小麦赤霉病研究进展

园艺学植物保护学现代农业科技2014年第23期

小麦赤霉病研究进展

方兴洲

(安徽省宣城市宣州区狸桥镇人民政府农业综合服务站,安徽宣城242000)

摘要针对近年来小麦赤霉病的相关研究报道进行分析归纳,了解当下小麦赤霉病病害防控研究的大体概况,总结最新的小麦赤霉病防控措施,为有效实施田间防控作业提供科学支持,同时也为探寻全新的该病害防控技术给予合理的思路和方向。

关键词小麦赤霉病;病害防控;研究进展

文献标识码A 文章编号1007-5739(2014)23-0134-02中图分类号S512.1

Research Progress on Wheat Head Scab

FANG Xing-zhou

(Agricultural Comprehensive Service Station of Liqiao Town People ′s Government of Xuanzhou District of Xuancheng City in Anhui Province ,

Xuancheng Anhui 242000)

Abstract According to correlative research reports of wheat head scab ,those up-to-date methods for wheat head scab control were obtained.The

general research situation of wheat head scab was acquainted. The latest wheat gibberellic disease prevention and control measures were mastered so as to provide the scientific support of disease effective control in the farmland ,and to explore the prevention and control technology of new disease which could give the reasonable thinking and direction.

Key words wheat head scab ;disease prevention and control ;research progress

小麦赤霉病俗称麦穗枯、烂麦头、红麦头,是世界小麦生产上的重要病害,主要分布在湿润和半湿润的地区。中国是小麦生产大国,也是世界上小麦赤霉病发生频率最高、受其影响最大的国家之一[1]。小麦植株在感染赤霉病后不仅造成严重减产,而且籽粒品质严重恶化[2],更有甚者会因为存储于麦粒中

[3-4]

菌株产毒素类型鉴定[15]等,为田间掌握病原菌的动态有效控制提供依据。

22.1

小麦对赤霉病抗性的研究小麦品种对赤霉病抗性

通过进行田间人工接种或自然诱发等方法试验,鉴定

的赤霉菌菌株产生的毒素而危及人畜生命

[5-6]

出苏麦三号、望水白等[18]品种具有相对明显的小麦赤霉病抗性,但是苏麦三号茎秆过高抗倒伏能力差。总体来看,目前真正具有对小麦赤霉病高抗性的品种相对较少。

因此,对该病害的研究具有重大现实意义。

11.1

小麦赤霉病病原菌的研究病原菌的基本生物学特点

小麦赤霉病病原菌并非简单是一个病原菌种,而是镰

[7-9]

2.2抗性品种的选育

优良品种的选育是所有工作重中之重。只有选育出综

刀菌属内数种镰孢菌,包括禾谷镰孢菌菌群(F. grami-

合性状优良的抗性品种,才能最终有效解决该病害威胁的难题。虽然,分子育种技术日渐成熟,但目前品种选育最主要的方法还是通过遗传育种选育出具有抗性的品种[19-21]。宋庆杰等指出黑龙江省小麦抗赤霉病育种从20世纪70年就开始起步,通过品种间杂交、远缘杂交、体细胞无性系筛选、人工接种抗性鉴定[22]和田间自然诱发鉴定等手段,现已创造和筛选出一批中抗水平以上的赤霉病抗源,如龙麦12、克旱

nearum clade )、燕麦镰孢菌[F.avenaceum (Fr. )Sacc.]、轮状镰

孢菌[F.verticillioides (Sacc. )Nirenberg.]等。某一种或几种菌源侵染植株后均能造成植株表现出该病害的症状,但不同菌株对植株的致病力

[10-11]

存在差异,以禾谷镰孢菌致病力最

强。该菌是半知菌亚门镰孢属的组成部分,病原菌孢子及菌丝体均符合一般镰孢菌孢子和菌丝体特征[10]。该病原菌在田间拥有众多寄主,我国已发现的寄主有玉米、水稻、棉花等作物及狗尾和紫云英草、冰草、稗草等杂草共60余种[12]。

