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芽孢杆菌拮抗镰孢菌机制的研究进展

农业环境科学学报 2022年第12期41卷 2787-2796页

作者：白亚男周蓉虞悦闫新利卜元卿戴传超南京师范大学生命科学学院南京210023 生态环境部南京环境科学研究所国家环境保护农药环境评价与污染控制重点实验室南京210042 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

镰孢菌(Fusarium)分泌多种真菌毒素引起的枯萎病、赤霉病、根腐病和穗腐病等植物病害,造成重大的作物生产损失。化学防治是防治镰孢菌的重要手段,但其带来的镰孢菌抗性和生态环境污染等问题,严重制约了农业可持续发展。在病害管理中使... 详细信息

镰孢菌(Fusarium)分泌多种真菌毒素引起的枯萎病、赤霉病、根腐病和穗腐病等植物病害,造成重大的作物生产损失。化学防治是防治镰孢菌的重要手段,但其带来的镰孢菌抗性和生态环境污染等问题,严重制约了农业可持续发展。在病害管理中使用生物防治剂为控制镰孢菌引起的植物病害提供了一种安全、有效和可持续的手段,因此生物防治具有比化学防治更深远的优势。在生物防治剂中使用最广泛的生防微生物是芽孢杆菌属(Bacillus)的成员,其可通过多种机制为植物提供有效控制镰孢菌入侵的方案。芽孢杆菌作为一种优良的生物防治剂已被广泛研究,其可通过生态位竞争、产生抗菌物质、诱导植物系统抗性和塑造根际健康微生物组来拮抗镰孢菌侵染,本文从以上4个方面对芽孢杆菌拮抗镰孢菌的机制进行综述,为农业生产中芽孢杆菌防治镰孢菌病害的研究提供参考。

关键词：芽孢杆菌镰孢菌代谢产物机制

蚜虫危害与玉米果穗镰孢菌组成及毒素污染关系分析

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中国农业科学 2024年第16期57卷 3171-3181页

作者：柴海燕潘艺元白雪孟玲敏张伟吴宏斌王义生高月波贾娇苏前富吉林省农业科学院(中国农业科技东北创新中心)植物保护研究所/农业农村部东北作物有害生物综合治理重点实验室吉林农业大学植物保护学院

【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... 详细信息

【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（***）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。

关键词：玉米穗腐病镰孢菌玉米蚜虫真菌毒素

我国部分常用玉米种质资源对镰孢菌病害的抗性评价

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中国农业科学 2019年第17期52卷 2962-2971页

作者：渠清李丽娜刘俊王绍新曹志艳董金皋河北农业大学生命科学学院/河北省植物生理与分子病理学重点实验室石家庄市农林科学研究院

【目的】玉米穗腐病、茎腐病和鞘腐病是我国玉米产区普遍发生的三大镰孢菌(Fusarium spp.)病害,近年来有严重混和发生的趋势,三大病害主要致病菌分别为拟轮枝镰孢(F. verticillioides)、禾谷镰孢(***)和层出镰孢(F. proliferatum)。种... 详细信息

