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玉米南方锈病鉴别寄主筛选及其在病菌致病型研究中的应用

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植物病理学报 2024年第3期 607-616页

作者：李磊福孙秋玉吕娟娟张克瑜高建孟董佳玉孙志强马占鸿中国农业大学植物病理学系甘肃省甘谷县农业技术推广中心

由多堆柄锈菌Puccinia polysora Underw.引起的玉米南方锈病是一种暴发性和气传性的大区流行性病害，流行年份可造成严重的产量损失。病害流行主要是由病原菌毒性优势小种所致，但我国目前尚缺乏玉米南方锈菌生理小种的研究，给该病害... 详细信息

由多堆柄锈菌Puccinia polysora Underw.引起的玉米南方锈病是一种暴发性和气传性的大区流行性病害，流行年份可造成严重的产量损失。病害流行主要是由病原菌毒性优势小种所致，但我国目前尚缺乏玉米南方锈菌生理小种的研究，给该病害的预测预报及防治带来许多困难。本研究在温室对采自不同地区玉米南方锈菌的分离物在含已知抗性基因的自交系及骨干自交系上进行了苗期抗性鉴定，根据基于生物间遗传学方法计算的不同玉米自交系毒力频率，筛选出具有鉴别能力的‘CML470’、‘齐319’、‘F939’、‘W2D’、‘P138’、‘昌-470’、‘X178’和‘黄早四’8个自交系，构建了一套玉米南方锈菌鉴别寄主谱，并对我国玉米南方锈菌致病型进行了研究，共发现14种致病型，其中1号致病型(只能侵染黄早四)的频率最高，为0.58,其在2016年和2017年均被发现，且分布区域广，在海南，广西，广东，山东等7个省份均存在，是目前我国玉米南方锈菌的主要流行致病型，由此确定为我国玉米南方锈菌的一个新的生理小种，命名为南中1号生理小种(NZ1),这也是我国大陆第一个正式命名的玉米南方锈菌生理小种。

关键词：多堆柄锈菌鉴别寄主谱毒力频率致病型生理小种

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玉米南方锈病研究进展

河南农业大学学报 2024年第3期58卷 357-364页

作者：王亚飞巩梦豪李好海徐永伟肖继斌张玉阳苌嘉鑫袁虹霞李洪连施艳河南农业大学植物保护学院河南郑州450046 河南省植物保护检疫站河南郑州450002 中山大学农学院广东广州510006

综述了玉米南方锈病(southern corn rust,SCR)的发生分布、病原特征、病原遗传结构、玉米抗病基因、防控措施方面的综合进展,分析了目前SCR研究中存在的问题,指出了今后应重视建立和优化综合防控体系,注重挖掘抗病基因、开发快速检测工... 详细信息

综述了玉米南方锈病(southern corn rust,SCR)的发生分布、病原特征、病原遗传结构、玉米抗病基因、防控措施方面的综合进展,分析了目前SCR研究中存在的问题,指出了今后应重视建立和优化综合防控体系,注重挖掘抗病基因、开发快速检测工具和筛选高效农药,以期为SCR的有效防治提供指导性策略。

关键词：玉米南方锈病抗病基因多堆柄锈菌病原特征

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我国玉米南方锈病研究进展

中国植保导刊 2024年第1期44卷 28-36页

作者：张瑞平周联东马朝阳王文洁王蕊孙佩张培风殷春渊刘经纬王长青河南省新乡市农业科学院河南新乡453000 河南省辉县市胡桥乡人民政府河南新乡453600

玉米南方锈病是由多堆柄锈菌引起的真菌性气传病害,一旦发生,极难防治,已成为我国玉米主产区主要病害,严重危害我国玉米产量和品质。本文综述了近年来玉米南方锈病在我国的危害情况、流行的影响因素、病原菌检测方法和致病机制、防治方... 详细信息

玉米南方锈病是由多堆柄锈菌引起的真菌性气传病害,一旦发生,极难防治,已成为我国玉米主产区主要病害,严重危害我国玉米产量和品质。本文综述了近年来玉米南方锈病在我国的危害情况、流行的影响因素、病原菌检测方法和致病机制、防治方法,以及玉米抗南方锈病的机制、遗传基础和种质资源等,并提出未来研究方向,以期为玉米南方锈病的防控提供参考。