9号(克79-369)、牡83001等[22]。2.3

提高品种抗性的措施

研究表明,当钾元素充足时,植物细胞壁增厚,茎秆坚韧,抗寄生菌穿透的机械阻力增加,同时作物体内的低分子化合物减少,病原菌缺少食物来源,便阻止了病害的发展[23]。

1.2菌株产毒素及其危害

由于食品安全日益受到人们高度重视,小麦赤霉病菌

产毒素问题被广泛关注研究。研究表明镰刀菌属菌株产生毒素主要分为两大类,一类为单端孢霉烯族化合物

[13-14]

,该

毒素主要有3种,即NIV 、DON (3-DON ,15-DON )[6,15],除了威胁人畜之外,对种子发芽会产生抑制助于赤霉菌菌株生长

[14,16]

33.1

田间实际防控技术的应用与探索该病害田间流行特点

小麦赤霉病主要发生于小麦抽穗扬花期,特别是连续

;另一类为玉米赤霉烯酮类(ZEN ),此类物质具有一定

类雌性激素作用。

阴雨天气[24]。根据小麦赤霉病的发生特点、田间气候、地理环境等诱发因素,研究人员试图通过建立相应预测模型进行预测预报[25-26],保证在准确的时间加以施药控制,以期控制发病严重度,稳定粮食产量。随着新技术的开发利用,周元[27]做了基于GIS 的小麦赤霉病气象等级预报系统的设计与实现。新技术的不断运用为未来该病害的准确预测提供基础。

1.3病原菌的分子技术研究

分子技术在病原菌的研究中应用广泛,分子标记技术

PCR-RFLP 、ISSR [17]等主要应用于对致病菌菌群分类鉴定,对

作者简介收稿日期

方兴洲(1987-),男,安徽宣城人,助理农艺师,从事农业技术推广工作。

2014-10-30

134

方兴洲:小麦赤霉病研究进展

3.2防治药剂研发筛选

农业生产中及时做好农药喷施,对小麦赤霉病防治具

有显著地作用。目前应用最广的化学农药主要有多菌灵、咪酰胺、多酮、甲基硫菌灵、喹菌灵、戊唑醇与羟菌唑、戊唑福美双、甲基托布津与苯骈咪唑、氰烯菌酯、醚菌酯等[28]。然而,随着同一地区长期使用同种农药,部分地区病原菌出现抗药性,防效显著下降。分子生物学方法被应用于抗药性产生原因的确定。因此,需要不断开发研制新型农药。不过,市场上农产品化学农药残留问题日益凸显,生物农药成为研发的新方向。芽孢杆菌[29]、哈茨木霉[30]、枯草芽孢杆菌等都有可能成为环境友好型生物农药。

3.3防治器械的研发创新

近年来,农村土地流转成趋势,家庭农场等大规模种

植模式已形成。小麦赤霉病防治时间段比较短,主要集中于抽穗扬花时期[24],这就给在准确预测基础上及时的进行大面积农药的喷洒带来新的问题。新型农药施用机具的研发成为小麦赤霉病防控研究中必要环节。无人机作业[31]、弥雾机和热雾机[32]等适用于大面积作业农具正渐渐得到广泛应用。新型静电喷雾施药防治小麦赤霉病技术亦在尝试中[33]。

4结语

综合各方面围绕小麦赤霉病为中心的研究,无论是针

对病原菌还是作物本身亦或是防治措施,都在一定程度上对该病害的田间有效防控提供科学依据和现实指导。在众多研究中不断应用新的科学技术如分子生物学、GIS 技术,研发新型环境友好型农药及现代防控机具,也为更准确地预测和安全控制该病害提供必要基础。从理论上来说,彻底杜绝该病害的根本出路在于选育出高抗性品种,但是实际上当前并不能实现[18],因为仅仅在抗赤霉病方面表现突出的品种综合性状却并不优良[9]。因此,今后还是要各方面研究齐头并进的同时注重不同研究方向间的关联性,统筹协调。最终通过多种技术合理搭配运用表现出的整体防效,达到“预防为主,防治结合”,将该病害田间的危害降到最低的目的。

5参考文献

[1]喻大昭. 麦类赤霉病研究进展[J].植物保护,2009,35(3):1-6.

[2]华文爱,邢广余. 小麦赤霉病的危害识别与发生规律[J].农技服务,

2009,26(8):80-13.

[3]SCHOLLENBERGER M ,M ULLER HM ,RUFLE M ,et al.Survey of fusarium toxins in foodstuffs of plant origin marketed in Germany [J].International Journal of Food Microbiology ,2005(97):317-326.

