水稻品种抗稻曲病评价及稻曲病菌遗传多样性研究

论文摘要

水稻稻曲病（Rice False Smut）是一种水稻穗期病害,在世界主要稻作区都有发生。稻曲病病原菌有性态为子囊菌门麦角菌属稻麦角菌Clavicepsoryzae-sativa Has.,无性态为半知菌门绿核菌属Ustilaginoideavirens（Cooke）Takahashi。稻曲病“菌粉”呈墨绿色或黑色,混入稻谷后影响外观,降低品质。而且稻曲病菌在代谢过程中产生有色毒素C9H6O7及一种类似麦角碱的生物碱,对人、畜、家禽等造成危害,近年来稻曲病的发生有加重的趋势。仅2004年湖南因稻曲病损失稻谷1.37亿kg,直接经济损失2亿元。2006年在衡南县对自然发病的12个品种,进行稻曲病分布型调查,调查的数据经DPS软件中的种群空间分布型聚集度指标测定进行空间分布型分析。结果表明稻曲病属聚集分布型。比较多种调查方法的调查结果,认为五点取样方法最好。将3个主要发病组分,即病穗率、平均每穗病粒数、平均每千粒含病粒数进行主成分分析,结果得出平均每穗病粒数为主要组分,用此组分对101个品种用类平均聚类法进行聚类,在阈值取0.400时,将这101个水稻品种分成6类,其品种的田间抗性级别对应划分为6级,即0级:平均每穗病粒数为0.000～0.111;1级:平均每穗病粒数0.112～0.400;3级:平均每穗病粒数0.401～0.610;5级:平均每穗病粒数0.611～1.010;7级:平均每穗病粒数1.011～1.760;9级:平均每穗病粒数≧1.761。根据此分级标准,将水稻品种对稻曲病的抗性划分为6个类型:0为高抗品种（HR）;1级为抗性品种（R）;3级为中抗品种（MR）;5级为中感品种（MS）;7级为感病品种（S）;9级为高感品种（HS）。对15个品种每穗病粒数与千粒重、产量损失率、空秕率分别作回归分析,结果表明每穗病粒数与千粒重之间存在着极显著的负相关关系,与产量损失率、空秕率存在着极显著的正相关关系。2007年对湖南33个县（市、区）进行了稻曲病发生情况调查,统计结果显示,稻曲病在湖南省发生比较普遍,无论是杂交稻还是常规稻,均有不同程度发生。湖南主栽水稻品种普遍表现抗病性不强,且各品种（组合）之间田间抗性差别不显著。田间表现为较抗的杂交水稻品种（组合）的母本分别来自于准S、川香28A（29A）、湘8A、珍汕97A。不同产稻区大致的发病严重度趋势是丘陵＞山区＞平川。对12个不同抗、感病品种在抽穗前7～10d,用注射接种稻曲病菌分生孢子,自接种后1d,3d,5d,7d,测定品种的苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）活性,结果表明抗病品种的这3种酶活性在接种后迅速提高,变化幅度较大;而感病品种的则在接种后酶缓慢增加,变化幅度不大。稻曲病菌因生长缓慢,病谷粒所带杂菌较多,常伴生大量的细菌和真菌,因而在室内分离、培养与纯化方面存在一定的难度,以往的分离成功率很低。经笔者实验比较,发现采用稻曲球不同层次组织块分离法是比较理想地得到菌株的方法。胁本哲氏培养基是目前比较适宜稻曲病菌生长的培养基。选用10个随机引物,利用RAPD技术,分析了来自于湖南24个县（区）的53个稻曲病菌株的群体遗传结构。结果表明:在遗传相似系数0.78的水平上,将供试的53个菌株划分为5个谱系,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。这5个谱系所含菌株数分别为42个、7个、2个、1个和1个,分别占总株数的79%、13%、4%、2%和2%,其谱系Ⅰ为优势谱系。由此说明湖南稻曲病菌遗传群体有分化,但分化不明显;来自同一地区和不同地区的同一品种的菌株大多数聚集在同一类。难以划分出明显的地理宗谱,据此初步认为稻曲病菌是一种遗传比较稳定的病原菌。