关键词：玉米南方锈病多堆柄锈菌流行因素遗传基础种质改良防治

多堆柄锈菌孢子数量与病情以及气象因素的相关性分析

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植物病理学报 2019年第3期49卷 362-369页

作者：李雪华张克瑜李磊福张书铭骆勇马占鸿中国农业大学植物病理学系农业部作物有害生物监测与绿色防控重点实验室北京100193 美国加州大学Kearney农业研究中心 Parlier C A93648

为了解空气中引起玉米南方锈病病原菌多堆柄锈菌孢子数量与田间病情的关系以及气象因素对孢子和病情的影响,于2017年6~9月,在中国农业大学开封实验站,监测空气中多堆柄锈菌的孢子动态,并调查病情和记录气象数据,分别利用Pearson和Spear... 详细信息

为了解空气中引起玉米南方锈病病原菌多堆柄锈菌孢子数量与田间病情的关系以及气象因素对孢子和病情的影响,于2017年6~9月,在中国农业大学开封实验站,监测空气中多堆柄锈菌的孢子动态,并调查病情和记录气象数据,分别利用Pearson和Spearman等级相关分析孢子数量与病情以及气象因素与孢子数量和病情的相关性,进一步利用多元逐步回归分析构建病害预测模型。结果表明,在调查日期内(8月5~26日),孢子数量呈现先升后降的趋势;孢子的空间分布和扩散方向与风向基本一致。8 d前和3 d前的孢子数量均与病情呈显著正相关(P<0.01),相关系数分别为0.720和0.755。孢子浓度与温度(≥27℃)、日照时数呈显著负相关;8d前的气象因素能够显著影响田间病情的发生。建立了玉米南方锈病病害预测模型:Y=70.938+0.009 SC-2.180 MT(其中Y表示的是病情指数,SC表示孢子数量,MT表示日平均气温,R^2为0.716),为病情预测提供指导。

关键词：玉米南方锈病多堆柄锈菌孢子病情指数气象因素模型

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多堆柄锈菌侵染玉米的细胞学及超微结构特征

植物保护学报 2015年第6期42卷 877-883页

作者：江凯段灿星武小菲杨知还王晓鸣中国农业科学院作物科学研究所农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程北京100081

为明确玉米对多堆柄锈菌Puccinia polysora侵染后病理反应的细胞学特征,利用扫描和透射电镜技术分析了玉米自交系与多堆柄锈菌互作中二者的细胞变化过程。多堆柄锈菌对玉米的侵染主要以直接穿透叶片表皮侵入为主,少量可从气孔和细胞间... 详细信息

为明确玉米对多堆柄锈菌Puccinia polysora侵染后病理反应的细胞学特征,利用扫描和透射电镜技术分析了玉米自交系与多堆柄锈菌互作中二者的细胞变化过程。多堆柄锈菌对玉米的侵染主要以直接穿透叶片表皮侵入为主,少量可从气孔和细胞间隙侵入。接种后,病菌夏孢子在感病自交系叶片上快速并大量萌发,在叶表生长蔓延并侵入表皮组织细胞,7 d后形成夏孢子堆;在抗病自交系上,病菌萌发、菌丝生长均受到明显抑制,少量入侵的病菌也由于寄主细胞死亡而导致菌丝和夏孢子干瘪死亡。侵染早期在感病寄主细胞间隙出现菌丝并穿透细胞壁,在胞内产生分枝菌丝,此时寄主细胞结构正常;随着菌丝进一步扩展,叶绿体等结构发生紊乱,被侵染细胞逐渐死亡。在抗病自交系上,接菌24 h后寄主即出现过敏性坏死反应,侵入位点与周围细胞快速坏死,抑制菌丝生长蔓延;叶绿体中清晰可见深色颗粒状物质;72 h后细胞壁外侧产生大量致密的深色结晶体,应为与抗病反应相关的酚类物质。表明抗多堆柄锈菌的玉米材料可能存在2种抗病途径,即寄主与病菌互作中由分子识别引起的免疫反应和病菌侵入后的系统防卫反应。

