:ISSR分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)于禾谷鐮孢菌,其能夠在亞種水平將禾谷鐮孢菌復(fù)合種進(jìn)行區(qū)分,但不能劃分出來(lái)源于不同病害的同一種禾谷鐮孢菌;ISSR技術(shù)對(duì)于輪枝鐮孢菌分析,不能將兩種病害的輪枝鐮孢菌進(jìn)行區(qū)分。2.來(lái)源于玉米莖腐病與穗腐病的同一種鐮孢菌致病性存在異同玉米莖腐病苗期、成株期與穗腐病致病力測(cè)定三組試驗(yàn),不同病害的同一鐮孢菌對(duì)玉米致病性各有異同。莖腐病苗期試驗(yàn)中,分離自莖腐病的禾谷鐮孢菌致病力高于穗腐病禾谷鐮孢菌,兩個(gè)病害的輪枝鐮孢菌致病力差異不大;玉米莖腐病成株期試驗(yàn)中,分離自穗腐病的禾谷鐮孢菌致病力高于莖腐病的禾谷鐮孢菌,兩個(gè)病害的輪枝鐮孢菌致病力相近;穗腐病試驗(yàn)中,兩個(gè)病害的禾谷鐮孢菌致病力差異不大,而玉米穗腐病的輪枝鐮孢菌致病力略高于莖腐病的輪枝鐮孢菌。3.綠色熒光蛋白表達(dá)載體的構(gòu)建及其在鐮孢菌中的轉(zhuǎn)化利用無(wú)縫克隆技術(shù)構(gòu)建了含有綠色熒光蛋白的具有潮霉素抗性標(biāo)記載體。應(yīng)用CaCl_2-PEG介導(dǎo)、電轉(zhuǎn)化與農(nóng)桿菌介導(dǎo)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)玉米莖腐病病菌禾谷鐮孢菌與輪枝鐮孢菌及玉米穗腐病病菌禾谷鐮孢菌與輪枝鐮孢菌的綠色熒光蛋白基因標(biāo)記。轉(zhuǎn)化子在含有潮霉素B的抗性平板中經(jīng)五代培養(yǎng)均可以穩(wěn)定生長(zhǎng)并在藍(lán)光激發(fā)下發(fā)出熒光。4.野生型菌株與轉(zhuǎn)化子在生物學(xué)表型方面存在異同禾谷鐮孢菌在不同pH的PDA培養(yǎng)基中野生型菌株較轉(zhuǎn)化子生長(zhǎng)速率慢,但更易產(chǎn)生色素。輪枝鐮孢菌野生型菌株與其轉(zhuǎn)化子的生長(zhǎng)情況無(wú)明顯差異。分離自莖腐病與穗腐病的禾谷鐮孢菌野生型菌株產(chǎn)孢量均高于其轉(zhuǎn)化子,而輪枝鐮孢菌轉(zhuǎn)化子FV-C79的產(chǎn)孢量與野生型菌株差異不大,轉(zhuǎn)化子FV-D108的產(chǎn)孢量高于野生型菌株。在細(xì)胞壁降解酶活性存在異同,其中所有轉(zhuǎn)化子的纖維素酶活性與果膠酶均高于野生型菌株;禾谷鐮孢菌轉(zhuǎn)化子的聚甲基半乳糖醛酸酶活性高于野生型菌株,而輪枝鐮孢菌轉(zhuǎn)化子的聚甲基半乳糖醛酸酶活性略低于野生型菌株。野生型菌株與轉(zhuǎn)化子在在致病力方面無(wú)顯著性差異。5.綠色熒光蛋白標(biāo)記的鐮孢菌對(duì)玉米的侵染過(guò)程觀察通過(guò)在熒光顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn),接種后的6-12 h,分生孢子進(jìn)行萌發(fā)與生長(zhǎng),未侵入至種子內(nèi)部,24 h后,分生孢子基本已完全萌發(fā),48 h以后,菌絲形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。玉米種子初期萌發(fā)時(shí),菌絲產(chǎn)生特異組織將寄主表皮穿孔后,侵入到寄主內(nèi)部,而后在玉米體內(nèi)進(jìn)行定殖以及繼續(xù)擴(kuò)展。在整體侵染循環(huán)上,輪枝鐮孢菌可以由根部向上,擴(kuò)展至穗部,引發(fā)穗腐病病害,而由穗部分離的禾谷鐮孢菌同樣可以引起穗腐病,但由莖部分離的禾谷鐮孢菌則不能完全擴(kuò)展造成穗腐病的發(fā)生。將發(fā)病籽粒再分離純化獲得的菌株回接玉米種子,結(jié)果表明,在分離獲得的鐮孢菌仍能夠侵染造成發(fā)病,完成在玉米植株上一整圈的侵染模式。
【圖文】：

