【目的】建立和完善玉米种质抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定的方法,对遗传背景丰富的玉米种质资源进行腐霉茎腐病和镰孢茎腐病的抗性精准鉴定,筛选出对2种茎腐病具有稳定抗性的种质资源,为玉米抗病育种奠定基础。【方法】对2 004份具有广泛遗传背景的玉米种质进行多年多点的自然发病抗性鉴定,初步筛选出抗茎腐病或综合性状优良的代表性种质,用于人工接种鉴定;利用建立的茎基部注射接种法,对690份代表性玉米种质进行3年共6个环境的抗腐霉茎腐病和镰孢茎腐病精准鉴定。【结果】2016—2018年,在田间自然发病条件下,通过多年多点鉴定出508份种质对茎腐病表现出较稳定的抗性,高抗、抗病和中抗的材料分别为79、106和323份。建立和完善了玉米种质抗茎腐病精准鉴定的方法-茎基部注射接种法,利用该方法与土壤根埋接种鉴定的玉米对腐霉茎腐病抗性的相关系数(r)为0.87,镰孢茎腐病抗性的r值为0.84,表明2种接种方法的评价结果具有高度的相关性,但注射接种的玉米发病程度更充分。2018—2020年,在北京昌平、河南长葛和河南原阳,利用茎基部注射法对690份玉米种质进行了腐霉茎腐病抗性精准鉴定,表明各鉴定点的材料均发病充分,大部分表现感病或高感,仅有3.5%的种质表现出稳定抗性。6个环境条件下玉米对腐霉茎腐病抗性的相关系数为0.46—0.72,同一年度(2018、2019和2020年)2个鉴定点之间的r值分别为0.66、0.60和0.65;3个年度间种质综合抗性的相关系数为0.67、0.84和0.87,表明3年各点的鉴定结果具有较好的一致性。精准鉴定出24份对腐霉茎腐病具有稳定抗性的种质(冀资H676、辽2235、冀资14L88、冀资14L101、丹337、M02N-23、Y1747、HRB16232、T628358等)。在辽宁沈阳、吉林公主岭、吉林梨树3个鉴定点共6个环境条件下,对690份种质进行了抗镰孢茎腐病精准鉴定,其中,辽宁沈阳的种质发病充分,绝大部分材料表现为感病或高感,吉林梨树和公主岭的材料发病明显偏轻。6个环境下玉米种质抗性的相关系数为0.00—0.76,2018、2019和2020年2个鉴定点之间的r为0.12、0.04和0.05,表明同一年度2个点的鉴定结果差异大;3个年度间镰孢茎腐病综合抗性的r值为0.40、0.74和0.72,显示年度间综合抗性较为一致。共鉴定出5份种质(冀资C32、辽785、辽2235、吉资1034和16SD088)对镰孢茎腐病具有稳定抗性。690份种质对2种茎腐病抗性的r值为0.44,表明其对2种茎腐病的抗性存在中等水平的相关性。【结论】明确了2 004份玉米种质在田间自然发病条件下对茎腐病的抗性水平;建立了玉米抗茎腐病精准鉴定的新方法-茎基部注射接种法;精准鉴定了690份玉米种质对腐霉茎腐病和镰孢茎腐病的抗性,筛选出具有稳定抗性的种质各24和5份,是开展玉米抗茎腐病育种或品种抗性改良的重要抗源。

