玉米在经济和农业生产中占有极其重要的地位。禾谷镰刀菌复合群（Fusariumgraminearumspeciescomplex，FGSC）可引起玉米穗腐和茎基腐，并产生多种真菌毒素及次生代谢产物，造成玉米产量和质量的下降，严重威胁食品安全。本研究调查了我国16个省玉米主产区样品中的FGSC种群结构和产毒类型，并研究环境条件对代表菌株产毒能力和产毒基因表达水平的影响。分析不同菌株侵染玉米和小麦的产毒力与致病力的相关性，旨在完善我国玉米中FGSC种群分布信息、探究产毒和致病力之间的关系，为玉米病害防控提供基础信息和玉米安全生产提供风险警示。 1玉米中禾谷镰刀菌复合群的种群结构和产毒类型研究 2019-2021年连续三年在我国玉米主产区采集样品，依据形态学和分子生物学方法鉴定出205株菌株，包括了禾谷镰刀菌（F.graminearum）、布氏镰刀菌（F.boothii）、亚洲镰刀菌（F.asiaticum）和南方镰刀菌（F.meridionale）四个种，其中F.graminearum为优势种。在地理分布上，F.graminearum和F.boothii主要分布在北方，F.meridionale主要分布在西南地区。生物学特性表明，FGSC最适合的温度为25℃，F.boothii生长速率最慢，四个种的菌株无性生殖能力没有显著性差异。14种三唑类杀菌剂中对FGSC菌株抑制率较强的药剂为丙硫菌唑2μg/mL、苯醚甲环唑2μg/mL和咪鲜胺0.2μg/mL。离体培养供试菌株对产毒基因型和化学型分析表明，F.graminearum和F.boothii主要产脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON）及其衍生物和玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEN）；F.meridionale和F.asiaticum主要产雪腐镰刀菌烯醇（Nivalenol，NIV）及其衍生物和ZEN，且F.boothii合成DON和ZEN的能力最强。挑选产毒基因型不同的F.graminearum和F.asiaticum菌株对吐丝期的玉米穗进行顺序接种，F.graminearum+5dF.graminearum顺序接种致病力最严重，产毒力也较强。 2环境因素对禾谷镰刀菌复合群产生毒素和产毒基因表达的影响 FGSC每个种选取两个代表菌株，探究不同条件下（水活度、温度和培养时间）对菌株产毒能力和基因表达水平的影响。由实验结果分析可知，产毒能力的最佳条件不同。DON、3ADON和15ADON产生的最佳条件为0.98aw、30℃或0.99aw、25℃；NIV和4ANIV产生的最佳条件为0.99aw、30℃；随着培养时间的延长，DON和NIV的浓度逐渐升高，而其衍生物的浓度降低。ZEN产生的最佳条件为0.99aw、30℃或0.95aw、25℃。产毒基因表达的最佳条件通常情况在0.95aw，低水活度诱导毒素合成基因的表达。温度对于不同菌株的基因表达水平会存在差异。单一因素和多因素分析表明，环境条件对供试菌株中毒素合成和基因表达都有显著影响。 3FGSC侵染作物产毒特征与致病力相关性研究 不同菌株侵染玉米（幼苗期、成株期和吐丝期）和小麦（扬花期），分析致病力、离体毒素合成能力和活体毒素合成能力之间的相关性。不同种的代表菌株侵染玉米种子引起玉米小苗矮缩、根系缩短等症状，但是致病力在种间没有显著性差异，F.boothii、F.meridionale和F.asiaticum致病力与根系毒素含量呈正相关。玉米苗茎基部接种镰刀菌显示典型的水渍状病斑，致病力与离体DON和NIV含量呈正相关。玉米穗受镰刀菌侵染至成熟期出现各色霉层，F.asiaticum引起穗腐病典型症状的能力显著低于F.boothii；毒素浓度高的宿迁产区玉米籽粒中，致病力与DON和NIV含量呈正相关。镰刀菌侵染小麦穗显示赤霉病症状，其中F.graminearum和F.asiaticum病情指数显著高于F.boothii，且感病品种中，毒素含量与致病力呈正相关。
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