禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schw.)是小麦赤霉病、小麦茎基腐病、玉米穗粒腐病和玉米茎基腐病等病害的主要致病菌。近年来,由于黄淮地区普遍实施秸秆还田以及气候变暖,上述几种病害发病及危害程度逐年加重,成为制约小麦、玉米高产稳产和籽粒产品质量的重要因素。过去研究表明,禾谷镰刀菌能够产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、镰刀菌烯醇(NIV)等毒素,而且不同地区毒素化学型有较大差异;另外,对于产生不同的毒素的禾谷镰刀菌,其致病力也存在差异。为了弄清黄淮地区小麦、玉米两种作物上致病禾谷镰刀菌所产的毒素化学型以及其致病力。2014和2015年本课题组对我国小麦和玉米主产区黄淮地区的小麦和玉米发病组织进行了广泛采样,并经形态学鉴定和分子生物学鉴定,确定其为禾谷镰刀菌。然后,对其毒素化学型进行检测,并测定其对小麦穗部和茎部的致病性,分析毒素化学型和致病性之间的关系。主要研究结果如下:通过对小麦和玉米病株进行病原分离,并用禾谷镰刀菌特异性引物Fg16F/Fg16R进行菌种鉴定,从小麦赤霉病病穗上共分离得到109株禾谷镰刀菌菌株,从小麦茎基腐病株上共分离得到48株禾谷镰刀菌菌株,从玉米穗粒腐病穗上共分离得到33株禾谷镰刀菌菌株,从玉米茎基腐病株上共分离得到62株禾谷镰刀菌菌株,合计252株禾谷镰刀菌菌株。通过毒素特异性引物Tri303F/Tri303R和Tri315F/Tri315R对这252株禾谷镰刀菌进行毒素化学型测定,有181株菌株产15-AcDON型毒素(占71.83%),有65株菌株产3-AcDON型毒素(25.79%),只有6株菌株产NIV型毒素(2.38%)。说明在黄淮地区的禾谷镰刀菌中产15-AcDON型毒素的菌株是优势种群,产3-AcDON型毒素的菌株次之,产NIV型毒素的菌株所占比例最低。在河北地区,所有菌株都产生15-AcDON型毒素;在河南地区,产3种毒素的菌株都存在,以产15-AcDON型毒素的菌株为主;在安徽和江苏地区,产3种毒素的菌株也都存在,但以产3-AcDON型毒素的菌株为主。对77株禾谷镰刀菌在小麦穗部进行致病力测定,发现不同菌株对小麦穗部的致病力表现出明显差异。对其致病力进行分析,可以看出,在品种矮抗58上,1株禾谷镰刀菌属于弱致病力菌株;33株禾谷镰刀菌属于中等致病力菌株;43株禾谷镰刀菌属于强致病力菌株。在周麦27上,4株禾谷镰刀菌属于弱致病力菌株;50株禾谷镰刀菌属于中等致病力菌株;23株禾谷镰刀菌属于强致病力菌株。对不同毒素类型的禾谷镰刀菌进行致病力分析,可以看出,在矮抗58上,产3-AcDON型毒素的禾谷镰刀菌致病性较强,产15-AcDON和NIV型毒素的禾谷镰刀菌无明显差异。在周麦27上,产3-AcDON和15-AcDON型毒素的禾谷镰刀菌致病性无明显差异,产NIV型毒素的禾谷镰刀菌致病力较弱。对78株禾谷镰刀菌在小麦根茎部进行致病力测定,发现不同菌株对小麦根茎部的致病力表现出明显差异。对其致病力进行分析,可以看出,在品种矮抗58上,2株禾谷镰刀菌属于弱致病力菌株;12株禾谷镰刀菌属于中等致病力菌株;64株禾谷镰刀菌属于强致病力菌株。在周麦26上,3株禾谷镰刀菌属于弱致病力菌株;19株禾谷镰刀菌属于中等致病力菌株;56株禾谷镰刀菌属于强致病力菌株。对不同毒素类型的禾谷镰刀菌进行致病力分析,可以看出,在矮抗58上,产3-AcDON和NIV型毒素的禾谷镰刀菌致病性强于产15-AcDON型毒素的禾谷镰刀菌。在周麦26上,产NIV毒素的禾谷镰刀菌致病性强,产3-AcDON和15-AcDON型毒素的禾谷镰刀菌致病性无明显差异。禾谷镰刀菌对小麦穗部和茎部的致病性结果说明,不同的菌株致病性存在明显的差异,以强致病性菌株和中等致病性菌株为主,且禾谷镰刀菌的致病性强弱与毒素类型没有明显的相关性。