【目的】明确玉米蚜虫危害与玉米穗腐病发生及籽粒中真菌毒素污染水平的关系，为建立完善的玉米穗腐病综合防治体系及探寻主要镰孢菌毒素的有效控制技术提供参考。【方法】通过组织分离和分子生物学方法对2021年在吉林省46个市（县）采集的105份蚜虫危害的玉米果穗上的蚜虫、苞叶和籽粒进行病原菌的分离鉴定，统计蚜虫、苞叶和籽粒分离获得镰孢菌的种类和数量，分别计算不同镰孢菌在每种样品上的分离频率，以及不同样品组合分离相同镰孢菌数量在蚜虫危害样品中的占比，分析病原菌在吉林省不同区域的分布情况及蚜虫、苞叶和籽粒携带镰孢菌种类的相关性；利用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）检测无蚜虫危害籽粒和蚜虫危害籽粒中镰孢菌毒素的种类和含量，统计伏马毒素（fumonisin,FB）、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol,DON）和玉米赤霉烯酮（zearalenone,ZEA）超标样品的检出率，分析蚜虫危害对病原菌在籽粒中分泌毒素的影响。【结果】对105个蚜虫危害果穗进行镰孢菌检测，发现蚜虫带菌率为57.14%，苞叶和籽粒带菌率分别为81.90%和82.86%。经过单孢分离纯化共获得1 394株镰孢菌，共16个致病镰孢种，其中在蚜虫、苞叶和籽粒上分离到镰孢种数量分别为8、13和12个。蚜虫、苞叶和籽粒上分离到的优势镰孢均为拟轮枝镰孢（Fusarium verticillioides）和层出镰孢（F. proliferatum）。新知镰孢（F. andiyazi）、变红镰孢（F. incarnatum）和温带镰孢（F.temperatum）在吉林省玉米籽粒上首次检出。蚜虫危害玉米果穗的毒素检出率均高于无蚜虫危害玉米果穗，出现毒素含量超标的玉米样品均为有蚜虫聚集危害的果穗。在检出毒素的果穗上绝大多数能检测到产生相应毒素的菌株。【结论】蚜虫、苞叶和籽粒上分离到的优势镰孢菌均为拟轮枝镰孢和层出镰孢；同一果穗上蚜虫、苞叶和籽粒分离到的主要镰孢菌种类一致；蚜虫危害显著增加了玉米籽粒毒素的积累，且毒素类型与检出镰孢菌种类高度相关。

【背景】拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)引起的穗腐病严重影响玉米产量和品质,其产生的伏马毒素威胁食品安全。亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)和桃蛀螟(Conogethes punctiferalis)等穗期害虫危害可导致玉米严重减产,并加重玉米穗腐病的发生。【目的】评估2种杀虫剂(甲维盐和氯虫苯甲酰胺)、3种杀菌剂(氰烯菌酯、戊唑醇和苯醚甲环唑)对玉米穗期病虫害的防治效果以及对玉米产量和籽粒中伏马毒素含量的影响;明确施用杀虫剂后接菌对穗腐病发病的影响,探究防治玉米穗期病虫害的有效方案,为玉米安全生产提供技术支撑。【方法】以郑单958为供试玉米,在2019年春、夏两季于河北廊坊进行田间试验。玉米大量吐丝后5 d和20 d两次施药,接菌处理于吐丝后7 d进行。在玉米完熟期调查虫害级别、穗腐病发病率和病情指数、果穗穗长、行粒数、穗重和百粒重,计算防治效果和增产情况,并用高效液相色谱-串联质谱法分析籽粒中伏马毒素B1、B2的含量。【结果】与对照相比,施用甲维盐和氯虫苯甲酰胺均可显著降低平均虫害级别、穗腐病发病率、病情指数、伏马毒素含量。与单独施用杀虫剂相比,施用杀虫剂与杀菌剂的混剂未显著降低平均虫害级别、穗腐病发病率、病情指数、伏马毒素含量,也未显著提高产量和对上述病虫害的防治效果。与仅接菌的处理相比,施用氯虫苯甲酰胺后接菌处理在穗腐病发病率、病情指数和伏马毒素含量方面均显著下降。在春玉米和夏玉米试验中,25 g·hm~(-2)氯虫苯甲酰胺及其与杀菌剂的混剂对穗部螟虫的防治效果分别达82.1%—92.7%、94.2%—95.0%,而30 g·hm~(-2)甲维盐及其与杀菌剂的混剂对穗部螟虫的防治效果显著低于25 g·hm~(-2)氯虫苯甲酰胺,仅为57.8%—78.0%、83.1%—89.9%。2种杀虫剂对穗腐病的防治效果无显著差异,春玉米防治效果均>60%,夏玉米防治效果均>88%。对于产量而言,各处理均对果穗穗长和行粒数无显著影响,药剂处理后的果穗穗重均显著高于对照,且各处理间无显著差异。施用杀虫剂后接菌对产量无显著影响。分别施用2种杀虫剂单剂或其与杀菌剂的混剂后,春玉米可增产5.49%—13.49%,夏玉米可增产9.20%—13.95%,玉米籽粒中伏马毒素含量均低于500μg·kg~(-1),而对照玉米中伏马毒素含量达2 817μg·kg~(-1)。喷雾接菌处理的玉米中伏马毒素含量高达8 710μg·kg~(-1),而接菌前施用杀虫剂可将伏马毒素含量降至1 500μg·kg-1以下。【结论】施用25 g·hm~(-2)氯虫苯甲酰胺和30 g·hm~(-2)甲维盐均可通过显著降低玉米蛀穗害虫的危害,从而减轻穗腐病的发生并降低籽粒中伏马毒素含量,提高玉米产量和品质,而杀虫剂/杀菌剂混用与杀虫剂单用对虫害防控效果差异不显著;穗期害虫对果穗的伤害在穗腐病的发生过程中起决定性作用。综合各方面因素,25 g·hm~(-2)的氯虫苯甲酰胺是防治穗期玉米害虫、减轻穗腐病较为理想的药剂。

