稻曲病菌的生物學、侵染特性及遺傳多樣性研究.pdf

1、稻曲病(Ustilaginoidea virens(cooke)Tak)是危害水稻的一種世界性真菌病害。近幾年來，隨著水稻品種更替、雜交稻種植面積擴大和栽培方式的變化，稻曲病的發(fā)生日益嚴重，2004～2005年該病在我國大發(fā)生，造成了嚴重的經(jīng)濟損失。稻曲病菌可產(chǎn)生對人畜機體有害的毒素，因此，稻曲病的防治對于水稻生產(chǎn)和糧食安全保障至關(guān)重要。鑒于此，本文對稻曲病菌的生物學特性、侵染時期、組織學觀察、侵染特性和厚垣孢子越冬存活期限以及湖北省稻

2、曲病菌的遺傳多樣性進行了研究，以期為制定大田病害防治策略提供一定的理論依據(jù)。 對稻曲病菌厚垣孢子、分生孢子的萌發(fā)特性研究結(jié)果表明，病原菌厚垣孢子和分生孢子在蒸餾水和2％蔗糖溶液中3h不能萌發(fā)，6h時分生孢子、厚垣孢子分別萌發(fā)產(chǎn)生次生分生孢子和分生孢子；黃色(前期)和黑色(后期)稻曲球上的厚垣孢子在2％蔗糖溶液中的萌發(fā)率均高于蒸餾水中的萌發(fā)率，24h時黃色稻曲球上的厚垣孢子在兩種基質(zhì)中的萌發(fā)率分別為63％和93％，而黑色稻曲球上的

3、厚垣孢子萌發(fā)率則為54％和76.6％。不同固體和液體培養(yǎng)基對稻曲病菌菌絲生長及產(chǎn)孢量的影響結(jié)果表明，供試的9種固體培養(yǎng)基中，以PSA培養(yǎng)基最適于病原菌生長，生長速率為2.54mm.d<'-1>；病菌在7種培養(yǎng)液中振蕩培養(yǎng)7d后，在PDB培養(yǎng)液中菌絲干重最大，達2.4467g.100mL<'-1>，在大米汁和馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液中分生孢子產(chǎn)量最多，孢子濃度分別為2.63×10<'7>個/mL和2.28×10<'7>個/mL；而固、液態(tài)的Cz

4、apek和脅本哲氏培養(yǎng)基均不適宜于稻曲病菌的培養(yǎng)。藥劑對病原菌無性孢子的毒力測定結(jié)果表明20.67％萬興乳油和40％福星乳油對稻曲病菌厚垣孢子和分生孢子的萌發(fā)均具有較好的抑制效果，其EC<,50>分別為2.217μg·mL<'-1>、2.234μg·mL<'-1>和3.633μg·mL<'-1>、2.656μg·mL<'-1>；10％世高和10％井岡霉素的抑制效果相對較差。稻曲病菌粗毒素研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)稻曲病菌培養(yǎng)液處理的種子，在根尖部位發(fā)

5、生褐變，對芽和根的生長抑制率分別可達49.15％和46.43％，表明病原菌可產(chǎn)生抑制禾本科植物和豆科植物種子萌發(fā)的毒素。 采用分生孢子和厚垣孢子注射法接種中稻、晚稻不同生育期植株，研究病原菌侵入寄主的適宜時期。分生孢子接種試驗結(jié)果表明，稻曲病菌在水稻孕穗期和破口期較易侵入。在2005年～2006年孕穗期和破口期分生孢子注射接種試驗中，兩優(yōu)培九、紅蓮優(yōu)6號和國豪雜優(yōu)1號三品種都表現(xiàn)癥狀，同一品種的發(fā)病率在不同的年份接種試驗中不同。

6、在水稻分蘗期、圓桿期和揚花期用分生孢子接種后，稻株均未顯癥。孕穗期用4℃保存9個月的厚垣孢子接種兩優(yōu)培九和紅蓮優(yōu)6號兩品種，均未表現(xiàn)癥狀。 分別用分生孢子和厚垣孢子注射接種水稻孕穗期植株，在不同時間段采集水稻幼穗，經(jīng)固定、脫色、染色后對穎殼進行顯微觀察。組織學觀察結(jié)果表明，接種6h后分生孢子萌發(fā)產(chǎn)生次生小分生孢子，24h后在穎殼表面產(chǎn)生大量菌絲侵入；與分生孢子不同，厚垣孢子并不直接萌發(fā)產(chǎn)生菌絲，而是于接種6h后萌發(fā)產(chǎn)生芽管，24

7、h時萌發(fā)率達37％，36h取樣觀察時在芽管頂端可見1～2個分生孢子生成。該結(jié)果說明，厚垣孢子和分生孢子先是萌發(fā)產(chǎn)生初生分生孢子和次生分生孢子，然后再產(chǎn)生菌絲侵入寄主。應(yīng)用?；砸?US2-5：5’caatgcatgtctgagtggatttttg3’，US4-3：5’ccaacaccaagcgcaagacaga3’)研究了稻曲病菌的侵染特性。在水稻芽期用厚垣孢子拌種，三葉期分生孢子液浸根，圓桿期和孕穗期分生孢子液注射接種，然后于不同生

8、育期分別取樣。采用稻曲病菌?；砸飳颖净蚪MDNA進行PCR擴增，均可得到一條大小約為230bp的特異性條帶，測序結(jié)果表明，擴增產(chǎn)物為稻曲病菌(U.virens)ITS序列的一部分。在接種植株不同生育后期樣本上皆可檢測到稻曲病菌的存在，表明稻曲病菌可在水稻芽期、苗期、孕穗期侵染水稻，侵入后隨著植株的生長而向上遷移，病菌的侵染具有系統(tǒng)性和潛伏侵染特性，不顯癥的谷粒上也可以帶菌。 厚垣孢子越冬研究結(jié)果表明，在土層下3cm處厚垣孢

9、子于自然條件下可存活10個月，潮濕條件下可存活9個月；在20cm深處時存活期限分別為8和7個月。隨著埋藏深度和土壤中含水量的增加，孢子萌發(fā)率降低，存活期限縮短。 對從湖北省不同縣市分離到的66個稻曲病菌菌株進行了遺傳多樣性分析，從80個隨機引物中篩選出12個擴增效果較好的引物用于RAPD分析，12個引物共擴增得到97條DNA帶，其中多態(tài)性條帶數(shù)為77，占79.38％。聚類分析結(jié)果表明，來自湖北省不同縣市的66個菌株具有較高的相似