禾谷鐮刀菌多菌靈抗藥性群體演變及DON毒素產(chǎn)生規(guī)律研究.pdf

1、小麥赤霉病是全球性危害小麥的最重要病害之一，禾谷鐮刀菌(Fusarium graminearum)是我國小麥赤霉病的最重要的病原菌。禾谷鐮刀菌侵入小麥后可以分泌產(chǎn)生對人和動物均有毒的次生代謝物脫氧雪腐鐮刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON，又稱致吐毒素)。所以小麥赤霉病不但能引起小麥減產(chǎn)，還威脅人們的健康。DON毒素在發(fā)生小麥赤霉病的病麥谷中及其加工制品(如面粉，饅頭，啤酒等)和以病麥谷為飼料的動物制品中(如肉，奶，蛋)中廣泛

2、存在，可引起人畜的急慢性中毒。國際上，選用抗病品種和化學(xué)防治仍然是小麥赤霉病最重要的防治方法之一。國內(nèi)外關(guān)于小麥品種抗性對小麥中DON毒素濃度影響的報道，所得到的結(jié)果是不一致有時甚至是相互矛盾的，在中國，多菌靈是防治小麥赤霉病最重要和最常用的化學(xué)藥劑之一，然而，多菌靈在我國已經(jīng)使用30多年了，田間禾谷鐮刀菌對多菌靈的抗性水平及使用價值急需監(jiān)測和評估。監(jiān)測禾谷鐮刀菌對多菌靈的抗性水平，評估多菌靈在防治小麥赤霉病的使用價值可促進抗藥性治理。

3、DON毒素主要由禾谷鐮刀菌在小麥抽穗揚花期侵入小麥后在小麥?zhǔn)斋@前分泌產(chǎn)生的。小麥品種對赤霉病的抗病程度，禾谷鐮刀菌的菌株分泌毒素的能力和化學(xué)防治能夠影響麥谷中赤霉毒素的濃度。小麥麥谷中DON毒素濃度在儲存期間的變化情況報道較少。本研究結(jié)合國內(nèi)外對小麥赤霉病和DON毒素研究的最新進展，通過對國內(nèi)小麥赤霉病的發(fā)生和防治規(guī)律監(jiān)測和觀察中。進行了如下研究： 1.小麥品種抗性和禾谷鐮刀菌互作對麥谷中DON濃度的影響 在六個對小麥赤

4、霉病具有不同抗病性的小麥品種上，接種6個Gzeae單孢分離菌株，利用實時定量PCR技術(shù)分析相同菌株，相同病粒嚴重度的相同病粒率的6個小麥品種的麥谷中禾谷鐮刀菌的生物量，使用電子捕獲器檢測的氣譜分析方法考察小麥品種抗病性，禾谷鐮刀菌菌株和赤霉病的發(fā)病程度對麥谷中DON濃度的影響。接種相同菌株，相同病粒發(fā)病嚴重度(DKS)下，相同病粒率(FDK)的六個不同抗病性的小麥品種的麥谷中，禾谷鐮刀菌的生物量沒有顯著差異。接種相同菌株相同病粒嚴重度的

5、相同病粒率的6個對赤霉病抗性具有顯著差異的小麥品種的麥谷中，DON毒素濃度沒有顯著差異，這與以前的報道不一致。研究表明，不同病原菌菌株的產(chǎn)生DON毒素的能力具有極顯著的差異。在接種2021的小麥望水白品種上，麥谷中DON毒素濃度(Y)和病粒率(x=0-20％)的理論曲線方程是Y=3.82X0.86(R2=0.9322F=219.8366 P<0.0001).在接種B4-1菌株的冬小麥品系DH050上，麥粒中毒素含量(Y)與病粒率(X=0

6、-50％)的理論曲線方程是Y=1.06X1.32(R2=0.9531，F(xiàn)=325.04，P<0.0001，X=0-50％)。本研究表明小麥品種對赤霉病的抗病性對DON毒素的產(chǎn)生沒有顯著的影響；首次報道了小麥中的DON毒素濃度與小麥病粒率并不是線性關(guān)系。 2.小麥?zhǔn)称稤ON毒素含量調(diào)查 利用電子捕獲氣譜分析調(diào)查了2006年9月-2007年4月間南京市場上74種含小麥的食品中單端孢霉烯類毒素的DON，3ADON，15ADON

7、的含量。檢測結(jié)果表明：在調(diào)查的小麥制品食品中單端孢霉烯類毒素DON、3ADON和15ADON的檢測率分別是75.7％，8.1％和21.6％，毒素濃度范圍分別在0-11.38，0-1.47和0-2.06mg/kg之間，平均濃度分別為1.80，0.06和0.11 mg/kg。在方便面，餅干，面包和蛋糕里DON的平均濃度分別為1.95，2.25，0.62和0.31mg/kg。37個樣品即總數(shù)50％的樣品中致吐毒素濃度大于我國關(guān)于糧食中致吐毒素

8、含量的國家限制標(biāo)準(zhǔn)1mg/kg。產(chǎn)自福建、上海、廣東、浙江、安徽、江蘇、天津、北京、河北和山東的食品中毒素含量的平均值分別是2.12，2.39，3.50，1.86，1.72，1.22，0.65，0.27，1.55和0.00 mg/kg，。研究表明：在南京市場上調(diào)查期間的小麥?zhǔn)称穯味随呙瓜┳宥舅仡惗舅睾看嬖诔瑯?biāo)問題，食品中DON毒素威脅著人民健康。 3.DON毒素對小麥赤霉病損失率評估和防治指標(biāo)研究 在大田自然發(fā)病和單花

