黄淮海夏玉米穗腐病病原多样性分析及玉米新品种抗病性鉴定

发布时间：2020-05-16 05:18

【摘要】：玉米穗腐病是一种发生在玉米穗部的世界性病害。该病害在黄淮海夏玉米区发生普遍,并呈现出逐年蔓延和加重的趋势,严重威胁我国玉米生产。本研究分别于2016年9月和2017年9月从黄淮海夏玉米区的河南、河北中南部、安徽北部、江苏北部和山东中西部5省进行采样,通过组织分离纯化、形态学和分子生物学鉴定,明确了黄淮海夏玉米区玉米穗腐病的病原菌种类及优势种。运用URP-PCR技术分析了黄淮海夏玉米区优势病原菌拟轮枝镰孢(Fusarium.verticilliorde)、层出镰孢(Fusarium.proliferatum)以及禾谷镰孢(Fusarium.graminearum)的遗传多样性,对分离自不同地区的优势病原菌代表性菌株的致病性进行了测定,明确了本地区优势病原菌的遗传多样性水平及致病力分化情况,并筛选出了一些抗病种质资源。主要研究结果如下:1.黄淮海夏玉米区玉米穗腐病的主要病原菌为多种镰孢菌,包括拟轮枝镰孢镰孢(F.verticilliorde)、层出镰孢(F.proliferatum)、禾谷镰孢(F.graminearum)、木贼镰孢(F.equiseti)、尖孢镰孢(F.oxysporum)和藤仓镰孢(F.fujikuroi),其优势病原菌为拟轮枝镰孢(F.verticilliorde)、层出镰孢(F.proliferatum)和禾谷镰孢(F.graminearum)。拟轮枝镰孢(F.verticilliorde)的平均分离频率最高,高达48.71%;层出镰孢(F.proliferatum)的平均分离频率仅次于拟轮枝镰孢(F.verticilliorde),为24.14%;禾谷镰孢(F.graminearum)的平均分离频率为17.24%,居第三位。木贼镰孢、尖孢镰孢、藤仓镰孢的分离频率较低,分别为2.30%、2.44%和0.72%。非镰孢病原菌分离频率为4.45%,主要包括木霉属(主要为绿色木霉T.viride、哈茨木霉T.harzianum)、曲霉属(主要为黄曲霉菌A.flavus、黑曲霉A.niger)青霉属(灰绿青霉P.glaucum)、链格孢属(链格孢Alternaria alternate)等属的病原菌。优势病原菌拟轮枝镰孢在河南南部地区的分离频率最高,达到56.96%,在河北中南部分离频率最低,为41.18%,其余地区分离频率介于这两者之间。2.利用筛选出的URP引物对来自黄淮海夏玉米不同地区的拟轮枝枝镰孢(F.verticilliorde)、层出镰孢(F.proliferatum)和禾谷镰孢(F.graminearum)进行扩增,并用POPGENE、NTSYS等软件进行处理,分析其遗传多样性。拟轮枝镰孢遗传多样性分析结果表明:河南北部和河南中部地区拟轮枝镰孢种群之间亲缘关系最近,江苏北部地区和河北中南部地区拟轮枝镰孢种群之间亲缘关系最远。采用NTSYS软件进行聚类分析,来自9个不同地理群体的拟轮枝镰孢被划分成三大类群,第1类群包括三个种群,即山东中西部、安徽北部、江苏北部种群;第2类群包括五个种群,即河南北部、河南中部、河南东部、河南西部和河南南部种群;河北中南部种群单独成为第3类群。层出镰孢遗传多样性分析结果表明:河南和河北中南部层出镰孢种群之间亲缘关系最近;江苏北部和河北中南部层出镰孢种群之间亲缘关系最远。对5个不同的地理来源的层出镰孢种群进行聚类分析,5个不同地理群体被划分成两个类群,第1类群包括四个种群,即河北中南部、河南、山东中西部、安徽北部种群;江苏北部种群单独成为第2类群。禾谷镰孢遗传多样性分析结果表明:河南和山东中西部禾谷镰孢种群之间亲缘关系最近。河南和江苏北部种群之间亲缘关系最远。对5个不同地理群体进行聚类分析,5个地理群体被分为两大类群,第1类群包括4个种群,即河南、河北中南部、山东中西部、安徽北部种群,江苏北部种群单独成为第2类群。3.采用花丝通道孢子悬浮液接种法对73株来自黄淮海夏玉米不同产区的玉米穗腐病3种优势病原菌拟轮枝镰孢、层出镰孢和禾谷镰孢进行了致病力测定。试验结果表明:拟轮枝镰孢、层出镰孢和禾谷镰孢所有测试菌株对玉米果穗均有一定的致病力,平均发病率分别为78.97%、76.94%、82.32%,平均病情指数分别为46.74、46.33、51.21,以禾谷镰孢致病力最强。种类相同但地理来源不同的菌株,其致病力也存在着差异。如来自新乡的拟轮枝镰孢菌株YY1-4和YY1-5,其平均病情指数分别为17.04和66.74;来自安阳的层出镰孢菌株HX13-6-1和NH14-1-5,其病情指数分别为33.09和62.96;来自淮北的禾谷镰孢菌株DJ26-1和DJ26-1-2,其病情指数分别为36.85和77.89。病情指数最高的菌株为来自淮北的禾谷镰孢DJ26-1-2,为77.89,发病率为100%;病情指数最低的菌株为来自枣庄的层出镰孢XC22-3-2,为16.36,发病率为73.33%。菌株致病力与其地理来源之间无明显相关性。4.采用田间人工接种法对不同育种单位选育的314个玉米新品种抗穗腐病性进行了鉴定。结果表明:314个供试品种中,锦绣26、锦绣、农禾668、YD685等48个品种表现高抗(HR),占鉴定品种的15.29%;敦玉107、豫单726、洛玉612、大众313等154个品种表现为抗病(R),占鉴定品种的49.04%;锦玉88、硕育168、硕育169、宝景711等64个品种表现中抗(MR),占鉴定品种的20.38%;其中有宝景712、商都368、航星188等33个品种表现感病(S),占鉴定品种的10.51%;郑品玉476、金诚316、金诚35、豫单931等15个品种表现高感(HS),占鉴定品种的4.78%。
【图文】：

镰孢菌,孢子形态,镰孢,形态

米穗腐病病原菌的分离鉴定结果穗腐病主要镰孢菌种类的形态鉴定结果从黄淮海夏玉米区采集玉米穗穗腐病样品，并用组织分是多种镰孢菌，还分离到了木霉属 Trichoderma spp.、icillum spp.、链格孢属 Alternaria spp.等病菌，但这几种多，也不是本试验主要研究的对象，因此，本文不再进离到的镰孢菌主要有拟轮枝镰孢（F. verticillioides）禾谷镰孢（F. graminearum）、木贼镰孢（F. equiseti）仓镰孢（F. fujikuroi）等。三种分离频率最高的病原镰孢如下：镰孢（F. verticillioides）：

照片,镰孢,孢子形态,菌落

图 4-2 层出镰孢的菌落和孢子形态特征rphological and macroconidia characteristics of F. p的正面和背面照片；2 为 CLA培养基上大型分生基上小型分生孢子d of PDA medium; 3: macroconidium in CLA meditum）：PDA 培养基上，25℃无光照条件培养时间的增长，逐渐变为粉紫色、紫色，菌丝呈绳索状。在 CLA 培养基上一般薄，，足细胞不明显，通常为 3-5 个隔膜，丝之中，不产生厚垣孢子。minearum）
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.131

【参考文献】