【目的】玉米穗腐病、茎腐病和鞘腐病是我国玉米产区普遍发生的三大镰孢菌(Fusarium spp.)病害,近年来有严重混和发生的趋势,三大病害主要致病菌分别为拟轮枝镰孢(F. verticillioides)、禾谷镰孢(***)和层出镰孢(F. proliferatum)。种植抗病品种是控制该类病害最经济有效的方法,本研究旨在筛选出单抗或兼抗穗腐病、茎腐病和鞘腐病的玉米种质,为玉米品种的科学选育和合理布局提供参考。【方法】选取我国玉米种质B73、B37、郑58、昌7-2、齐319等16个常用育种自交系,将玉米穗腐病主要病原菌拟轮枝镰孢、茎腐病主要病原菌禾谷镰孢及鞘腐病主要病原菌层出镰孢分别接种于玉米果穗、茎秆及叶鞘,具体方法为待整株长到吐丝期用连动注射器将拟轮枝镰孢孢子悬浮液沿花丝通道注射到健康玉米果穗;将健康玉米地上第一节的茎部用针扎孔后向其中注射禾谷镰孢孢子悬浮液;将层出镰孢孢子悬浮液沿健康玉米植株叶基部接种到地上2—5节间的叶鞘内。以上各种接种方式均使用无菌水作为对照。在2016年和2018年度进行人工田间接种试验,通过评价穗腐病、鞘腐病的病情指数以及茎腐病发病面积,评估所选自交系对以上镰孢菌引起的穗腐病、茎腐病和鞘腐病的抗性级别。【结果】供试自交系中吉853、OH43和X178对穗腐病表现为中抗,B73、B37、PH6WC、掖478、郑58、9058、昌7-2、浚928、Mo17、A619、PH4CV、齐319和13-1077共13份材料为感病或高感;齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对茎腐病表现为中抗或高抗,郑58、掖478、PH6WC、浚928、吉853、A619和OH43共7份材料表现为感病或高感;B73、B37、郑58、掖478、PH6WC、9058、昌7-2、吉853、浚928、Mo17、A619、PH4CV、OH43、齐319和13-1077共15份材料对鞘腐病表现为中抗或抗病。从16个自交系所在种群来看,瑞德群对穗腐病表现为感病,兰卡斯特群和唐四平头群对鞘腐病表现为抗病,其他群对3种镰孢菌病害抗性水平的离散程度较大,无明显规律。【结论】供试自交系吉853和OH43对鞘腐病和穗腐病表现为中抗或抗性,齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对鞘腐病和茎腐病表现为中抗、抗性或高抗,但尚未筛选到对3种病害均有较好抗性的材料,有待于进一步筛选其他种质资源。

关键词：玉米种质资源穗腐病茎腐病鞘腐病抗性评价镰孢菌

两株镰孢菌的鉴定及其粗毒素对甜瓜幼苗的化感作用

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应用生态学报 2013年第1期24卷 142-148页

作者：赵娟薛泉宏杜军志陈姣姣西北农林科技大学生命科学学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100

从甜瓜枯萎病发病植株及其根际病土中分离到8株真菌,以甜瓜品种"西甜1号"为材料,采用回接试验和种子萌发试验确定真菌分离物对甜瓜的致病性和生长抑制作用;通过测定盆栽幼苗根系诱导酶活性、抗性物质含量及细胞膜相对透性,研究两株有害... 详细信息

从甜瓜枯萎病发病植株及其根际病土中分离到8株真菌,以甜瓜品种"西甜1号"为材料,采用回接试验和种子萌发试验确定真菌分离物对甜瓜的致病性和生长抑制作用;通过测定盆栽幼苗根系诱导酶活性、抗性物质含量及细胞膜相对透性,研究两株有害真菌粗毒素对甜瓜幼苗的化感作用;根据形态学特征及ITS序列分析对两株有害真菌进行初步鉴定.结果表明:两株有害真菌TF和HF粗毒素对甜瓜种子萌发以及胚轴、胚根生长具有抑制作用,可导致甜瓜幼苗根系丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量及细胞膜相对透性增加,其中TF粗毒素原液处理下甜瓜幼苗根系MDA含量和细胞膜相对透性较对照分别增加108.6%和40.6%.两株有害真菌粗毒素可提高甜瓜幼苗根系保护性诱导酶活性,其中,TF粗毒素10倍稀释液处理下根系苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性较对照分别增加25.6%和23.2%;HF粗毒素原液处理下根系PAL活性较对照提高30.0%.两株有害真菌TF和HF初步鉴定为木贼镰孢菌(Fusarium equiseti)和层出镰孢菌(***).两株镰孢菌虽然不能通过回接侵染甜瓜,但能通过分泌毒素影响甜瓜正常生长和生理生化代谢,同时提高甜瓜根系保护性诱导酶活性,具有有害和有益双重作用,其化感危害是引起甜瓜连作障碍的主要原因之一.