[4]俞刚,陈利锋,柴一秋. 禾谷镰孢单端孢霉烯族毒素在小麦组织中的

积累[J].植物病理学报,2002,32(2):142-146.

[5]K AUDENAERT ,R VAN BROECK ,B BEKAER ,et al.Fusarium head blight (FHB )in Flanders :population diversity ,inter-species associations and DON contamination in commercial winter wheat varieties[J].EurJ Plant Pathol ,2009(125):445-458.

[6]MEGUMI YOSHIDA ,TAKASHI NAKAJIMA ,TAKUJI TONOOKA ,et al.

Effect of nitrogen application at anthesis on Fusarium head blight and mycotoxin accumulation in breadmaking wheat in the western part of Japan[J].JGren Plant Patrol ,2008(74):355-363.

[7]陈鸿逵,王拱辰,梁训义. 浙江省大小麦赤霉病穗上的镰刀菌种及其

致病性[J].植物病理学报,1982,12(3):1-12.

[8]黄小红. 四川省小麦赤霉病菌的种群结构研究[D].雅安:四川农业大

学,2005.

[9]胡迎春,李伟,陈怀谷,等. 中国冬小麦主产区小麦赤霉病菌种群组成

及其致病力[J].江苏农业学报,2010,26(5):954-960.

[10]赵纯森,马星霞. 禾谷镰刀菌培养性状与致病力的相关分析[J].华中

农业大学学报,2005,24(3):254-257.

[11]徐雍皋,陈利锋,方中达. 玉蜀黍赤霉致病力分化的研究[J].南京农

业大学学报,1986(3):41-45.

[12]温云平. 江淮流域禾谷镰刀菌基因型分析及其产碱性蛋白酶研究[D].

南京:南京师范大学,2006.

[13]武爱波,赵纯森,瞿波,等. 镰刀菌毒素及其分子生物学研究进展[J].

华中农业大学学报,2003(5):516-521.

[14]俞刚,陈利锋,姚红燕. 脱氧雪腐镰刀菌烯醇在小麦赤霉病发病程中

的作用[J].植物病理学报,2003,33(1):40-43.

[15]STARKEY D E ,WARD T J ,AOKI T ,et al.Global molecular surveillance

reveals novel Fusarium head blight species and trichothecene toxin diversity[J].FungalGenetics and Biology ,2007(44):1191-1204.

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[17]何婧,郭庆元,王晓鸣,等. 利用ISSR 技术分析禾谷镰孢菌群体遗传

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[19]武爱波,赵纯森,李和平.2套小麦鉴别寄主对我国代表性禾谷镰刀

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[20]叶定生,张秋英,张绍南,等. 小麦赤霉病与抗病育种若干问题的探

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[21]张长青,杨文美,赵燕驹. 青海省春小麦品种(系)对赤霉病的抗性鉴

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[22]宋庆杰,肖志敏. 黑龙江省小麦抗赤霉病育种研究进展[J].黑龙江农

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[24]李进永,张大友,许建权,等. 小麦赤霉病的发生规律及防治策略[J].

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[33]施文琪,孙少华. 静电喷雾施药防治小麦赤霉病的试验研究[J].农业

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[6]张丽萍. 北方地区保护地油豆角栽培技术[J].现代农业科技,2011(1):128.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

(上接第132页)

每次应在施肥结束后再停止灌溉。为防止肥料倒流,施肥后应继续灌清水一段时间,防止化学物质积累堵塞滴孔。在一个植物生育过程结束后,应将整个滴灌系统妥善保管,以延长使用寿命。

6参考文献

[1]毕兆东,孙淑萍. 南京地区引种北方油豆角栽培技术[J].长江蔬菜,

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园艺学植物保护学现代农业科技2014年第23期

小麦赤霉病研究进展

方兴洲

(安徽省宣城市宣州区狸桥镇人民政府农业综合服务站,安徽宣城242000)

摘要针对近年来小麦赤霉病的相关研究报道进行分析归纳,了解当下小麦赤霉病病害防控研究的大体概况,总结最新的小麦赤霉病防控措施,为有效实施田间防控作业提供科学支持,同时也为探寻全新的该病害防控技术给予合理的思路和方向。

关键词小麦赤霉病;病害防控;研究进展

文献标识码A 文章编号1007-5739(2014)23-0134-02中图分类号S512.1

Research Progress on Wheat Head Scab

FANG Xing-zhou

(Agricultural Comprehensive Service Station of Liqiao Town People ′s Government of Xuanzhou District of Xuancheng City in Anhui Province ,

Xuancheng Anhui 242000)

Abstract According to correlative research reports of wheat head scab ,those up-to-date methods for wheat head scab control were obtained.The

general research situation of wheat head scab was acquainted. The latest wheat gibberellic disease prevention and control measures were mastered so as to provide the scientific support of disease effective control in the farmland ,and to explore the prevention and control technology of new disease which could give the reasonable thinking and direction.

