糜子生育期短、水分利用率高,是干旱半干旱地区重要的粮食作物,也是种植业结构调整的先锋作物。黑穗病是糜子产业上的重大病害之一,严重影响糜子的产量和质量。糜子黑穗病是系统侵染性病害,病原菌于早期侵入糜子植株,但明显病症在成熟期才表现出来,早期无法通过生理特征或外观特征等鉴定其是否感染黑穗病菌,因此,建立糜子黑穗病分子检测体系,对糜子黑穗病早期诊断、预测预报、和及时防治具有重要意义。研究Sporisorium destruens以下简写为S.destruens的定植和侵染寄主过程,分析健株病株糜子幼穗分化过程差异,观察感病糜子植株穗部细胞的超微结构变化,为今后研究S.destruens的致病机理、病原菌与寄主互作机制和糜子植株的抗病机制有重要的借鉴意义。本研究设计了S.destruens的特异性引物,建立了S.destruens的常规PCR检测体系,为糜子黑穗病的早期检测提供技术保障;利用设计的PCR检测方法研究了S.destruens在糜子各部位的定植情况;观察了糜子黑穗病的四种典型病症,对比分析了健康植株和感病植株的幼穗分化过程差异,明确了感病糜子植株黑粉苞的形成过程;观察了感病糜子植株穗部的超微结构,明确了感病糜子植株穗部细胞变化过程。研究得出如下结论:(1)引物组Sds-F/Sds-R对相关供试菌株没有扩增出阳性条带,仅对S.destruens有阳性扩增,表明该引物组对S.destruens具有特异性,该引物组的扩增大小为465bp,该分子检测体系对感病糜子植株的最低检测量为100 ng,对病原菌的最低检测量为10。接种S.destruens5 d后观察该病原菌在寄主上的定植情况,通过观察发现S.destruens通过形成附着孢侵染寄主,病原菌在寄主胚根、胚轴、胚芽鞘上均有定植,该病原菌的定植部位没有局限性。在被定植的组织部位中,幼嫩组织部位的数量均高于年老组织部位。S.destruens侵入寄主后随生长点向上生长,该病原菌最终侵入寄主穗部,在较老组织中仅有少量菌丝残留,在穗部快速大量繁殖,并形成冬孢子,成为来年的侵染源。糜子黑穗病是系统侵染性病害,该病原菌的定植部位与侵染部位没有局限性。(2)糜子黑穗病有四个典型病症分别为黑粉苞状、簇叶状、刺猬头状和部分结实状,黑粉苞状和部分结实状植株的生殖器官被病原菌完全破坏或部分破坏,但没有转换成营养器官。簇叶状和刺猬头状植株生殖器官特性消失,生殖器官转换为营养器官-叶,糜子黑穗病不同病症的差异可能是S.destruens侵入时花序的发育状态不同造成的。健康植株进行正常幼穗分化过程,在感病植株中,病原菌在有穗分化早期就已经进入寄主穗组织,感病植株幼穗分化停留在枝梗系统分化期,之后不再进行幼穗分化仅进行冬孢子的成熟。(3)在健康糜子植株中未观察到S.destruens,根、茎、叶、叶鞘等部位无被病原菌破坏现象。在发病植株中,S.destruens以生物营养型病原菌的形式在根、茎、叶、叶鞘等部位与寄主共生,未造成这些部位组织的死亡,该病原菌仅在糜子穗部形成冬孢子,并以坏死型病原菌的形式存在于寄主穗部,病原菌侵入寄主后与糜子互作,寄主发生一系列变化,寄主细胞细胞质紊乱,细胞器解体,细胞空泡化,细胞壁降解,最后完全消解。细胞逐渐降解,最后广泛降解,最终导致寄主穗组织的全面坏死。