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基于抗性品种筛选及抗药性监测的小麦赤霉病防控途径研究

吴雨琦

基于抗性品种筛选及抗药性监测的小麦赤霉病防控途径研究

吴雨琦1
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作者信息

  • 1. 江苏大学
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摘要

小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是我国小麦生产上的主要病害之一。赤霉病菌侵染小麦后,不仅导致小麦产量和品质降低,还会在小麦籽粒中产生一系列真菌毒素,严重威胁人畜健康。目前我国小麦赤霉病的防控主要是采取选用抗病品种、化学防治及农业防治相结合的综合防治技术。 本研究从两方面开展工作。一是赤霉病抗性小麦品种(系)筛选。在田间自然发病条件下,调查江苏省不同麦区共150种小麦品种(系)的赤霉病发生情况及籽粒中脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)毒素的积累情况,并对其进行抗性基因Fhb1、Fhb2和Fhb5鉴定。结果表明,在田间自然发病条件下,淮南麦区小麦品种(系)的赤霉病发生程度明显低于淮北麦区品种(系)小麦;不同品种(系)小麦籽粒DON毒素含量与病穗率及病情指数均呈正相关;携带多个抗性基因的小麦品种(系)与携带单个抗性基因的小麦品种(系)相比,其赤霉病发病程度轻且籽粒中DON毒素含量较低。这表明多个抗性基因聚合比单个抗性基因的抗性效果好,不同赤霉病抗性基因聚合不仅能够提高小麦的赤霉病抗性,还可以降低小麦籽粒中DON毒素含量;本研究筛选到一个可能同时携带三个抗性基因(Fhb1+Fhb2+Fhb5)的小麦品种(系)——扬大617,其病穗率、病情指数及籽粒中DON含量均较低,且其田间农艺性状较好,可以作为新的赤霉病抗源加以利用。 二是筛选对小麦赤霉病有优秀防效的药剂及具有抑制赤霉病菌活性且能够降低DON毒素的化合物。在2020年至2022年间,我们连续三年监测了江苏省田间小麦赤霉病菌对多菌灵(Carbendazim)、戊唑醇(Tebuconazole)、咪鲜胺(Prochloraz)和氰烯菌酯(Phenamacril)这 4 种化学杀菌剂的抗药性,结果显示,江苏省田间小麦赤霉病菌对多菌灵的抗药性已十分严重,但用其他药剂替代该药剂后,田间小麦赤霉病菌对多菌灵的抗性水平呈现逐年下降的趋势。此外,本研究于2021年首次在江苏省田间采集到了戊唑醇抗性菌株(16株)、咪鲜胺抗性菌株(1株)、氰烯菌酯抗性菌株(5株),并发现多菌灵?戊唑醇抗性菌株(2株)、多菌灵?咪鲜胺抗性菌株(1株)。随后,我们进行田间小区试验,评估不同药剂处理后对小麦赤霉病的防治效果。药剂评估试验结果表明,氟唑菌酰羟胺类药剂有优秀的赤霉病防效,其对小麦赤霉病的病穗率防效(98.11%)和病情指数防效(99.40%)均为最高;丙硫菌唑类药剂有稳定而优良的赤霉病防效,这些药剂对小麦赤霉病的病穗率防效均达90%以上,病指防效均达到95%以上。本课题组前期研究发现,化合物 N-(苯硫基)邻苯二甲酰亚胺(N-(phenylthio) phthalimide ,NPP)对禾谷镰孢菌野生型菌株 PH-1的产DON毒素能力有显著的抑制作用。在本研究中,我们开展了室内实验和田间试验,探究 NPP 对禾谷镰孢菌活性及DON毒素生物合成的影响。室内实验和田间试验均表明NPP不仅能够抑制野生型菌株PH-1的生长,还可以通过抑制PH-1中与DON毒素合成相关的关键基因的表达来抑制DON毒素的生物合成,且在一定范围内浓度越高抑制效果越好。 本研究通过利用“优良赤霉病抗性小麦品种(系)+赤霉病防效优药剂”相结合的方式,为防控小麦赤霉病提供新参考。

关键词

小麦赤霉病/抗性品种/化学防治/抗药性

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授予学位

硕士

学科专业

生物学

导师

庄义庆/谭小力

学位年度

2023

学位授予单位

江苏大学

语种

中文

中图分类号

S4
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