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玉米是河南省南阳市的第二大粮食作物,种植面积占河南省的1/8,玉米穗腐病严重影响玉米生产,但未见有关南阳市玉米穗腐病的研究报道。2009年~2010年,作者对南阳市玉米穗腐病发病情况进行了调查,采集当地玉米穗腐病样品,对病原菌进行了分离、纯化及致病性测定,根据形态特征和rDNA-ITS序列对分离物进行鉴定,并研究代表菌株的生物学特性。主要研究结果如下:
1、南阳市玉米穗腐病发生情况
2009与2010年于夏玉米结穗中后期,分别在南阳市城区(卧龙区十二里河、石桥镇)、西北(内乡县、西峡县)、东北(方城县)及东南(唐河县、桐柏县)地区玉米产区调查玉米穗腐病,发现玉米穗腐病在南阳市玉米种植区普遍发生,病穗率一般为18~50%,严重高达100%。
2、南阳市玉米穗腐病的病原菌分离与纯化
从南阳市玉米种植区采集80份病害标本,按照常规组织分离法进行病原菌的分离与纯化,共获得单孢镰刀菌105株。以农大81为供试玉米品种,分别对供试菌株进行苗期叶片和结穗期籽粒接种,测定其致病性。苗期叶片接种在实验室盆栽苗上进行,穗期籽粒接种在大田进行。结果表明,所有供试镰刀菌株均可侵染玉米苗期叶片和穗期籽粒,从接种植株病部组织再分离获得了与原接种菌株形态一致的分离物,证明分离的镰刀菌株均为玉米穗腐病的致病菌。
3、病原菌的鉴定
根据病原菌的形态和rDNA-ITS(核糖体基因内转录间隔区)序列分析,将105株镰刀菌鉴定为4个种:层出镰刀菌Fusariumproliferatum有70株(约占66.7%),属优势种,以Fp1为代表菌株;串珠赤霉菌Gibberellamoniliformis有29株(约占27.6%),为次优势种,以Gm1为代表菌株;玉蜀黍赤霉菌Gibberellazeae和木贼镰刀菌Fusariumequiseti各有3株(各约占2.9%),为弱势种,分别以Gz1和Fe1为代表菌株。层出镰刀菌和木贼镰刀菌引起的玉米穗腐病在国内为首次记录。
4、病原菌的生物学特性
层出镰刀菌的适宜生长温度为25~31℃,最适生长温度为28℃;适宜生长pH为4.0~9.0,其中在pH5.0和6.0各有1个生长高峰;该菌能利用供试12种碳源,以葡萄糖、蔗糖、D-果糖和乳糖的利用效果最好;能够利用供试8种氮源,以脲、甘氨酸和L-组氨酸的利用效果最佳。
串珠赤霉菌的适宜生长温度为22~31℃,最适生长温度为25℃;适宜生长pH为4.0~9.0,其中在pH5.0和8.5各有1个生长高峰;该菌能利用供试12种碳源,以葡萄糖、蔗糖、D-果糖、木糖和可溶性淀粉的利用效果最好;对测试的8种氮源均能够利用,以硝酸钠的利用效果最佳。
玉蜀黍赤霉菌Gibberellazeae的适宜生长温度为22~31℃,最适生长温度为25℃;适宜生长pH为4.0~9.0,其中在pH6.0和8.0时各有1个生长高峰;该菌能利用12种供试碳源,以蔗糖、D-果糖和甘露醇的利用效果最好;对所测试的8种氮源均能利用,以脲和DL-丙氨酸的利用效果最好。
木贼镰刀菌Fusariumequiseti的适宜生长温度为22~31℃,最适生长温度为25℃;适宜生长pH为4.0~9.0,其中在pH5.5和8.0各有1个生长高峰;该菌能利用所测试的12种碳源,以葡萄糖、蔗糖、D-果糖和木糖的利用效果最好;对所测试的8种氮源均能够利用,以硝酸钠的利用效果最佳。