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玉米大斑病菌生理小种鉴定及球毛壳菌对其生防作用研究

张桂珍  
【摘要】:玉米大斑病(Northern corn leaf blight,NCLB)是由大斑刚毛腔菌属(Setosphaeriaturcica),其无性态为突脐蠕孢属(Exserohilum turcicum)引起的一种玉米病害。20世纪70年代玉米大斑病在我国东北、华北北部和南方冷凉山区曾多次流行,一般年份减产20%左右,严重流行年份减产可达50%以上,给玉米生产带来严重威胁。防治玉米大斑病,一般采用抗病育种和化学农药的方法。抗病育种时间长,并且新抗性基因会加剧生理小种的分化;化学农药的实施,造成环境污染加剧,因此对玉米大斑病的防治应采取抗性育种为主,生物防治为辅的手段。 本文对吉林省13个地区玉米大斑病菌(S. turcica)生理小种进行鉴定,并同时对实验室保存的16株银杏内生真菌进行筛选,获得对玉米大斑病菌抑制效果最好的菌株No.05,并进行了形态学和分子生物学鉴定。同时,对菌株No.05次级代谢产物进行研究,测定了球毛壳菌素A对玉米大斑病菌的抑制效果。本研究结果如下: 1、于2007~2009年,从吉林省13个不同玉米主产区采集玉米大斑病样本,采用单孢分离法获得32个玉米大斑病菌菌株,利用美国A632、B37、B73、B68、C103、Va26等21个Ht单基因鉴别寄主,通过美国的大田鉴定方案进行吉林省玉米大斑病菌生理小种的鉴定。结果表明,这32个玉米大斑病菌标样均为0号生理小种,并未出现生理小种分化现象。 2、利用从健康的银杏组织器官中分离筛选出的16株抑制植物病原真菌活性较强的银杏内生真菌,进行抗玉米大斑病菌活性的筛选,为玉米大斑病的生物防治提供理论基础,为创制新型生物农药的提供科学依据。结果从16株活性较好的内生真菌中筛选得到1株对玉米大斑病菌抑制活性最强的菌株No.05。 3、利用分子生物学和形态学对菌株No.05进行鉴定和遗传分析,以确定其在真菌分类学中的分类单元,明确生物学特性。结果表明该内生真菌No.05为球毛壳菌(Chaetomium globosum)。 4、利用液体发酵法获得大量球毛壳菌菌体和发酵产物,对峙培养法测定球毛壳菌对玉米大斑病菌(S. turcica)及其它病原真菌的抑制活性;测定了不同浓度发酵液对玉米大斑病菌菌丝量、孢子萌发及附着孢形成等方面的抑制效果;同时测定不同浓度球毛壳菌No.05的发酵液对玉米叶片上的玉米大斑病菌的抑制效果及不同时间离体抑制效果。硅胶柱层析(SCC)、反相柱层析(ODS)、凝胶柱层析(GFC)法活性跟踪分离不同代谢产物,通过波谱技术(MS,1H,13C NMR和2D NMR)等方法并结合文献鉴定这些化合物的结构。结果从球毛壳菌No.05的次级代谢产物中共分离纯化出两种化合物,分别为球毛壳菌素A和C。 本研究首次报道了球毛壳菌素A对玉米大斑病菌(S. turcica)的抑制活性。球毛壳菌素A在体外对玉米大斑病菌菌丝的最低抑菌浓度(0.1μg/ml),半抑菌浓度(IC50=0.5729μg/ml)以及在玉米离体叶片上对玉米大斑病菌的抑制效果,为利用球毛壳菌进行玉米大斑病菌的生物防治提供了理论基础和科学依据。


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