关键词：镰孢菌粗毒素甜瓜连作障碍化感作用

黑龙江省玉米穗腐病致病镰孢菌分离鉴定及产毒基因型分析

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草业学报 2020年第1期29卷 163-174页

作者：王宝宝毕四刚肖明纲张冬英闫强张彦彦杨树龙朱振东段灿星中国农业科学院作物科学研究所北京100081 安达市农业技术推广中心黑龙江安达151400 黑龙江省农业科学院生物技术研究所黑龙江哈尔滨150028 黑龙江省穆棱市农业技术推广中心黑龙江穆棱157599 北安市农业技术推广中心植物保护站黑龙江北安164000 哈尔滨市双城区农业技术推广中心黑龙江哈尔滨150100 肇州县农业技术推广中心黑龙江肇州166400

为全面阐明黑龙江省玉米穗腐病的主要致病镰孢菌种类及其分布特征,制定科学合理的防治措施,以控制真菌毒素对玉米籽粒的危害。2018年在黑龙江省21个玉米主产区县采集玉米穗腐病病样143份,采用种子健康检测法进行镰孢菌分离,根据形态学... 详细信息

为全面阐明黑龙江省玉米穗腐病的主要致病镰孢菌种类及其分布特征,制定科学合理的防治措施,以控制真菌毒素对玉米籽粒的危害。2018年在黑龙江省21个玉米主产区县采集玉米穗腐病病样143份,采用种子健康检测法进行镰孢菌分离,根据形态学和分子生物学特征进行鉴定,并对分离的镰孢菌进行产毒基因型检测。结果表明,共分离到200株镰孢菌分离物,鉴定出12种镰孢种,其中禾谷镰孢和拟轮枝镰孢的分离频率分别为30.00%和16.00%;亚粘团镰孢和层出镰孢的分离频率均为13.00%;布氏镰孢分离占比12.50%;温带镰孢分离占比7.50%;新知镰孢分离占比2.50%;变红镰孢分离占比2.00%;拟枝孢镰孢、梨孢镰孢和居群镰孢分离频率均为1.00%;亚洲镰孢占比0.50%。产毒素类型分析发现,亚洲镰孢菌为雪腐镰刀菌烯醇(NIV)产毒类型,禾谷镰孢与布氏镰孢含3种产毒类型,其中15-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-AcDON)产毒类型最多,3-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-AcDON)稍次之,NIV型最少;拟轮枝镰孢、层出镰孢、亚粘团镰孢、新知镰孢、变红镰孢、拟枝孢镰孢和梨孢镰孢均含有产伏马毒素的关键基因fum1,具备产伏马毒素能力,温带镰孢和居群镰孢不含有fum1基因。黑龙江玉米穗腐病致病镰孢种类较多,其中禾谷镰孢和拟轮枝镰孢为优势致病镰孢,亚粘团镰孢、层出镰孢和布氏镰孢亦分布较广,温带镰孢和新知镰孢呈现小范围分布,拟枝孢镰孢、变红镰孢、梨孢镰孢以及居群镰孢是首次在黑龙江省玉米穗腐病中分离得到,丰富了黑龙江地区玉米穗腐病致病镰孢菌的种类。

关键词：玉米穗腐病镰孢菌产毒基因型

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镰孢菌与大豆根腐病研究进展

东北农业大学学报 2020年第3期51卷 87-96页

作者：许艳丽魏巍中国科学院东北地理与农业生态研究所哈尔滨150081 江苏大学农业装备工程学院江苏镇江212013

大豆根腐病是一种分布广、危害重、难防治的世界性土传真菌病害。大豆根腐病病原复杂,镰孢菌属(Fusarium)真菌是根腐病重要病原。根据多年来国内外大豆根腐病、根腐病病原和镰孢菌研究成果,综述了镰孢菌与大豆根腐病相关研究进展,主要... 详细信息

