假禾谷镰刀菌及其分泌的毒素在田间茎基腐病的小麦组织中的分布和积累

【作者】 徐飞； 石瑞杰； 刘露露； 韩自行； 张姣姣； 李淑芳； 刘继红； 宋玉立； 王俊美； 刘伟； 周益林； 李丽娟； 冯超红； 李亚红；

【机构】 河南省农业科学院植物保护研究所农业部华北南部作物有害生物综合治理重点实验室； 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； 河南省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所河南省粮食质量安全与检测重点实验室；

【摘要】 小麦茎基腐病是小麦上重要的真菌性茎基部病害,在黄淮海冬麦区呈广泛流行态势,对我国小麦生产安全构成严重威胁。本研究评价了不同发病级别情况下植株组织中假禾谷镰刀菌分布和毒素积累情况。组织分离结果表明:病菌均能从第一节侵染至穗下节,症状级别越高,相同部位的分离频率越高,其穗下节中病菌分离频率为3.7%-63.0%。荧光定量PCR检测结果表明:2-4级的植株中病菌能够侵染到穗轴,穗轴中含量较低为0.001-0.069 pg Fpg DNA/100 ng小麦DNA,但不能从籽粒中检测到病菌。毒素分析表明:植株组织中主要毒素为DON毒素,还存在ZEN,3A-DON,15A-DON和D3G。发病植株茎秆和穗部各个部位均能检测到DON毒素,症状级别越高,相同部位的毒素越高,其中C-1,1-2,2-3,3-4,4-H,穗轴,颖壳和籽粒中DON为16.7-88.3 mg/kg,12.8-79.5 mg/kg,4.6-33.3 mg/kg,0.5-5.8mg/kg,0.7-3.7mg/kg,0.99-4.88mg/kg,0.97-4.93mg/kg,0.02-0.08mg/kg。在相同部位中D3G的浓度高于DON浓度。线性回归分析表明:可以通过田间症状级别来预测发病植株不同组织上的病菌分离频率、病菌生物量和DON毒素含量。此外,田间发病较重田块中籽粒检测结果表明,虽然发病级别较高的植株中籽粒中含有少量毒素,但是不足以威胁籽粒中毒素安全。本研究结论可以作为预测田间小麦茎基腐病秸秆毒素含量和菌量含量的基础,为理解病害流行传播和食品安全以及秸秆的使用具有重要的指导意义。更多还原