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不同谷物中藤仓镰刀菌复合群种群结构与特性研究

2020-12-08阅读(670)

不同谷物中藤仓镰刀菌复合群种群结构与特性研究

论文摘要

谷物是人类生存必不可缺的粮食作物,镰刀菌是一类重要的谷物病原菌,其中藤仓镰刀菌复合群侵染作物后,会产生多种真菌毒素,引起小麦赤霉病、水稻恶苗病等病害发生,造成严重的经济损失,并威胁人畜健康。本研究明确了研究区域中谷物中镰刀菌种群结构组成,以及藤仓镰刀菌复合群遗传多样性和产毒能力,这将为作物病害防治策略的开发和镰刀菌毒素的田间控制提供理论依据。同时,建立了一种简便、快捷的多毒素检测方法,对谷物中多种毒素含量的研究检测具有重要意义。主要研究结果如下:（1）通过对江苏省、安徽省、山东省等地的水稻、小麦、大豆、玉米中镰刀菌的分离纯化,得到1924株镰刀菌菌株。明确了不同寄主中镰刀菌的组成,小麦中的优势种群是禾谷镰刀菌复合群（Fusarium graminearum species complex,FGSC）,玉米中的优势种群是藤仓镰刀菌复合群（Gibberella fujikuroi species complex,GFSC）,水稻和大豆中的优势种群是砖红-木贼镰刀菌复合群（Fusarium incarnatum-equiseti species complex,FIESC）。（2）选取藤仓镰刀菌复合群为研究对象,基于伏马毒素合成基因Fum1和翻译延长因子序列EF1-α,对其进行了系统发育学分析。结果表明,分离到的藤仓镰刀菌复合群菌株可以分为轮枝镰刀菌（F.verticillioides）、层出镰刀菌（F.proliferatum）、藤仓镰刀菌（F.fujikuroi）、高粱镰刀菌（F.andiyazi）4个种,且与来源没有明显关系。（3）建立了基于高效液相色谱-串联质谱多种镰刀菌毒素同时检测的方法。对藤仓镰刀菌复合群产毒能力检测表明,F.verticillioides和F.proliferatum合成伏马毒素的能力最强,F.proliferatum和F.fujikuroi能够合成一定浓度的白僵菌素（Beauvericin,BEA）和串珠镰刀菌素（Moniliformin,MON）,F.andiyazi合成毒素的能力较弱。（4）对藤仓镰刀菌复合群的致病力进行了分析,结果表明,所有种群均能降低水稻种子的萌发率,并在玉米叶片上形成病斑,种之间没有显著性的差异。另外,F.fujikuroi对水稻幼苗根和芽表现出两种不同的致病方式。

论文目录

  • 符号说明
  • 中文摘要
  • Abstract
  • 1 前言
  •   1.1 产毒镰刀菌种群
  •     1.1.1 引起小粒谷物发病的镰刀菌
  •     1.1.2 引起玉米发病的镰刀菌
  •     1.1.3 引起水稻发病的镰刀菌
  •   1.2 镰刀菌毒素
  •     1.2.1 单端孢霉烯
  •     1.2.2 玉米赤霉烯酮
  •     1.2.3 伏马毒素
  •     1.2.4 新兴镰刀菌毒素
  •   1.3 镰刀菌毒素检测方法
  •     1.3.1 高效液相色谱检测法
  •     1.3.2 高效液相色谱-串联质谱检测法
  •     1.3.3 酶联免疫吸附测定法
  •     1.3.4 生物学鉴定法
  •     1.3.5 其他方法
  •   1.4 谷物中镰刀菌毒素的限量规定
  •   1.5 研究目的及意义
  •   1.6 研究内容
  • 2 材料与方法
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 菌株来源
  •     2.1.2 培养基和溶液
  •     2.1.3 实验仪器
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 镰刀菌的分离鉴定
  •       2.2.1.1 菌株的分离
  •       2.2.1.2 菌株的纯化与保存
  •       2.2.1.3 镰刀菌DNA的提取
  •       2.2.1.4 镰刀菌种的鉴定
  •     2.2.2 GFSC系统发育分析
  •     2.2.3 GFSC产毒能力的鉴定
  •       2.2.3.1 多毒素检测方法的建立
  •       2.2.3.2 GFSC产毒能力的检测
  •     2.2.4 GFSC不同种致病力的研究
  •       2.2.4.1 GFSC不同种分生孢子的获得
  •       2.2.4.2 GFSC不同种侵染水稻粒实验
  •       2.2.4.3 GFSC不同种侵染玉米叶片实验
  • 3 结果与分析
  •   3.1 不同寄主中镰刀菌的组成
  •   3.2 GFSC系统发育分析
  •     3.2.1 基于翻译延长因子EF-1α序列的系统发育分析
  •     3.2.2 基于毒素合成基因Fum1序列的系统发育分析
  •   3.3 GFSC不同种产毒能力的鉴定
  •     3.3.1 多毒素检测方法的建立
  •       3.3.1.1 毒素提取纯化条件的确定
  •       3.3.1.2 仪器条件的确定
  •       3.3.1.3 FB1、FB2、FB3、HYFB1、BEA和MON的标准曲线与检出限
  •       3.3.1.4 FB1、FB2、FB3、HYFB1、BEA和MON的加标回收及精密度测定
  •     3.3.2 GFSC不同种产毒能力的检测
  •   3.4 GFSC不同种致病力的研究
  •     3.4.1 水稻种子侵染实验结果
  •       3.4.1.1 GFSC不同种分生孢子对水稻种子萌发率的影响
  •       3.4.1.2 GFSC不同种分生孢子对水稻种子萌发后根和芽生长的影响
  •     3.4.2 玉米叶片侵染实验结果
  • 4 讨论
  •   4.1 谷物中镰刀菌的优势种群及特性
  •   4.2 谷物中的藤仓镰刀菌复合群
  •   4.3 多毒素检测方法的建立
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 李杨

    导师: 杨正友,史建荣

    关键词: 谷物,镰刀菌,藤仓镰刀菌复合群,种群结构,特性研究

    来源: 山东农业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 生物学,植物保护

    单位: 山东农业大学

    分类号: Q93;S435

    总页数: 66

    文件大小: 3062K

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