经2007年在株洲攸县城关镇和花垣县吉卫农场进行稻曲病田间药效试验,外资企业美国陶氏益农公司生产的应得24%悬浮剂、15%三唑醇可湿性粉剂;拜耳作物科学（中国）有限公司生产的好力克430克/升SC;瑞士先正达作物保护有限公司生产的30%苯醚甲·丙环唑EC（爱苗）平均防效均在80%以上。而国内扬州市苏灵农药化工有限公司生产的15.5%井岗霉素·三唑酮可湿性粉剂和吉林省八达农药有限公司生产的300克/升苯醚甲环唑·丙环唑乳油田间防治效果也达到75%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 稻曲病的研究进展
• 1 稻曲病的发生为害与经济损失
• 2 稻曲病病原菌的研究进展
• 2.1 病原菌命名及分类地位
• 2.2 病原菌形态特征
• 2.2.1 无性阶段形态特征
• 2.2.2 有性阶段形态特征
• 2.3 病原菌的培养特性
• 2.3.1 病原菌的分离
• 2.3.2 菌丝的培养
• 2.3.3 厚垣孢子的培养
• 2.3.4 分生孢子的培养
• 2.3.5 菌核的萌发
• 2.4 稻曲毒素
• 2.4.1 稻曲毒素研究概况
• 2.4.2 稻曲毒素的生物活性
• 3 稻曲病的侵染循环
• 3.1 初侵染源
• 3.2 侵染时期和侵染途径
• 3.3 影响发病的发病条件
• 3.3.1 品种抗性
• 3.3.2 气象因素
• 3.3.3 栽培管理
• 3.3.4 田间菌量
• 4 防治措施
• 4.1 农业防治
• 4.1.1 品种抗性
• 4.1.2 栽培管理
• 4.2 化学农药防治
• 4.2.1 种子处理
• 4.2.2 田间施药防治
• 4.3 生物防治
• 5 稻曲病的抗性育种
• 5.1 稻曲病的空间分布型与取样方法
• 5.2 稻曲病发生程度与产量损失的关系
• 5.3 稻曲病病情分级标准
• 5.4 稻曲病菌的群体遗传结构
• 5.5 水稻品种抗性机理
• 5.6 水稻品种抗性鉴定
• 6 分子标记在植物病原真菌群体遗传中的应用
• 6.1 RFLP（Restriction fragment length polymorphism）
• 6.1.1 RFLP标记的优点
• 6.1.2 RFLP技术的弱点
• 6.2 RAPD（Random amplified polymorphic DNA）
• 6.2.1 RAPD标记的优势
• 6.2.2 RAPD标记的不足
• 6.3 AFLP（Amplified fragment length polymorphism）
• 6.3.1 AFLP反应程序
• 6.3.2 AFLP技术主要优点
• 7 本研究的目的与意义
• 第二章 稻曲病的空间分布型的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 调查对象田
• 1.1.1 空间分布型调查
• 1.1.2 不同调查方法对病情调查的比较
• 1.2 调查方法
• 1.2.1 空间分布型的调查方法
• 1.2.2 不同调查方法对病情调查的比较
• 1.3 统计方法
• 2 结果与分析
• 2.1 空间分布型
• 2.2 不同调查方法对病情调查的比较
• 3 小结与讨论
• 第三章 水稻品种抗稻曲病抗性评价、病情分级标准及产量损失的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 调查方法
• 1.3 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 三个抗性组分主成分分析
• 2.2 水稻品种抗性聚类分析结果
• 2.3 水稻品种的抗性评价
• 2.4 产量损失的测算
• 3 小结与讨论
• 第四章 湖南省稻曲病病情调查及统计分析
• 1 材料与方法
• 1.1 调查范围与数量
• 1.2 调查方法与数据记载