【目的】玉米茎腐病是我国玉米主产区普遍发生的重要病害之一，自然条件下，玉米茎腐病多由多种病原菌共同侵染造成。筛选抗禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）和拟轮枝镰孢菌（Fusarium verticillioides）复合侵染的优异玉米种质，鉴定与复合病原引起的茎腐病抗性相关数量性状核苷酸（quantitative trait nucleotide,QTN），挖掘抗性候选基因，为玉米抗复合病原抗性分子育种提供基因资源和理论借鉴。【方法】以一个玉米自然群体为试验材料，接种F. graminearum和F. verticillioides复合病原菌，鉴定茎腐病表型；利用全基因组关联分析，筛选显著抗性SNP位点，预测抗病候选基因。【结果】通过田间和室内2个环境下接种复合病原后的茎腐病表型鉴定试验，发现不同来源和亚群的自交系对复合病原侵染的表型差异显著。田间表型鉴定结果表明，收集于中国的自交系普遍抗性较高，而美国的自交系普遍感病性较高；热带及亚热带亚群的自交系抗性较高，混合型亚群的自交系感病性较高。室内表型鉴定结果表明，收集于美国的自交系材料抗性较高，国际玉米小麦改良中心的自交系材料感病性高；硬秆亚群的玉米种质表现较高抗性，混合型亚群的种质表现较高感病性。于田间和室内2个环境下分别筛选出29份和16份对复合病原侵染具有较高抗性水平的种质，2个环境共同筛选到6份抗病种质。基于田间表型GWAS分析，鉴定到18个与复合病原茎腐病抗性显著相关的QTN，挖掘出93个抗病候选基因；有4个基因表现出单倍型变异，且接种后基因表达水平在抗病材料中呈上调趋势。【结论】利用遗传背景丰富的玉米自然群体，在2个环境中共同鉴定出6份玉米镰孢菌复合病原茎腐病抗性材料，可作为潜在的玉米抗茎腐病育种种质资源；挖掘出4个可能参与复合病原菌抗性的候选基因，为玉米镰孢菌复合病原茎腐病抗性育种提供基因资源。

对河北省玉米茎腐病优势种禾谷镰刀菌、串珠镰刀菌和腐霉菌进行了接种技术和玉米品种抗病性的研究。结果表明,三种病原菌单独接种或复合菌接种都能使玉米产生典型茎腐病株;复合菌株接种的致病率接近或高于单菌株致病率的平均值;播种前和6～8叶期接种较常规撒粉期接种发病率高;应用于玉米品系的抗病性鉴定,可以筛选出兼抗三种病原菌的玉米杂交种和自交

本研究对甘肃省玉米茎腐病症状进行了描述,并对病原菌进行了鉴定和生物学特性测定。结果表明,玉米茎腐病发生后导致受害植株黄化,病斑内部坏死或腐烂。病原菌大型分生孢子无色,呈镰刀形,3~5隔,大小为(4.54~11.74)μm×(1.96~4.27)μm;小型分生孢子卵圆形或椭圆形,单胞,大小为(1.25~5.50)μm×(1.25~3.75)μm;菌丝有隔,无色;病原菌ITS基因序列与藤仓镰孢霉菌(Fusarium fujikuroi)(KJ000440.1)的同源性达99%,结合形态学特征,将其鉴定为藤仓镰孢霉菌;该病原菌生长及其孢子萌发的最适温度为25℃;菌丝最适生长pH为8;碳源中菌丝生长以D-半乳糖最好,L-山梨糖最差,孢子萌发以L-山梨糖最好,葡萄糖最差;氮源中菌丝生长以氯化铵最好,碳酸铵最差,孢子萌发以干酪素最好,牛肉膏最差;相对湿度低于90%孢子不萌发。该研究结果为玉米茎腐病的诊断和综合防治提供了依据。

采用田间人工土壤埋接法,测定了18份玉米新组合对禾谷镰孢菌茎腐病的抗性。结果表明,玉米组合接种禾谷镰孢菌后,都有不同程度的茎腐病发生。经鉴定,抗性组合为2个,占鉴定组合总数的11.1%;中抗组合为4个,占22.2%;感病组合为2个,占11.1%;高感组合为10个,占55.6%,其中B36和B38的田间发病率为8.3%,对茎腐病达到抗性水平。分析比较各个组合未接种和接种的产量,B36和B38组合未接种时的产量分别为8 691.0和8 362.5 kg/hm2,接种后的产量分别为6 760.5和7 012.5 kg/hm2,是较好的抗茎腐病高产、稳产组合。