【目的】明确广西玉米穗腐病致病镰孢的种群构成及毒素化学型,为玉米穗腐病的综合防治、品种的合理布局和抗病育种提供重要指导和理论依据。【方法】从广西玉米主产区采集玉米穗腐病样本,经组织分离和单孢纯化共获得138个镰孢菌分离物,分别来自21个县(区)。利用形态学和分子生物学相结合的方法进行镰孢菌种的鉴定,构建TEF-1α系统发育树,利用产毒基因特异性引物进行毒素化学型检测。【结果】在138个镰孢菌分离物中,鉴定出10种镰孢菌,包括拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)、层出镰孢(F. proliferatum)、九州镰孢(F. kyushuense)、南方镰孢(F. meridionale)、甘蔗镰孢(F. sacchari)、藤仓镰孢(F. fujikuroi)、亚洲镰孢(F. asiaticum)、轮纹镰孢(F. concentricum)、变红镰孢(F. incarnatum)和禾谷镰孢(F. graminearum),分离频率依次为50.72%、12.32%、10.87%、8.70%、6.52%、3.62%、3.62%、1.45%、1.45%和0.72%。禾谷镰孢复合种(F. graminearum species complex,FGSC)由南方镰孢、亚洲镰孢和禾谷镰孢3个独立种组成。拟轮枝镰孢为优势致病菌,禾谷镰孢复合种、层出镰孢和九州镰孢为次优势致病菌,而甘蔗镰孢和轮纹镰孢则是国内首次报道为玉米穗腐病致病菌。拟轮枝镰孢、层出镰孢、甘蔗镰孢和藤仓镰孢检测到伏马毒素关键合成基因FUM1的菌株数分别为67、13、5、3,具有潜在的产伏马毒素能力,轮纹镰孢则未检测到FUM1。供试禾谷镰孢复合种、九州镰孢和变红镰孢菌株的毒素化学型有4种:NIV、15-ADON、NIV+15-ADON和DON+15-ADON。8个九州镰孢菌株、2个亚洲镰孢菌株、2个南方镰孢菌株和1个变红镰孢菌株携带NIV毒素化学型;2个南方镰孢菌株携带15-ADON毒素化学型;8个南方镰孢菌株、2个九州镰孢菌株、1个亚洲镰孢菌株和1个变红镰孢菌株携带NIV+15-ADON毒素化学型;只有1个禾谷镰孢菌株携带DON+15-ADON毒素化学型。未检测到3-ADON毒素化学型菌株。【结论】拟轮枝镰孢为广西玉米穗腐病优势致病菌,禾谷镰孢复合种、层出镰孢和九州镰孢为次优势致病菌。拟轮枝镰孢、层出镰孢、甘蔗镰孢、藤仓镰孢均检测到FUM1,广西禾谷镰孢复合种的主要毒素化学型为NIV和15-ADON,变红镰孢和部分九州镰孢的主要毒素化学型为NIV。广西玉米穗腐病镰孢菌种群构成与我国温带玉米相关研究结果存在差异,原因可能为镰孢菌种群适应广西热带和亚热带高温、高湿的玉米生长环境并因此导致毒素化学型的不同。

