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玉米作为我国第一大粮食作物在东北地区被广泛栽培种植,在维持粮食产量、生产安全及促进农民增收等方面发挥着不可替代的作用。近年来由于气候条件变化使得玉米穗腐病的发生日趋加重,严重影响玉米产量及品质。镰孢菌是引起玉米穗腐病的主要致病菌,玉米穗腐病的优势致病菌因每年气候条件及种植品种差异而不同。本文在传统形态学鉴定基础上,采用现代分子生物学技术,研究了玉米穗腐病致病菌镰孢菌的种群结构以及拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)遗传多样性、毒素检测及其致病性,同时进行了玉米穗腐病接种方法的比较及玉米品种抗穗腐病分析。结果如下:1.明确了东北地区玉米穗腐病主要致病镰孢菌的种群结构从辽宁省、吉林省、黑龙江省和内蒙古自治区等27个县区采集的玉米穗腐病病样中分离纯化获得镰孢菌122株。在传统形态学鉴定的基础上,通过基因组DNA的EF-1α序列分析技术对镰孢菌种类进行辅助鉴定,确定引起玉米穗腐病的镰孢菌属于4个种:其中拟轮枝镰孢菌(F.verticillioides)的分离频率最高达到77.05%,为优势种,层出镰孢菌(F.proliferatum)、亚粘团镰孢菌(F.subglutinans)及禾谷镰孢菌(F.graminearum)的分离频率分别为7.38%、10.66%和4.92%。2.玉米穗腐病拟轮枝镰孢菌存在丰富的遗传多样性且均含有伏马菌素产毒株借助ISSR分子标记技术对分离到的40株拟轮枝镰孢菌进行遗传多样性分析,通过筛选出的8条引物扩增出45条清晰条带,其中有27条特异性条带,多态性位点比例为60%;进行遗传性与聚类分析,结果显示供试菌株的遗传相似系数在0.75到1.00之间,当遗传相似系数为0.97时,供试菌株被全部分开。表明拟轮枝镰孢菌种内遗传分化明显,ISSR类群的划分与菌株的地理来源没有表现出明显的相关性,不同省市的拟轮枝镰孢菌具有丰富的遗传多样性,但同一县区的菌株保持较高的遗传相似性。Fum 5为生物合成伏马毒素必需的多酮肽合成酶基因,根据这一特点,设计特异性引物P 1/P 2、P 3/P 4和Fum 5 F 21/Fum 5 R 1,对玉米穗腐病的致病菌拟轮枝镰孢菌(94株)进行伏马毒素PCR检测,获得PCR扩增产物分别为888 bp、702 bp和1040 bp。鉴定结果表明,94株拟轮枝镰孢菌均产生伏马毒素。3.玉米穗腐病拟轮枝镰孢菌的致病性差异与其地理来源无显著相关性致病性测定结果表明:31%的玉米穗腐病平均病情级别在3.6-5.4之间,69%的玉米穗腐病平均病情级别在1.6-3.4之间,其中接种禾谷镰孢菌的玉米穗腐病平均病情级别在1.8-5.4之间,接种拟轮枝镰孢菌的玉米穗腐病平均病情级别在1.6-5.0之间。在所有供试菌株中,玉米穗腐病平均病情级别最高为5.4,最低为1.6。结果表明拟轮枝镰孢菌及禾谷镰孢菌的致病力差异与菌株的地理来源没有相关性,且拟轮枝镰孢菌与禾谷镰孢菌的致病力没有差异。4.玉米品种对穗腐病整体抗性水平较高玉米穗腐病抗病性分析试验结果表明,双牙签法接种玉米雌穗平均病级数为5.62,接种玉米雌穗发病程度高于花丝通道注射法和针刺果穗法,双牙签法操作简单,接种时病菌可以直接接触玉米粒有利于病菌的侵入及发病,更适合用于田间大规模接种试验,接种结果更为理想。品种抗病性分析结果表明,两年参与抗性鉴定共325个品种,其中24%的品种表现为中度抗穗腐病病,62%的品种表现为抗病,11%的品种表现为高度抗病。