采用电钻打孔法接种禾谷镰孢菌,测定22个玉米新杂交组合对禾谷镰孢菌茎基腐病的抗性。结果表明:玉米新组合中,有6个表现为抗性1级,15个表现为抗性2级,1个表现为感病;玉米杂交组合接种禾谷镰孢菌后,大部分组合的穗重、粒重下降,部分组合秃尖长度增大,行粒数减少,对出籽率、穗长、穗行数的影响较小;2个玉米组合的抗病补偿能力较强,其中2×372组合未接种的穗重和粒重分别为186.8g和165.5g,接种后穗重和粒重减少8.7 g和8 g,15H037×1090组合2次接种的穗重、粒重平均值分别达172.9 g和153.7g,比未接种的穗重和粒重增加12.3 g和9.3 g,2个玉米组合的产量超过对照郑单958,具有较高的应用潜力。

【目的】在我国西南玉米产区,轮枝镰孢菌穗腐病是一种常发性病害,对其最为经济有效的防治方法是选育抗性品种。【方法】本研究对114份引进的国外自交系,采用田间人工接种的方式,进行穗腐病抗性评价。【结果】表现为高抗的自交系仅1份,占0.9%,为CML490;抗性材料(R)23份,占20.2%;中抗材料(MR)49份,占43.0%;感病材料(S)28份,占24.6%;高感材料(HS)13份,占11.4%。【结论】供试材料中,中抗以上的种质资源占68.5%,说明国外引进的玉米自交系材料中存在丰富的抗源,可加大引进力

【目的】为了明确不同镰孢菌对玉米茎腐病、鞘腐病和穗腐病的致病性。【方法】采用土壤接菌、穿刺接菌和孢子悬浮液接菌的方法。【结果】证明层出镰孢菌(Fusarium proliferatum)、轮枝镰孢菌(F.verticillioides)可引起玉米茎腐病,禾谷镰孢菌(F.graminearum)可引起穗腐病、鞘腐病,而尖孢镰孢菌(F.oxysporum)则通过复合侵染引起病害。【结论】将各类镰孢菌分别接种不同生育期的玉米植株,观察株高、病斑大小、玉米发育程度和籽粒的形成情况,研究各镰孢菌菌株对玉米植株的影响

为明确海南地区南繁基地玉米茎腐病的病原,从玉米发病组织中分离病原菌,并进行了纯化培养、革兰氏染色、病原菌回接等试验,得到了2株对玉米有较强致病力的菌株,分别命名为JF02与JF04.随后通过PCR反应扩增了所分离的玉米茎腐病病原菌JF02与JF04的16SrRNA序列,并测序,序列分析表明,所分离的玉米茎腐病病原菌序列相同,属同一病原菌,且为狄克氏菌.该病原菌的分离和鉴定为玉米细菌性茎腐病的防治和抗性品种选育提供了一定的理论参考.

【目的】玉米穗腐病是一种在全世界广泛发生且危害严重的真菌性病害,其中,拟轮枝镰孢引起的穗腐病(Fusarium ear rot,FER)在中国发生最为普遍。通过图像分析方法进行FER抗病QTL定位,并对前期通过病害评级方法定位的FER抗病QTL进行验证,探索一种新的玉米穗腐病的病害鉴定方法,为玉米穗腐病的遗传改良提供依据。【方法】利用高感FER的自交系(ZW18)分别与3个高抗自交系(承351、丹598和吉V203)构建F_2群体(F_2-C、F_2-D和F_2-J)和相应的F_2﹕3家系,通过图像分析的方法获得每个F_2﹕3家系的果穗病斑百分比,进而定位玉米FER抗病QTL。【结果】3个群体共定位到18个FER抗病QTL,其中,分别位于2.02—2.03 bins、4.06—4.07 bins和8.06 bin上的3个QTL(qRf2、qRf3和qRf4)可解释的表型变异率分别高达21.80%、25.80%和27.40%。F_2-J群体的qRf11与F_2-C群体的qRf1和F_2-D群体的qRf6在第1染色体均有重叠区间,可解释的表型变异率达到16.50%。来自F_2-D群体的qRf9与F_2-J群体的qRf16在第8染色体8.05 bin有重叠区间,且抗性基因均来源于抗性亲本。F_2-C群体的qRf3与F_2-J群体的qRf15在第4染色体4.06—4.07 bins有重叠区间。另外,与之前通过病害评级方法定位的结果相比,qRf1、qRf6和qRf11在1.06—1.07 bins与评级方法定位的抗病位点qRfer13重合,qRf3和qRf15在4.06—4.07 bins与评级方法定位的抗病位点qRfer3和qRfer17重叠,qRf7与qRfer6在2.04 bin的定位区间完全重合,qRf17与qRfer20在S2重复中定位到9.03—9.05 bins的重叠区间,且来源于相同的抗源。【结论】定位到18个FER抗性位点,其中,位于1.04—1.07 bins、4.06—4.07 bins和8.05 bin上的抗病位点在不同群体中均可以被检测到,位于2.04 bin和9.03—9.05 bins上的抗病位点用不同的检测方法可以被检测到,表明在这些区间可能存在FER的抗性位点。QTL的定位区间在不同群体中的重叠性在一定程度上验证了定位区间的真实性,不同方法之间定位到重叠区间,说明利用图像分析方法定位FER抗病QTL具有一定的准确性。