关键词：玉米多堆柄锈菌互作细胞学

多堆柄锈菌侵染不同抗性玉米的组织病理学研究

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植物保护 2011年第3期37卷 76-79页

作者：于凯马青黄飞燕王晓鸣西北农林科技大学植物保护学院陕西省农业分子生物学重点实验室杨凌712100 中国农业科学院作物科学研究所国家农作物基因资源与基因改良重大科学工程北京100081 四川农业大学农学院雅安625014

[目的]了解不同抗感玉米自交系对南方锈病的组织病理学反应,为今后筛选不同类型抗病自交系提供参考。[方法]采用曲利苯蓝透明染色法,以4个玉米自交系为材料,研究了玉米南方锈病致病菌—多堆柄锈菌在不同抗性材料上侵染过程的组织学特征... 详细信息

[目的]了解不同抗感玉米自交系对南方锈病的组织病理学反应,为今后筛选不同类型抗病自交系提供参考。[方法]采用曲利苯蓝透明染色法,以4个玉米自交系为材料,研究了玉米南方锈病致病菌—多堆柄锈菌在不同抗性材料上侵染过程的组织学特征。[结果]多堆柄锈菌侵入和定殖可以分为5个阶段:孢子萌发与芽管形成、附着胞形成、侵入细胞、胞内吸器产生、菌丝在细胞间扩展。在不同抗性的玉米材料上,病菌孢子萌发和芽管形成差别不明显,但侵入后病菌在不同抗性材料内的发育进程和发育程度具有显著差异。在抗病玉米材料上,病菌初生菌丝、吸器母细胞、次生菌丝的形成时间推迟,胞内吸器少,菌丝分枝少,菌丝生长缓慢。[结论]这些抗性特征与田间表现出的细胞过敏性坏死、叶片上夏孢子堆少的特征具有一致性。

关键词：玉米南方锈病多堆柄锈菌互作组织病理学

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海南岛玉米上的多堆柄锈菌

菌物学报 1984年第2期 125-126页

作者：段定仁何宏珍中国林业科学院热林站植物病理室中国林业科学院热林站植物病理室海南岛

在采集植物病害标本的过程中,我们曾于1972年12月中旬在海南岛乐东县尖峰地区“金-03”号玉米自交系的植株上采得一种锈菌——多堆柄锈菌(Puccinia polysora Underw.)。其后,1974年和1979年在该岛的陵水及崖县等地亦分别采到过此菌。据 ... 详细信息

在采集植物病害标本的过程中,我们曾于1972年12月中旬在海南岛乐东县尖峰地区“金-03”号玉米自交系的植株上采得一种锈菌——多堆柄锈菌(Puccinia polysora Underw.)。其后,1974年和1979年在该岛的陵水及崖县等地亦分别采到过此菌。据 Weber(1973)和 Kranz(1978)等报道,P.polysora广泛地发生于世界热带地区的玉米上;在我国,戴芳澜等(1937)、天云章(1949)、谌多仁(1963)以及戚佩坤(1978)等所报道的国内玉米上的锈菌均属于高粱柄锈菌 P.sorghi。作者在海南岛玉米上采得的这种锈菌(P.polysora),国内尚无报道。

关键词：玉米多堆柄锈菌海南岛

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玉米多堆柄锈菌的初侵染源探讨

植物保护 2002年第4期28卷 55-55页

作者：阮义理胡务义浙江省农业科学院杭州310021 浙江省淳安县植保站淳安311700

由玉米多堆枘锈菌（Puccinia polysora Underw）引起的玉米锈病，以前文献均称为玉米南方型锈病。我国台湾省在1976年首次报道，20世纪80年代后期大面积流行。1997-1999年在浙江省淳安县和1998年在河北省邯郸、沧州等地病害发生流行。... 详细信息

