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禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)致病力鉴定、毒素检测及其分子生物学研究

武爱波  
【摘要】:由镰刀菌引起的赤霉病是危害多种粮食作物的一种重要病害,广泛分布于世界温暖潮湿地区。赤霉病不仅造成产量损失,而且产生的真菌毒素严重威胁人畜健康。在我国,禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schwabe)是小麦赤霉病的主要致病菌种,其有性阶段为玉蜀黍赤霉(Gibberella zeae)。因此,全面分析来自我国不同地区的小麦禾谷镰刀菌的致病力及产毒类型,将为深入分析病菌致病机理,揭示禾谷镰刀菌—小麦互作机制,建立毒素分析和食品安全检测新方法提供资料。本研究以364个中国禾谷镰刀菌菌株、39个国外禾谷镰刀菌菌株为材料,主要研究内容和结果如下: 1.选择地理来源不同的58个禾谷镰刀菌菌株,连续两年在田间花期接种3个抗赤霉病性不同的小麦品种,鉴定其致病力。结果表明,供试菌株在不同品种中的致病力均表现出极显著差异,说明禾谷镰刀菌菌株的致病力受其自身的遗传物质控制;而同一菌株的致病力在高感品种和高抗品种中的高度相关性,表明这两类小麦品种更适合在田间花期接种鉴定禾谷镰刀菌的致病力。 2.选用强、中、弱致病力的3个禾谷镰刀菌菌株,接种6个小麦品种的胚芽鞘,探索用禾谷镰刀菌接种小麦胚芽鞘的方法和条件。用蘸有分生孢子的滤纸片接种剪去芽尖的胚芽鞘,七天后调查褐色病斑长度,用禾谷镰刀菌特异引物进行PCR检测证实接种病菌确已侵入幼芽。进一步用同样一套58个禾谷镰刀菌菌株,接种高感小麦品种安农8455胚芽鞘,不同菌株形成的病斑长度差异极显著,胚芽鞘接种结果与花期接种结果之间呈极显著相关性。这些结果说明小麦胚芽鞘接种是一种快速、简便、可靠的禾谷镰刀菌致病力鉴定方法。 3.通过系统比较6种不同接种结果,筛选了10个代表性中国禾谷镰刀菌菌株,并用于国外禾谷镰刀菌菌株的致病力鉴定和小麦品种抗赤霉病性鉴定。这些菌株将适用于致病力相关分子水平研究,其各种参数指标可以作为中国禾谷镰刀菌群体分析的依据。 4.在室内胚芽鞘接种试验中,花期抗病的品种表现比感病的品种更为感病,说明小麦抗赤霉病性中可能存在成株期抗性机制。 5.用HPLC法,分析检测了禾谷镰刀菌在体外培养及病麦粒中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素,结果表明,毒素DON的检测谱峰峰形清晰明显,无干扰,保留时间为9.5分钟左右,这说明该HPLC法可准确检测液体和固体样品中的DON毒素。


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