玉米疯顶病病原菌检测和病害防治技术研究
【摘要】：玉米疯顶病是一种毁灭性的玉米病害，由大孢指疫霉(Sclerophthora macrospora (Sacc.)Thirum.,Shaw et Naras)引起，曾在世界多个国家局部地区严重发生。该病于1902年在意大利首次报道，1974年在我国山东省首次发生，近年来其危害日趋严重，已扩展到17省(自治区、直辖市)的48个县市，成为影响很多地区玉米生产的突出问题之一。国内外的有关研究均表明，来自田间发病植株上所结的种子可以传播疯顶病，但从现实的角度考虑种子传播的可能性很小。本研究根据大孢指疫霉的形态特征和细胞壁组成特点，分别从常规染色方法和分子检测技术入手，试图阐明病害大面积突发和种子带菌之间的关系。在此基础上，研究病害发病条件及玉米的抗性，探讨玉米疯顶病的综合治理方法。主要研究结果如下：
1．应用碘—氯化锌染色法、碘液—硫酸染色法、几丁质染色法以及棉蓝乳酚油染色法对不同类群真菌进行了染色。根据病菌细胞壁的显色反应，4种染料都能有效地把细胞壁主要组成成分不同的两类菌区分开，但碘—氯化锌染色法为卵菌细胞壁特异性染料，显色迅速，易于观察，能有效鉴别玉米组织中的卵菌菌丝体。利用碘—氯化锌试剂对不同类型植株来源的种子及病穗苞叶进行特异性染色，结果在种皮、胚、胚乳中都检测到了大孢指疫霉菌丝体的存在，而病穗苞叶中则没有发现菌丝体，表明病菌可以侵染种子而造成种子带菌。
2．通过卵孢子富集、DNA提取方法的筛选，建立了从卵孢子中提取大孢指疫霉DNA的有效方法。利用通用引物(ITS1和ITS4)扩增、克隆和测序了大孢指疫霉ITS区段。以具有较高保守性的ITS区段序列为模板合成了3对特异性引物SM1、SM2、SM3。利用引物SM3对大孢指疫霉进行初步的分子检测，结果表明该引物能特异性地扩增出病原菌DNA而玉米组织则无扩增，说明引物SM3对大孢指疫霉具有专一性。
3．在温室和田间，采取不同湿度处理方式，研究病田土壤、植株病残体和种子在病害传播中的作用和病害诱发条件，但未能充分诱发疯顶病的发生，表明大孢指疫霉卵孢子具有复杂的休眠机制，萌发所需要的条件苛刻。玉米疯顶病的研究仍有许多难点需要攻克。
4．由于田间病害诱发不充分，因此在品种抗性的评价、杀菌剂防治效果试验和土壤湿度控制试验方面未获得预期效果。证明了一些玉米品种和自交系属于感病类型。目前对玉米疯顶病的控制措施主要有以下两点：把采取有效控制田间土壤水分作为预防玉米疯顶病的首选技术措施，同时避免种植已知的感病品种。
【关键词】：玉米疯顶病 大孢指疫霉 检测 防治技术 【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：S435.13
【目录】：
- 第一章 文献综述9-27
- 1 玉米疯顶病的研究概况9-14
- 1.1 玉米疯顶病的发生和危害9-11
- 1.2 玉米疯顶病病原菌分类地位及生物学特性11-12
- 1.3 玉米疯顶病发病条件研究12-13
- 1.4 玉米疯顶病的综合防治13-14
- 2 染色技术在植物病理学中的应用14-19
- 2.1 染料的性状15-16
- 2.2 真菌细胞结构16-18
- 2.3 染色技术在植物病理学中的应用18-19
- 3 分子检测技术在植物病理学中的应用19-22
- 3.1 植物病理学中常用的核酸检测技术19-22
- 3.2 核酸检测技术在种传真菌病害研究中的应用22
- 4 本论文的研究内容与技术方案22-27
- 4.1 研究的目的与意义22-23
- 4.2 研究内容23
- 4.3 研究方法23-24
- 4.4 技术路线及方案24-27
- 第二章 玉米疯顶病病原菌染色检测技术27-37
- 1 材料和方法27-29
- 1.1 材料来源27
- 1.2 供试真菌27
- 1.3 菌体培养27
- 1.4 染料筛选27-29
- 1.5 大孢指疫霉菌丝体特异性染色29
- 2 结果与分析29-30
- 2.1 供试真菌的特性29
- 2.2 染料筛选29-30
- 2.3 大孢指疫霉菌丝体特异性染色30
- 3 讨论30-37
- 第三章 大孢指疫霉的分子检测技术研究37-60
- 1 材料与方法37-50
- 1.1 材料来源37
- 1.2 主要仪器设备37-38
- 1.3 工具酶及主要试剂38
- 1.4 主要药品及试剂的配制38-39
- 1.5 PCR扩增所用的引物39-40
- 1.6 实验方法40-45
- 1.7 PCR扩增45
- 1.8 PCR产物的克隆和测序45-48
- 1.9 特异性引物筛选48-50
- 2 结果与分析50-55
- 2.1 玉米疯顶病病原菌卵孢子的富集50
- 2.2 大孢指疫霉DNA提取50
- 2.3 PCR扩增结果50
- 2.4 阳性克隆鉴定结果50-51
- 2.5 测序结果51-52
- 2.6 ITS序列同源性比较52-55
- 2.7 专一性引物的初步筛选55
- 3 讨论55-60
- 第四章 玉米疯顶病发病条件和病害防治研究60-69
- 1 材料与方法60-64
- 1.1 玉米品种60
- 1.2 接种体60
- 1.3 病害诱发条件研究60-63
- 1.4 土壤湿度对发病的影响63
- 1.5 品种抗病性鉴定63-64
- 1.6 病害防治试验64
- 2 结果与分析64-67
- 2.1 病害诱发条件研究64-65
- 2.2 土壤湿度对发病的影响65
- 2.3 品种抗病性鉴定65-66
- 2.4 病害防治试验66-67
- 3 讨论67-69
- 第五章 结论69-71
- 参考文献71-76
- 致谢76
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