禾谷镰刀菌接种小麦穗后病菌生物量和DON毒素的定量分析

【作者】 吴茂森； 陈欣怡； 杨菲； 陈华民； 何晨阳；

【机构】 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室；

【摘要】 小麦赤霉病是一种世界性的真菌病害,该病害的流行不仅造成小麦严重减产、品质降低,且导致发病小麦籽粒的真菌毒素污染,对人畜健康造成严重为害。研究赤霉病菌在侵染小麦时的病原菌生物量变化以及对生物毒素DON(deoxynivalenol,脱氧雪腐镰刀菌烯醇)进行定量分析,对于了解小麦品种的抗、感病机制和开展食品安全研究具有重要的意义。禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)是引起麦类赤霉病的最主要病原菌。本研究以禾谷镰刀菌为研究对象,选择9个具有不同抗病水平的小麦品种,于小麦扬花期取小麦穗,利用喷雾方法接种赤霉病菌孢子悬浮液(10~6),在人工控制条件下离体培养,于接种后不同时间取样,冷冻干燥后分别提取样品总DNA和DON毒素,并分别利用实时定量PCR和EIA试剂盒方法进行病原生物量和DON含量检测。病菌生物量检测结果显示,依据品种的抗、感病性状不同,病原菌生物量变化呈现明显的差异,感病品种在接种后病菌生物量上升迅速,至接种后7天接种麦穗全部为病菌覆盖,病菌生物量达到最大(宁麦6号,34.2ng/mg干重),与同一时间点的抗病品种病菌生物量(望水白,0.75ng/mg干重)相比,感病品种的病原菌生物量达到抗病品种的45倍以上。9个品种的病原菌生物量变化与小麦品种的抗感病水平表现出一致的趋势;利用EIA检测试剂盒对DON定量分析结果,在接种早期(1天、3天、5天),DON产生量随着病菌生物量的增加而同步增加,且在接种后3天DON产生量的比例甚至超过了病菌生物量的上升比例。接种后期(7天、9天),病菌生物量上升迅速,而DON产生量并未成比例增加,而是缓慢增长或趋于平稳。这一结果表明,在病原菌与寄主互作的早期DON的产生量大于侵染晚期,DON的产生可能与病原菌-寄主侵染关系的建立有关。更多还原