大豆根腐病是一种分布广、危害重、难防治的世界性土传真菌病害。大豆根腐病病原复杂,镰孢菌属(Fusarium)真菌是根腐病重要病原。根据多年来国内外大豆根腐病、根腐病病原和镰孢菌研究成果,综述了镰孢菌与大豆根腐病相关研究进展,主要包括镰孢菌分类、分布和危害、大豆根腐病病原菌、大豆根腐病优势病原菌、我国大豆根腐病镰孢菌种分布、国外大豆根腐病镰孢菌种分布、镰孢菌对大豆根部致病性及大豆根腐病防治措施,并展望了今后研究方向。

关键词：镰孢菌大豆根腐病病原菌

陕西省紫花苜蓿根腐病致病镰孢菌的分离与鉴定

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植物保护学报 2019年第3期46卷 715-716页

作者：梁嘉俊庞仁江宁军权易铭李芳红焦锋西北农林科技大学动物科技学院

紫花苜蓿根腐病是一种危害严重的苜蓿根部病害,是陕西省紫花苜蓿生产中的1种主要病害。2016年本课题组在榆林市调查发现,该病害发病率达45%以上,且在前期工作中已明确彬县紫花苜蓿根腐病致病菌为锐顶镰孢菌Fusarium acuminatum(易铭等,2... 详细信息

紫花苜蓿根腐病是一种危害严重的苜蓿根部病害,是陕西省紫花苜蓿生产中的1种主要病害。2016年本课题组在榆林市调查发现,该病害发病率达45%以上,且在前期工作中已明确彬县紫花苜蓿根腐病致病菌为锐顶镰孢菌Fusarium acuminatum(易铭等,2017).

关键词：紫花苜蓿根腐病陕西省致病菌镰孢菌鉴定分离根部病害

吉林省玉米穗腐病致病镰孢菌的鉴定与部分菌株对杀菌剂的敏感性

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中国农业科学 2023年第1期56卷 64-78页

作者：柴海燕贾娇白雪孟玲敏张伟金嵘吴宏斌苏前富吉林农业大学植物保护学院吉林省农业科学院植物保护研究所/农业农村部东北作物有害生物综合治理重点实验室

【目的】明确吉林省玉米穗腐病主要致病镰孢种群分布及杀菌剂对镰孢菌菌丝生长的抑制效果,为针对性地开展玉米镰孢穗腐病的防治提供依据。【方法】通过组织分离法和分子生物学方法对2020年采自吉林省36个市(县)的149份玉米穗腐病样品进... 详细信息