雙鴨山寶清 1 1 撫順清原 七臺(tái)河 7 9 沈陽(yáng) 齊齊哈爾 6 3 沈陽(yáng)法庫(kù) 大慶 6 6 沈陽(yáng)新民 哈爾濱 18 12 阜新 牡丹江 4 3 朝陽(yáng) 牡丹江寧安 6 5 錦州 白城 12 2 本溪 松原 3 6 營(yíng)口 長(zhǎng)春九臺(tái) 2 2 葫蘆島 吉林永吉 4 2 鞍山海城 梅河口 2 2 鞍山岫巖 四平 7 6 丹東 四平公主嶺 12 12 丹東鳳城 通化 2 2 大連 通遼 8 12 大連旅順 ggu 赤峰 16 3 大連莊河 鐵嶺 2 1 大連瓦房店 ing 鐵嶺昌圖 4 4 大連普蘭店

老熟菌落中心或形成黃色氣生菌絲區(qū)，菌絲體具有明顯分支與分隔；一般在PDA培養(yǎng)基上不產(chǎn)生分生孢子；在SNA培養(yǎng)基上不產(chǎn)生小型分生孢子，大型分生孢子鐮刀形，多具3-5個(gè)分隔，不產(chǎn)生厚垣孢子，單瓶梗產(chǎn)孢且產(chǎn)孢梗較短（圖2-2）。圖 2-2 禾谷鐮孢菌形態(tài)圖A. PDA 上菌落（正面）B. PDA 上菌落（背面）C. 大型分生孢子 D. 產(chǎn)孢細(xì)胞Fig. 2-2 Fusarium graminearum morphologic characteristicA. Colony on PDAB. Colony reverse on PDAC. Macroconidia D. Conidiogenous cells2.2.1.2 輪枝鐮孢菌（F. verticillioides）輪枝鐮孢在 PDA 培養(yǎng)基中菌落初期白色、粉色或淡紫色，后期顏色加深可呈深紫色，氣生菌絲羊毛氈狀初期白色、粉色至淡紫色，后期紫色顏色加深。單瓶梗產(chǎn)孢，具分枝或不分枝。多數(shù)菌株很少產(chǎn)生大型分生孢子，大多小型分生孢子串生于分生孢子梗的單瓶梗上，或聚集成孢子堆呈假頭狀。小型分生孢子短棍棒形，基部稍扁平，不產(chǎn)生厚垣孢子（圖 2-3）。圖 2-3 輪枝鐮孢菌形態(tài)圖A. PDA 上菌落（正面）B. PDA 上菌落（背面）C. 大型與小型分生孢子 D. 產(chǎn)孢細(xì)胞Fig. 2-3 Fusarium verticillioides morphologic characteristicA. Colony on PDAB. Colony reverse on PDAC. Macroconidia and Microconidia D. Conidiogenous cells2.2.1.3 膠孢鐮孢菌(F. subglutinans)膠孢鐮孢菌在 PDA 培養(yǎng)基中菌落初期白色至淡黃色，菌絲白色羊毛狀，后期菌落顏色加深至深黃色或紫色。無(wú)大型分生孢子，，小型分生孢子卵圓形，聚集在產(chǎn)孢細(xì)胞端部
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S435.131.4

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本文編號(hào)：2644502