• 1.3 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 湖南稻曲病发生情况调查结果
• 3 小结与讨论
• 3.1 小结
• 3.2 讨论
• 3.2.1 湖南稻曲病发生原因分析
• 3.2.2 湖南稻曲病防治刍议
• 第五章 与抗稻曲病相关的生化指标的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 供试品种
• 1.2 接种体的培养
• 1.3 接种时期与方法
• 1.4 取样
• 1.5 与抗性相关的生化指标的测定方法
• 1.5.1 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活力的测定
• 1.5.2 过氧化物酶（POD）活力的测定
• 1.5.3 多酚氧化酶（PPO）活性的测定
• 2 结果与分析
• 2.1 PAL的活性变化规律
• 2.2 POD的活性变化规律
• 2.3 PPO的活性变化规律
• 3 小结与讨论
• 第六章 湖南省稻曲病菌群体遗传多样性的RAPD分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.1.1 供试菌株
• 1.1.2 供试试剂
• 1.1.3 供试引物
• 1.1.4 供试仪器
• 1.2 方法
• 1.2.1 分离与培养稻曲病菌培养基的选择
• 1.2.2 稻曲病菌液体培养及菌丝的获得与保存
• 1.2.3 稻曲病菌基因组DNA提取方法
• 1.2.4 琼脂糖凝胶电泳检测DNA
• 1.2.5 RAPD引物筛选
• 2 结果与分析
• 2.1 稻曲病菌的分离培养基的选择
• 2.2 稻曲病菌分离培养结果
• 2.3 稻曲病菌培养性状
• 2.3.1 胁本哲氏固体培养结果
• 2.3.2 PS液体培养结果
• 2.4 稻曲病菌基因组DNA提取的检测
• 2.5 供试菌株对RAPD反应体系的PCR扩增产物检测结果
• 2.6 供试菌株的聚类分析
• 2.6.1 稻曲病菌的群体遗传组成
• 2.6.2 聚类分析结果
• 3 小结与讨论
• 3.1 小结
• 3.1.1 稻曲病菌的分离培养
• 3.1.2 湖南稻曲病菌遗传多样性
• 3.2 讨论
• 3.2.1 稻曲病菌分离培养技术的改进
• 3.2.2 稻曲病菌基因组DNA从菌丝中的提取
• 3.2.3 稻曲病菌的遗传多样性
• 第七章 水稻稻曲病田间药效防治试验
• 1 试验材料及方法
• 1.1 供试药剂
• 1.2 试验处理
• 1.2.1 应得24%悬浮剂防治试验处理
• 1.2.2 好力克430克/升SC防治试验处理
• 1.2.3 15.5%井岗霉素·三唑酮可湿性粉剂防治试验处理
• 1.2.4 300克/升苯醚甲环唑·丙环唑乳油防治试验处理
• 1.2.5 施药日期及方法
• 1.2.6 调查方法
• 1.2.7 药效计算方法
• 2 结果分析
• 2.1 应得24%悬浮剂防治试验
• 2.2 好力克430克/升SC防治试验
• 2.3 15.5%井岗霉素·三唑酮可湿性粉剂防治试验
• 2.4 300克/升苯醚甲环唑·丙环唑乳油防治试验
• 2.5 综合防治效果
• 3 小结与讨论
• 第八章 主要结论
• 1 主要结论
• 1.1 稻曲病的空间分布型与调查取样方法
• 1.2 稻曲病的抗性评价
• 1.3 稻曲病与产量损失的影响
• 1.4 湖南稻曲病发生情况调查与统计分析
• 1.5 与抗稻曲病相关的生化指标的研究
• 1.6 稻曲病菌的分离培养
• 1.7 湖南稻曲病菌遗传多样性
• 1.8 湖南水稻稻曲病田间药效防治试剂筛选
• 2 今后的研究方向
• 参考文献
• 附表
• 附录
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间科研学术成果