9、滴注接種的發(fā)生赤霉病8個小麥品種上，研究小麥赤霉病的發(fā)生程度和小麥產(chǎn)量損失率的相關(guān)關(guān)系，利用氣相色譜的方法測定不同發(fā)病程度的麥谷中DON毒素濃度，考察小麥赤霉病發(fā)生程度與DON毒素濃度的相關(guān)關(guān)系。麥谷中小麥赤霉病病粒率和小麥產(chǎn)量呈極顯著的線性關(guān)系(r2=0.45-0.92)，直線斜率在1.99-3.57之間。在自然發(fā)病的小麥豫麥18上，麥谷中DON毒素含量(Y)與病粒率(X)的關(guān)系Y=-9.99+1.76X(R=0.77，P<0.001

10、)。在自然發(fā)病的皖麥18中，病粒率(X)與毒素濃度(Y)的關(guān)系式是Y=16.4+1.39X(R2=0.75，P<0.001)。根據(jù)小麥赤霉病引起的產(chǎn)量損失，小麥赤霉病的防治指標(biāo)為病粒率2.8-7.5％，或者是小麥乳熟期的病情指數(shù)為2.4-8.7％。根據(jù)小麥麥谷中毒素含量造成小麥價值損失，小麥赤霉病的防治指標(biāo)應(yīng)為麥粒中DON毒素濃度為1mg/kg的病害嚴重度，即病粒率0.6％-3.1％，或者是乳熟期病情指數(shù)0.4-3.2％。研究表明，小麥

11、赤霉病引起麥谷中DON毒素污染造成的小麥價值損失大于其造成的產(chǎn)量損失。 4.禾谷鐮刀菌多菌靈的抗藥性監(jiān)測及其群體演變規(guī)律研究 調(diào)查了江蘇省1994-2007年小麥赤霉病的發(fā)生危害程度，監(jiān)測了江蘇省1985-2008年禾谷鐮刀菌田間抗多菌靈的抗性菌株頻率，分析了田間出現(xiàn)抗性禾谷鐮刀菌后，禾谷鐮刀菌抗多菌靈菌株頻率與小麥赤霉病發(fā)生程度，氣象因子的相關(guān)關(guān)系。小麥赤霉病在江蘇省的蘇南江浦等縣中度流行以上的年份達到30.8％，而在

12、江蘇北部贛榆，高郵等縣，小麥赤霉病中發(fā)生以上的年份占7.7％-15.4％。禾谷鐮刀菌抗藥性菌株頻率的增減率與江蘇省小麥赤霉病的發(fā)病程度，小麥赤霉病的病情指數(shù)和江蘇省小麥抽穗期四月中下旬的雨日呈極顯著的相關(guān)關(guān)系。禾谷鐮刀菌抗多菌靈菌株頻率增減率(Y)與小麥赤霉病發(fā)病程度(X1)，赤霉病病情指數(shù)(X2)和四月中下旬雨日(X3)的關(guān)系式是Y=1.49X1+0.25X2-0.02X3-1.59。當(dāng)赤霉病發(fā)生程度高于輕發(fā)生時，農(nóng)民使用多菌靈防治赤

13、霉病的用藥量增加，田間對多菌靈產(chǎn)生抗藥性菌株頻率較上一年度增加，反之，抗藥性菌株的頻率將會減少。本研究表明在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上多菌靈對小麥赤霉病的防治仍然具有使用價值。 5.禾谷鐮刀菌多菌靈抗藥性的溫度敏感性 分別測定田間分離的160個對多菌靈具有不同抗性水平的禾谷鐮刀菌單孢分離菌株在不同溫度下抗性程度的差異；測定5個抗性菌株在不同溫度下的EC50；測定禾谷鐮刀菌在PSA培養(yǎng)基和小麥瓊脂培養(yǎng)基上的EC50。22個高抗菌株在10℃

14、時變成中抗菌株，具有冷敏感性。9個低抗菌株在5℃時變成敏感菌株，具有冷敏感性。兩個菌株在不同的溫度條件下其EC50有極顯著的差異，而3個菌株在不同的溫度條件下EC50沒有顯著的差異。小麥瓊脂培養(yǎng)基和馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基測定菌株的EC50沒有顯著的差異，用蘇麥3號小麥做的培養(yǎng)基與其他品種的小麥粉做的培養(yǎng)基測定EC50沒有顯著差異。本研究表明：19％的對多菌靈具有抗性的禾谷鐮刀菌菌株具有溫度敏感性，81％的抗多菌靈的禾谷鐮刀菌菌株沒有顯著的溫度

15、敏感性。用PSA培養(yǎng)基和用小麥瓊脂培養(yǎng)基測定禾谷鐮刀菌對多菌靈的EC50沒有顯著差異。 6.常溫儲存下小麥中DON毒素含量變化的變化規(guī)律研究 使用電子捕獲氣譜分析法考察常溫儲存條件對病小麥中致吐毒素含量變化的影響，測定含有致吐毒素的小麥面粉在常溫儲存10個月的過程中每個月的致吐毒素濃度。儲存前DON濃度是8.83±1.75mg/kg，儲存期DON毒素平均濃度分別為6.66，7.33，6.08，7.90，5.45，6.56