小麦—玉米轮作模式下两种作物茎基腐病的病原鉴定

发布时间：2020-05-17 00:14

【摘要】：山东是典型的小麦-玉米一年两熟制的种植模式。近年来,小麦茎基腐病及玉米茎基腐病均呈现加重趋势。秸秆还田是我国推广程度较高的一项农业措施,尤其是在小麦-玉米轮作地块中,前茬作物秸秆还田可以补充土壤有机质,提高作物产量,但与此同时也存在安全隐患。发病的玉米秸、麦秸的还田是否会加重某些土传病害的发生,也一直是栽培学者和病理学者关注的问题。为了探究小麦、玉米茎基腐病发病植株秸秆还田是否会加重彼此茎基腐病的发生,本研究自山东省选择有代表性的地区采集小麦、玉米茎基腐病发病植株进行组织分离,对分离到的菌株进行形态学和分子生物学鉴定,并从致病性、有性态的产生及温度适应性三个方面比较不同种病原菌的差异,期望从病原学的角度出发,科学指导小麦、玉米秸秆的合理还田。主要研究结果如下:1.自山东省济南、泰安、德州、潍坊、烟台、聊城、菏泽、临沂等8个地区共采集200余份小麦茎基腐病发病样本,分离获得的224个菌株,从中选取190个代表性菌株,对其EF-1α序列进行分析,鉴定其所属类群。结果表明送测菌株分属假禾谷镰孢菌(Fusarium pseudograminearum)、禾谷镰孢菌(F.graminearum)、轮枝镰孢菌(F.verticillioides)和层出镰孢菌(F.proliferatum),其中假禾谷镰孢菌占送测菌株的74.7%,是山东省小麦茎基腐病的优势类群。2.自山东省德州、泰安和聊城三地采集玉米茎基腐病样本100余份,分离获得203个菌株,从中选取189个代表性菌株,对其EF-1α序列进行分析,鉴定其所属类群。结果表明,送测菌株分属轮枝镰孢菌、层出镰孢菌、禾谷镰孢菌及尖孢镰孢菌(F.oxysporum)。轮枝镰孢菌占鉴定菌株的55%,是山东省玉米茎基腐病的优势类群。3.从病原菌的鉴定结果来看,两种作物的茎基腐病菌分属镰孢菌的5个种,即假禾谷镰孢菌、禾谷镰孢菌、轮枝镰孢菌、层出镰孢菌及尖孢镰孢菌。假禾谷镰孢菌只在小麦茎基腐病发病样本中分离得到,在玉米茎基腐病发病样本中未分离得到。禾谷镰孢菌、轮枝镰孢菌、层出镰孢菌在两种寄主的茎基腐病样本中均有分离,但所占比例存在差异。4.对分离自两种作物茎基腐病的5种镰孢菌进行致病性测定,结果表明,假禾谷镰孢菌对小麦苗期植株和小麦穗部的致病力最高,病情指数分别为100和84.3,大部分镰孢菌对小麦植株的致病力有显著差异,但对小麦穗部及玉米植株的致病力没有明显差异,假禾谷镰孢菌未能成功侵染玉米植株。寄主来源不同的禾谷镰孢菌、轮枝镰孢菌和层出镰孢菌对小麦植株、穗部及玉米植株的致病性无明显差异。5.人工诱导5种镰孢菌的有性态试验结果显示,假禾谷镰孢菌不能产生子囊壳,其余4种镰孢菌均能产生子囊壳,但禾谷镰孢菌子囊壳产生的数量更多。6.不同病原菌对温度的适应性不同,假禾谷镰孢菌与禾谷镰孢菌在35℃时几乎停止生长;轮枝镰孢菌、层出镰孢菌和尖孢镰孢菌温度适应范围广,在5℃~35℃范围内均可生长。综合以上研究结果,小麦茎基腐病的优势致病菌为假禾谷镰孢菌,玉米茎基腐病的优势致病菌为轮枝镰孢菌,两种作物茎基腐病的优势病原菌并不相同,且假禾谷镰孢菌未能成功侵染玉米植株。田间发病秸秆还田不会明显加重下茬作物茎基腐病的发生,尤其是由假禾谷镰孢菌引起的小麦茎基腐病的小麦秸秆还田,不会直接导致玉米茎基腐的发生。但自两种作物茎基腐病样本中又都可以分离到禾谷镰孢菌,禾谷镰孢菌不仅能引起两种作物的茎基腐病,同时也是小麦赤霉病菌的优势致病菌,从此层面看,小麦赤霉病的发生与茎基腐病发病秸秆还田存在一定的联系。
【图文】：

镰孢菌,条带

镰孢菌EF-1α扩增条带Fig.2.1TheamplificationresultsofEF-1αofFusariumspp.

菌落形态,镰孢菌,菌落形态,分生孢子

图 3.2 四种镰孢菌的菌落形态、分生孢子和分生孢子梗Fig. 3.2 Colony morphology、conidium and conidiophore of four Fusarium spp.*A，E 为假禾谷镰孢菌菌落形态及分生孢子、分生孢子梗；B，F 为禾谷镰孢菌菌落形态及分生孢子、分生孢子梗C，，G 为轮枝镰孢菌菌落形态及分生孢子、分生孢子梗；D，H 为层出镰孢菌菌落形态及分生孢子、分生孢子梗。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.121;S435.131

【参考文献】