【目的】采用秃尖与不秃尖两种结实类型的育种材料分析玉米果穗秃尖性状的遗传特点。【方法】试验以不秃尖类型自交系lx01-3和秃尖类型自交系wx04-1及其F1、F2、BC1、BC2群体为试验材料,采用低密度种植以促进植株个体发育,分析各世代群体的果穗秃尖表现。【结果】F1代植株的果穗均为秃尖类型。果穗秃尖与不秃尖类型的分离比例在F2群体中为12.78﹕1,在BC1群体中为2.75﹕1。经卡方测验,符合2对基因间存在重叠作用的遗传特点。SPSS分析表明,F2群体中秃尖类型果穗的秃尖长度性状分布曲线呈明显的偏态分布。【结论】(1)结实类型是由2对存在重叠作用的基因所控制的质量性状。秃尖类型对不秃尖类...

为了研究玉米果穗不同部位挥发物成分的差异及挥发物对亚洲玉米螟的电生理活性,采用顶空吸附法和气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)提取并分析了玉米果穗不同部位(玉米须、玉米苞叶、玉米雌穗)挥发物,并通过触角电位技术测定了亚洲玉米螟对其中16种挥发物的电生理反应。结果表明,玉米果穗不同部位挥发物成分存在差异,玉米须、玉米苞叶、玉米雌穗分别有37、39和41种化合物,其中有22种化合物共同存在于3个部位,分别有8、9和5种化合物为玉米须、玉米苞叶和玉米雌穗中特有。玉米不同部位挥发物种类主要包括绿叶气味、芳香族化合物、萜类和脂肪族化合物(醛类、酮类、醇类、酯类和烃类),这些化合物的含量在玉米果穗不同部位之...

【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

以典型的果穗顶端籽粒败育类型杂交种为材料，在授粉后第2天对大田玉米雌穗用聚乙烯塑料袋进行覆膜处理，考察了处理后籽粒发育过程中内派激素（乙烯、细胞分裂素）、呼吸强度及粒重变化动态。结果表明：覆膜处理明显促进了果穗顶部籽粒的发育，使粒重增加、败育粒减少，但中下部籽粒粒重有不同程度的降低，从而导致穗粒数增加、平均粒重降低。覆膜处理后还表现出预部籽粒在籽粒形成期呼吸强度和细胞分裂素含量明显升高，而乙烯释放量则明显降低，营养物质在果穗上的分布趋于均一化等生理效应。

[目的]玉米果穗数量性状是玉米考种和产量预测的重要参数,主要包括穗行数、行粒数和总粒数。快速精确地测量果穗数量性状是玉米自动化考种的难点问题。[方法]选用干玉米果穗进行试验,以单幅果穗图像为研究对象,在改进YCrCb色彩空间的基础上利用双峰法提取果穗轮廓,将图像沿穗轴等分为20部分,对每部分采用像素累计法得到穗行的定位点,对定位点线性插值得到穗行线,通过分析穗行线上的像素变化得到行粒数,利用果穗横截面的几何模型估算穗行数,并采用补偿法校正单幅果穗图像的成像误差以提高其计算精度,最后将行粒数与行数相乘得到总粒数。[结果]该方法对光照环境和图像背景要求较低,能适应较强的背景反光与阴影;避免对穗粒进行图像分割,使穗行线与行间隙定位的可靠性和准确性提高;校正单幅果穗图像的成像误差,使穗行数估算结果的准确性提高。统计结果显示:定位穗行线的失误率在6%以下,穗行数、行粒数和总籽粒数平均计算精度分别为98.84%、96.33%和95.67%,其中穗行数估算的零误差率为90.91%,平均测量速度达到每穗1.936 s。[结论]该方法能快速而精确地测量玉米果穗数量性状。

【目的】评价图像处理法采集和数量化玉米果穗特异性、一致性和稳定性测试(DUS)性状的技术适用性。【方法】以4个品种各50个果穗及8个品种93～107个穗轴为材料,通过图像处理采集玉米DUS测试指南规定的7个性状(穗长、穗粗、穗形、粒顶色、穗轴色、穗行数和籽粒排列形式),应用多性状整体控制单一比较法分析品种特异性。【结果】穗长、穗粗和穗行数的图像处理误差分别为6.2%、1.6%和0.66%。果穗的穗缘角(穗形)在0～2.22°之间变化,各品种穗行角(籽粒排列形式)均值在89.4°～90.7°之间。穗形等4个质量或假质量性状成功转换为数量性状,信息量随之增加。籽粒顶端颜色在果穗间和果穗侧面间的差异...