【目的】从细胞水平探讨钾素营养提高玉米茎腐病抗性的机制。【方法】采用扫描电镜和透射电镜分别观察施钾后玉米茎髓组织和接菌后施钾与不施钾幼根根尖细胞超微结构的变化。【结果】缺钾处理的玉米茎髓薄壁细胞,结构不规则,长边较长。而不缺钾处理茎髓细胞结构规则,呈长方形,整齐排列。缺钾导致维管束间的薄壁细胞破裂,致使茎髓中维管束间失去连接细胞,支撑能力变差。另外,施钾有利于寄主幼根表皮细胞排列紧密而整齐,细胞壁增厚,有效阻碍病原菌的入侵。而且施钾处理细胞中拥有丰富的高尔基体,可以产生大量分泌物将菌丝降解。钾素还有利于菌丝入侵部位乳突的形成及高电子致密物的积累,以阻止菌丝的扩展。【结论】钾素能通过稳定细胞结构...

采用田间人工土壤埋接法,测定了安徽59个玉米新杂交组合对禾谷镰孢菌茎腐病的抗性。结果表明:59个玉米组合中,有11个组合表现为高抗(HR),23个组合表现为抗(R),18个组合表现为中抗(MR),1个组合表现为感病(S),6个组合表现为高感(HS);玉米杂交组合接种禾谷镰孢菌后,其穗重、粒重和出籽率均降低。分析玉米组合的抗病性和穗重、粒重,认为抗(R)组合245×249的利用价值较高。

【目的】阐明氯化钾(KCl)对玉米木质素代谢的影响,探讨和揭示KCl对提高玉米茎腐病抗性的机制。【方法】通过田间试验与室内分析相结合,研究了KCl对玉米不同抗性品种在接种禾谷镰刀菌(Fursarium graminearum)前后茎基部髓组织木质素含量的影响以及相关酶活性的变化。【结果】抗病品种吉单180茎基部髓组织原生木质素含量低于感病品种吉单327,但诱导木质素高于感病品种;而施用KCl则可降低原生木质素含量,增加诱导木质素含量。抗病品种茎基部髓组织苯丙氨酸解氨酶(PAL)和酪氨酸解氨酶(TAL)活性高峰出现时间均早于感病品种。虽然KCl降低了接种前玉米茎基部PAL、TAL和过氧化物酶(P...

于1986～1991年对玉米茎腐病病原菌及栽培措施与发病关系进行了研究.结果指出,河北省玉米茎腐病系多种病原菌侵染所致,其中串珠镰刀菌、禾谷镰刀菌和腐霉菌是优势病原菌.单独或复合侵染为害.玉米品种之间抗病性差异显著,在6～8叶期接种比常规的撒粉期接种效果好.播期、前茬对本病发生轻重亦有明显影响.防治此病采用抗病品种、栽培技术等为主的综合措施效果最佳.

　对抗病玉米品种陕单931和感病玉米品种西农11号在抽雄初期接种禾谷镰刀菌孢子悬浮液,于接种后测定茎秆髓部组织内苯丙烷类次生代谢物木质素和绿原酸的变化。结果表明,玉米植株原生木质素与玉米对茎腐病的抗性无关,仅诱导产生的木质素在玉米的抗病性中起作用。并证实玉米植株受到镰刀菌侵染后可产生对镰刀菌有抑制作用的物质。