糜子生育期短、抗旱、耐瘠、营养丰富,是干旱半干旱地区重要的粮食作物和经济作物。丝黑穗病是糜子生产上的主要病害,是制约糜子产量和品质的重要因素。因此,分析病原菌遗传多样性水平和毒力分化程度,研究糜子丝黑穗病抗性生理机制,筛选高效防治药剂,明确适宜栽培措施,对抗病品种选育及病害绿色防控具有十分重要的意义。由于糜子属区域性作物,目前国内外关于糜子及糜子丝黑穗病的相关研究鲜有报道,本试验利用RAPD和SSR分子标记技术对来自我国糜子主产区的病原菌进行遗传多样性分析,鉴定糜子种质资源和育成品种丝黑穗病抗性水平,筛选鉴别寄主并对病原菌进行毒力分析,比较分析糜子不同生育时期感染丝黑穗病后叶片抗氧化酶系、抗病相关酶活性,蛋白质、糖含量,及同工酶谱带的变化和差异,通过室内毒力测定和田间药效试验,筛选防治糜子丝黑穗病高效杀菌剂,并且研究不同播期对抗、感品种丝黑穗病发病及产量的影响。主要研究结论如下:(1)田间调查结果显示,糜子丝黑穗病为害的穗部症状主要表现为黑粉包状、簇叶状、刺猬头和黑粉粒4种类型。糜子丝黑穗病菌冬孢子在光学显微镜下,呈褐色,球形,扫描电子显微镜下可见壁表具微小突起。冬孢子形态特征和ITS序列比对结果表明,本试验所用菌株为Sporisorium destruens。冬孢子萌发的最适温度为25℃,最适pH为5,甲醛处理促进萌发。丝黑穗病菌最适碳源和氮源为葡萄糖和KNO3,25℃比较适合此病菌生长和产孢,pH为7时生长最快、产孢量最大,在Czapek和PDA培养基上生长较好。(2)来自我国黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、陕西和甘肃的糜子丝黑穗病菌(S.destruens)遗传变异程度不高,遗传背景比较单一。选出的28条RAPD引物和40对SSR引物分别扩增出381和119条谱带,其中多态性谱带373和109条,多态率分别为97.90%和91.60%。RAPD的多态性水平及检测效率高于SSR。两种标记的聚类结果有差异。将两种标记的数据结合进行聚类,结果显示,在遗传相似系数为0.7425时,51个菌株可以分为3个系谱群。菌株的遗传多态性和地理分布及寄主品种之间没有明显的相关性。(3)连续3年丝黑穗病抗性鉴定结果显示,261份种质资源的抗性差异明显,抗病种质所占比重较大,其中12MD-2和12MD-250连续3年均表现免疫;66份育成品种中,来自俄罗斯的品种blest jachee和orlovski karlik表现高抗,而我国的品种均未表现出稳定抗性。参试糜子种质资源中,3份具有高抗、矮秆、早熟和高产等优良性状,可直接用于实际生产。我国S.destruens存在毒力分化现象,根据各鉴别寄主对各菌株的抗性等级,可将16个菌株分为3个致病类型。(4)糜子接种S.destruens后,SOD活性升高,三叶期抗病品种的升高幅度显著大于感病品种,且抗病品种的SOD活性显著高于感病品种;抗病品种POD活性持续升高,而感病品种POD活性在后期下降;抗病品种MDA含量低于感病品种。糜子受S.destruens侵染后,抽穗期和灌浆期APX活性与抗性呈负相关;GR活性与抗性成反比;抗病品种AsA含量迅速升高并维持在较高水平,而感病品种升高较慢且后期下降幅度较大;抗、感品种GSH含量在三叶期和拔节期升高,在抽穗期和灌浆期下降。在S.destruens诱导下,抗病品种PAL活性升高幅度在三叶期、拔节期和灌浆期均高于感病品种,三叶期和拔节期抗病品种几丁质酶活性显著高于感病品种,β-1,3-葡聚糖酶活性在抽穗期与抗性呈正相关。接种后,可溶性蛋白含量与发病率无显著相关性;在三叶期和灌浆期可溶性总糖含量与抗性呈负相关;而还原糖含量在三叶期和拔节期接种后与抗性呈负相关。丝黑穗病菌侵染能引起不同抗病类型糜子品种POD、EST、SOD和PPO同工酶谱的变化,抗病品种谱带增加数大于感病品种。综上,在糜子抗病育种和生产实践中,SOD、POD、APX、GR、PAL、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,MDA、AsA、GSH、可溶性总糖及还原糖含量,POD、EST和SOD同工酶均可作为鉴别糜子丝黑穗病抗性的辅助指标。(5)通过对戊唑醇、甲基硫菌灵、烯唑醇、多菌灵、苯醚甲环唑和福美双6种药剂的室内毒力测定和两年田间药效试验,结果发现,戊唑醇对冬孢子萌发的抑制作用最强,福美双最弱;烯唑醇对种子萌发抑制作用最大;戊唑醇田间防效最好,其次为烯唑醇、甲基硫菌灵、多菌灵,福美双防治效果最差。多菌灵显著降低主茎倒二叶面积、主茎倒三叶面积、叶干重和分蘖数,各药剂处理下的单株粒重均有不同程度的减少,但产量均增加,其中戊唑醇处理下的产量两年均最高。戊唑醇能以较低浓度获得较好的防治效果,建议在实际生产中推广利用。(6)不同糜子品种对播期的响应不同,但除05在5个播期均不发病外,其他品种均在播期Ⅰ发病率最高,其他播期无显著差异。抗病品种巴盟小黑糜和05在播期Ⅲ产量最高,因此6月15日左右可作为这两个品种的适宜播期;感病品种杂黍和黄硬糜在播期Ⅱ产量最高,因此可将6月1日作为这两个品种的适宜播期。发病率和5 cm土层温度呈显著负相关,低温有利于丝黑穗病的发生;发病率与20 cm土层水分含量无显著相关性。