【目的】明确吉林省玉米穗腐病主要致病镰孢种群分布及杀菌剂对镰孢菌菌丝生长的抑制效果,为针对性地开展玉米镰孢穗腐病的防治提供依据。【方法】通过组织分离法和分子生物学方法对2020年采自吉林省36个市(县)的149份玉米穗腐病样品进行病原菌分离鉴定，利用禾谷镰孢复合种(Fusarium graminearum species complex,FGSC)毒素合成相关基因特异性引物检测其产生毒素的化学型，对部分禾谷镰孢复合种进行致病力测定；采用菌丝生长速率法测定7种杀菌剂对禾谷镰孢复合种的抑制效果。【结果】分离获得233株镰孢菌，隶属4个镰孢复合种，含9种镰孢菌，包括拟轮枝镰孢(***)、布氏镰孢(***)、禾谷镰孢(***)、层出镰孢(***)、亚洲镰孢(***)、厚垣镰孢(***)、藤仓镰孢(***)、木贼镰孢(***)和亚黏团镰孢(***)，分离频率依次为33.05%、26.18%、25.32%、12.45%、0.86%、0.86%、0.43%、0.43%和0.43%，其中禾谷镰孢复合种分离频率最高，为52.36%，是吉林省玉米穗腐病的优势致病镰孢菌。布氏镰孢、禾谷镰孢和亚洲镰孢在禾谷镰孢复合种中的占比分别为50.00%、48.36%和1.46%。系统发育树结果表明禾谷镰孢复合种种间、种内遗传多样性均较为丰富。致病力测定结果表明52.73%的禾谷镰孢复合种为中致病型菌株，东部玉米主产区分离的禾谷镰孢致病力最强。毒素化学型检测表明，亚洲镰孢为雪腐镰刀烯醇(NIV)化学型，禾谷镰孢与布氏镰孢为15-乙酰基-脱氧雪腐镰刀烯醇(15-AcDON)化学型。7种杀菌剂抑制禾谷镰孢复合种菌丝生长的EC50介于0.02—19.45μg·mL-1，其中咯菌腈(FS)、抑霉唑(FS)、氟硅唑(EC)、戊唑醇(TC)和腈菌唑(EW)对禾谷镰孢复合种抑制效果较好且差异不大，EC50小于1.20μg·mL-1,EC90小于100μg·mL-1;30%吡唑醚菌酯抑制禾谷镰孢和布氏镰孢生长的EC50差异明显，抑制禾谷镰孢的EC50是布氏镰孢的10.24倍。【结论】吉林省不同玉米产区的玉米穗腐病的优势致病镰孢不同，东部和西部为禾谷镰孢和布氏镰孢，中部为拟轮枝镰孢。禾谷镰孢复合种种间、种内遗传多样性均较丰富。咯菌腈、抑霉唑、氟硅唑、戊唑醇和腈菌唑对禾谷镰孢复合种的抑菌效果较好且在禾谷镰孢复合种间的药剂敏感性差别不明显。

关键词：玉米穗腐病镰孢菌禾谷镰孢复合种杀菌剂

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三种镰孢菌对不同苜蓿品种致病性的比较研究

草地学报 2022年第4期30卷 909-918页

作者：刘东霞杨莉宋连昭杨志敏王芳刘贵河河北北方学院河北张家口075000 张家口市草原监理站河北张家口075000 河北省张家口市农业科学院河北张家口075000

为了进一步了解根腐病病原菌的生物学特性以及不同病原菌对苜蓿的致病性,本研究以苜蓿根腐病病原BF1(Fusarium equiseti)、BF28(***)、BF36-2(***)三种镰孢菌菌株为试验材料,观测菌落的外观特征与产孢量,并对WL343、金皇后、阿尔冈金、W... 详细信息

为了进一步了解根腐病病原菌的生物学特性以及不同病原菌对苜蓿的致病性,本研究以苜蓿根腐病病原BF1(Fusarium equiseti)、BF28(***)、BF36-2(***)三种镰孢菌菌株为试验材料,观测菌落的外观特征与产孢量,并对WL343、金皇后、阿尔冈金、WL525四个苜蓿品种以菌液和菌饼两种方式接种,比较不同菌株对苜蓿的致病性。结果表明,菌液接种方式,苜蓿感病较快,感病程度较重。不同菌株在苜蓿根系的定植能力不同,BF1菌丝在根系附近聚集;而BF28及BF36-2菌丝则均匀分布于培养基表面。菌饼接种方式,不同菌株对苜蓿的致病性存在较大差异,产孢能力强的菌株致病力强。BF28对苜蓿的致病性最强,BF36-2次之,而BF1的致病性较弱。通过对感病植株进行解剖构造与致病过程观察,病菌以厚垣孢子入侵根系及叶片表皮细胞,以菌丝体及孢子形式在细胞间隙扩展,并向植物组织中释放细胞壁溶解物质,植物细胞壁溶解,根髓部腐烂中空,根颈部缢缩,叶部出现溃烂斑,植株的生长受阻。

关键词：紫花苜蓿镰孢菌根腐病生物学特性