为高效检测玉米果穗性状,建立了基于HSV(色调、饱和度、明度值)空间的玉米果穗性状的检测方法:使用机器视觉技术采集绿色背景玉米果穗图像,用HSV直方图阈值算法去除绿色背景,用FFT滤波器去除尖锐边缘和噪声,运用粒子滤波分离单一图像中的多个玉米果穗图像,并采用形态学腐蚀方法,经过4次迭代腐蚀,得到玉米果穗中间3行;检测玉米果穗的大小、形状、纹理和颜色4个特征的性状。随机检测67张玉米果穗样本图像的结果表明,果穗大小和形状特征检测的准确率为100%,果穗颜色和纹理特征检测的准确率分别为98.55%和96.25

以不完全双列杂交组配的20个杂交组合及其亲本为试材,分别研究了植株性状、穗部性状与玉米果穗脱水速率的相关性。结果表明,品种间果穗脱水速率存在着显著差异,通过人工选择鉴定可以培育出符合育种目标的新品种。果穗脱水速率的遗传力较低,所以不能在早期世代对该性状进行直接选择。田间果穗脱水速率主要受植株性状的影响,株高偏低、穗位较高、开花期绿叶数较多、茎秆含水量较高,叶含水量较低的基因型有助于果穗快速脱水;同时果穗脱水速率与穗粗、穗行数呈极显著负相关,穗粗与穗行数呈极显著正相关,即穗行数越少,穗越细的果穗更利于籽粒脱水。

[目的]玉米果穗数量性状是玉米考种和产量预测的重要参数,主要包括穗行数、行粒数和总粒数。快速精确地测量果穗数量性状是玉米自动化考种的难点问题。[方法]本文以单幅果穗图像为研究对象,在改进YCr Cb色彩空间的基础上利用双峰法提取果穗轮廓,将图像沿穗轴等分为20部分,对每部分采用像素累计法得到穗行的定位点,对定位点线性插值得到穗行线,通过分析穗行线上的像素变化得到行粒数,利用果穗横截面的几何模型估算穗行数,并采用补偿法校正单幅果穗图像的成像误差以提高计算精度,最后将行粒数与行数相乘得到总粒数。[结果]选用干

【目的】粮食食品原料中多种真菌毒素混合污染是一个备受关注的问题。本研究分析上海地区大米、玉米、黄豆和面粉中14种真菌毒素混合污染特征和交互作用，为真菌毒素的安全性评估、预警和监管提供基础数据，为制定更有效的监测和控制策略提供科学依据。【方法】采用超高效液相色谱串联-三重四级杆质谱技术，测定上海地区621份大米、玉米、黄豆和面粉中14种真菌毒素的含量，通过共同污染指数、相关性聚类分析、单因素方差分析和JAVA程序分析其混合污染的特征和真菌毒素的交互概率。【结果】市售粮食食品原料中检出的真菌毒素主要有赭曲霉毒素A(OTA)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）、黄曲霉毒素（AFs）和伏马毒素（FUMs）。其中，大米主要受OTA和DON污染，玉米主要受FUMs和DON污染，黄豆主要受DON和AFs污染，面粉主要受DON及其衍生物污染。根据安全限量标准，4种粮食食品原料中真菌毒素的超标率不超过2.09%，但有87.76%的样品受到2种或2种以上的毒素影响，混合污染率较高。其中，交互率（25.44%）较高的组合有伏马毒素B1+伏马毒素B2(FB1+FB2)、DON+FB1、OTA+FB1、OTA+DON、黄曲霉毒素M2(AFM2)+OTA、DON+FB1+FB2。在交互率较高的真菌毒素组合中，大多数组合呈弱相关，而FB1+伏马毒素B3(FB3)、黄曲霉毒素B1(AFB1)+DON、DON+15-ADON这些组合交互率较高且呈中度相关。【结论】上海地区大米、玉米、黄豆和面粉等受真菌毒素的污染水平和超标水平总体相对较低，但单一样品受到多种毒素混合污染的比例较高，呈现出一定的样品种类差异。真菌毒素对大米、玉米、黄豆和面粉的污染是一个复杂的问题，研究结果可为今后市售粮食食品原料中多种真菌毒素共存的防控提供重要的参考。

【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】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。