摘要
小麦茎基腐近年来在我国各麦区普遍发生,造成了严重的产量损失,对我国粮食安全具有严重的威胁。本实验阐明了河套平原春麦区的小麦茎基腐病原菌组成及优势群体毒素化学型组成,比较了不同优势镰孢菌群体的苗期致病力差异。首次阐明了中国黄色镰孢群体的遗传多样性,比较了不同遗传群体的生态适应性差异。分析了镰孢菌的分布和气侯因素的相关性。 1.河套平原小麦茎基腐病原菌组成 从整个河套春麦区共分离到10种镰孢菌,其中包括占据主要优势地位的F.culmorum和F.pseudograminearum,还包括频率较低的F.equiseti、F.graminearum等种,而且F.pseudograminearum的频率逐年上升。F.culmorum优势毒素化学型为3ADON型,F.pseudograminearum毒素化学型中3ADON型占据55.5%,15ADON为44.5%,但从年度变化来看,15ADON型在逐渐扩张;F.culmorum苗期致病力强于F.pseudograminearum,这是F.culmorum能够维持一定数量并在2020年小麦种植面积大幅减少、竞争压力变大的情况下群体量超过F.pseudograminearum的原因之一。 2.黄色镰孢群体多样性 河套平原春麦区F.culmorum群体中MAT1和MAT2两种交配型菌株都存在。利用简单重复序列(SSR)对来自中国、匈牙利、阿尔及利亚、美国、澳大利亚、意大利六个国家的F.culmorum菌株进行遗传多样性分析,结果显示F.culmorum群体多样性高,群体内私有等位基因丰富,位点间连锁系数高,主要以无性繁殖为主。群体没有明显的地理来源隔离,遗传变异主要来源于群体内菌株间。中国F.culmorum群体存在群体内遗传分化,可以被分为两个遗传群体。其中pop1与其余所有国家菌株划分为一个亚群,pop2为中国独有的亚群。 3.不同遗传群体生态适应性差异 测定了中国F.culmorum群体菌丝生长速率、分生孢子产量、苗期致病力、主要毒素产量这几项生态适应性指标。在菌丝生长速率和分生孢子产量这两个生长繁殖特性上pop1和pop2群体并没有显著差异但在苗期致病力和3ADON以及15ADON产量上pop2群体显著大于pop1群体,这说明pop2群体在侵染致病以及定殖上强于pop1群体,是pop2群体适应选择压力的表现以及群体量在逐年扩张的原因。 4.镰孢菌分布和气象因子的相关性 气候因子显著影响着镰孢菌的分布,F.pseudograminearum主要受温度的影响,受其他气象要素影响较小,分布十分广泛,在平均温度高于8℃的河套平原地区和华北平原地区都有大量分布。F.culmorum除了温度外还受降雨量、平均湿度相关参数的显著影响,受气象条件制约较大,分布范围受限,广泛分布在冷凉的河套平原地区。F.graminearum的分布也受多种气候因子影响,在华北平原和呼伦贝尔地区都有分布,但在呼伦贝尔地区占据优势种地位,这可能受其低温致病性以及病原寄主互作机制和其他因素的综合影响。