小麦-玉米轮作模式下两种作物茎基腐病的病原鉴定

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。

目录

声明

符号说明

1前言

1.1 小麦茎基腐病的研究概况

1.1.1 小麦茎基腐病的发生与病原鉴定

1.1.2 小麦茎基腐病的发病特点

1.1.3 小麦茎基腐病的病害循环

1.1.4 小麦茎基腐病的防治

1.2 玉米茎基腐病的研究概况

1.2.1 玉米茎基腐病的发生与病原鉴定

1.2.2 玉米茎基腐病的发病特点

1.2.3 玉米茎基腐病的致病机制

1.2.4 玉米茎基腐病的病害循环

1.2.5 玉米茎基腐病的发病条件

1.2.6 玉米茎基腐病的病害控制

1.3 病原真菌的分类鉴

1.3.1 形态学分类

1.3.2 化学分类

1.3.3 分子系统学分类

1.3.4 镰孢菌的分类鉴定

1.4 本研究的目的与意义

2材料方法

2.1 小麦、玉米茎基腐病病原菌的分离纯化

2.1.1 样本的采集

2.1.2 供试试剂及培养基的配制

2.1.3 菌株的分离与纯化

2.2 小麦、玉米茎基腐病病原菌的鉴定

2.2.1 供试材料

2.2.2 供试试剂的配制

2.2.3使用仪器

2.2.4 试验方法

2.3 病原菌的致病性测定

2.3.1 对小麦苗期植株的致病性测定

2.3.2 对小麦穗部的致病性测定

2.3.3 对玉米苗期植株的致病性测定

2.4 病原菌有性态的诱导

2.4.1 试验材料

2.4.2 实验试剂的配制

2.4.3 试验方法

2.5 病原菌的温度适应性测定

2.5.3 数据计算

3结果与分析

3.1 小麦茎基腐病病原的鉴定分析

3.1.1 病菌的分离纯化

3.1.2 病菌的分子生物学鉴定

3.1.3 病原菌的形态特征

3.2 玉米茎基腐病病原的鉴定分析

3.2.1 病菌的分离纯化

3.2.2 病原菌的分子生物学鉴定

3.2.3 病原菌的形态特征

3.3寄主不同的病原菌的系统发育比较

3.4 病原菌的致病性及温度适应性测定

3.4.1 不同病原菌的致病性测定

3.4.2 病原菌的温度适应性

3.5 病原菌有性态的诱导

4讨论

4.1 小麦、玉米茎基腐病病原的鉴定

4.2 不同病原菌对小麦、玉米苗期植株的致病性测定

4.3 不同病原菌的温度适应性测定

4.4 不同病原菌对小麦穗部的致病力测定及其有性态的诱导

5结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表论文情况