由玉米多堆枘锈菌（Puccinia polysora Underw）引起的玉米锈病，以前文献均称为玉米南方型锈病。我国台湾省在1976年首次报道，20世纪80年代后期大面积流行。1997-1999年在浙江省淳安县和1998年在河北省邯郸、沧州等地病害发生流行。关于玉米多堆锈菌的生活史和侵梁徨仅知有夏孢子和冬孢子阶段，夏孢子重复再侵染完成侵染循环。在台湾省全年都有发病，病害传播主要靠夏孢子不断产生和侵染，冬天如气温较低，可产生冬孢子。为了探讨浙江省及我国冬季玉米不能种植地区，该菌的越冬和初侵染源，于1998-2001年分别在浙江省杭州市郊浙江省农业科学院农场和淳安县重病区进行调查研究。

关键词：锈病玉米多堆柄锈菌初侵染源

基于PCR和巢式PCR技术的玉米南方锈病早期检测

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中国农业科学 2023年第9期56卷 1686-1695页

作者：马红霞孙华郭宁刘树森张海剑石洁河北省农林科学院植物保护研究所/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心

【目的】建立巢式PCR方法，快速检测处于病害潜育期的玉米叶片内的多堆柄锈菌(Puccinia polysora)，为玉米南方锈病(southern corn rust)的预测和防治提供技术支持。【方法】根据多堆柄锈菌ITS区序列，在其变异区设计3条多堆柄锈菌特异... 详细信息

【目的】建立巢式PCR方法，快速检测处于病害潜育期的玉米叶片内的多堆柄锈菌(Puccinia polysora)，为玉米南方锈病(southern corn rust)的预测和防治提供技术支持。【方法】根据多堆柄锈菌ITS区序列，在其变异区设计3条多堆柄锈菌特异性检测引物NX471-F、NX255-F和NX255-R，建立以NX471-F与真菌ITS区通用引物ITS4为外侧引物，NX255-F/NX255-R为内侧引物的巢式PCR。采用20μL扩增体系：Ex Taq DNA聚合酶(5 U·μL-1)0.15μL、10×Ex Taq Buffer(Mg2+plus)2μL,d NTP Mixture(各2.5 mmol·L-1)1.6μL，上下游引物(10μmol·L-1)各0.3μL,DNA 1μL,14.65μL ddH2O。扩增程序：利用外侧引物NX471-F/ITS4进行第一步PCR扩增，95℃预变性7 min;95℃变性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸45 s,30个循环；72℃再延伸7 min。将扩增后的产物稀释20倍，取1μL用作第二步PCR的扩增模板，然后以内侧引物NX255-F/NX255-R进行第二步PCR扩增，95℃预变性7 min;95℃变性30 s,66℃退火30 s,72℃延伸26 s,30个循环；72℃再延伸7 min。同时选用内侧引物进行常规PCR扩增，扩增体系同巢式PCR，扩增程序除循环数为38，其余程序同巢式PCR的第二步PCR检测。在此条件下对多堆柄锈菌、高粱柄锈菌(Puccinia sorghi)、青杨叶锈病菌(Melampsora laricipopulina)和7种玉米常见病原菌进行特异性检测，对不同梯度多堆柄锈菌基因组DNA和3种人工接种病叶进行灵敏度检测。【结果】巢式PCR检测体系仅在检测多堆柄锈菌时，产生了255 bp的目的条带，其他菌株均未扩增出目的条带。巢式PCR检测体系对多堆柄锈基因组DNA的最低检测限为10 fg·μL-1，是常规PCR检测体系灵敏度的500倍。当1 g人工接种病叶含500—2.5×104个多堆柄锈菌夏孢子时，常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别0和85.71%，巢式PCR可检测出的夏孢子个数最少为1 000个；当1 g人工接种病叶中含1—7个夏孢子堆时，常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别76.19%和100%，常规PCR可检测出的夏孢子堆个数最少为2个，巢式PCR可检测出1个及以上夏孢子堆；当1 g人工接种病叶中含1—7个侵染点时，常规PCR和巢式PCR检出阳性率分别14.29%和66.67%，检测出的侵染点个数最少分别为6个和3个。【结论】成功建立了一种以NX471-F/ITS4为外侧引物，NX255-F/NX255-R为内侧引物的巢式PCR检测方法，可快速、高效、准确检测玉米叶片中潜伏期的多堆柄锈菌。

关键词：玉米南方锈病多堆柄锈菌常规PCR 巢式PCR