Key words wheat head scab ;disease prevention and control ;research progress

小麦赤霉病俗称麦穗枯、烂麦头、红麦头,是世界小麦生产上的重要病害,主要分布在湿润和半湿润的地区。中国是小麦生产大国,也是世界上小麦赤霉病发生频率最高、受其影响最大的国家之一[1]。小麦植株在感染赤霉病后不仅造成严重减产,而且籽粒品质严重恶化[2],更有甚者会因为存储于麦粒中

[3-4]

菌株产毒素类型鉴定[15]等,为田间掌握病原菌的动态有效控制提供依据。

22.1

小麦对赤霉病抗性的研究小麦品种对赤霉病抗性

通过进行田间人工接种或自然诱发等方法试验,鉴定

的赤霉菌菌株产生的毒素而危及人畜生命

[5-6]

出苏麦三号、望水白等[18]品种具有相对明显的小麦赤霉病抗性,但是苏麦三号茎秆过高抗倒伏能力差。总体来看,目前真正具有对小麦赤霉病高抗性的品种相对较少。

因此,对该病害的研究具有重大现实意义。

11.1

小麦赤霉病病原菌的研究病原菌的基本生物学特点

小麦赤霉病病原菌并非简单是一个病原菌种,而是镰

[7-9]

2.2抗性品种的选育

优良品种的选育是所有工作重中之重。只有选育出综

刀菌属内数种镰孢菌,包括禾谷镰孢菌菌群(F. grami-

合性状优良的抗性品种,才能最终有效解决该病害威胁的难题。虽然,分子育种技术日渐成熟,但目前品种选育最主要的方法还是通过遗传育种选育出具有抗性的品种[19-21]。宋庆杰等指出黑龙江省小麦抗赤霉病育种从20世纪70年就开始起步,通过品种间杂交、远缘杂交、体细胞无性系筛选、人工接种抗性鉴定[22]和田间自然诱发鉴定等手段,现已创造和筛选出一批中抗水平以上的赤霉病抗源,如龙麦12、克旱

nearum clade )、燕麦镰孢菌[F.avenaceum (Fr. )Sacc.]、轮状镰

孢菌[F.verticillioides (Sacc. )Nirenberg.]等。某一种或几种菌源侵染植株后均能造成植株表现出该病害的症状,但不同菌株对植株的致病力

[10-11]

存在差异,以禾谷镰孢菌致病力最

强。该菌是半知菌亚门镰孢属的组成部分,病原菌孢子及菌丝体均符合一般镰孢菌孢子和菌丝体特征[10]。该病原菌在田间拥有众多寄主,我国已发现的寄主有玉米、水稻、棉花等作物及狗尾和紫云英草、冰草、稗草等杂草共60余种[12]。

9号(克79-369)、牡83001等[22]。2.3

提高品种抗性的措施

研究表明,当钾元素充足时,植物细胞壁增厚,茎秆坚韧,抗寄生菌穿透的机械阻力增加,同时作物体内的低分子化合物减少,病原菌缺少食物来源,便阻止了病害的发展[23]。

1.2菌株产毒素及其危害

由于食品安全日益受到人们高度重视,小麦赤霉病菌

产毒素问题被广泛关注研究。研究表明镰刀菌属菌株产生毒素主要分为两大类,一类为单端孢霉烯族化合物

[13-14]

,该

毒素主要有3种,即NIV 、DON (3-DON ,15-DON )[6,15],除了威胁人畜之外,对种子发芽会产生抑制助于赤霉菌菌株生长

[14,16]

33.1

田间实际防控技术的应用与探索该病害田间流行特点

小麦赤霉病主要发生于小麦抽穗扬花期,特别是连续

;另一类为玉米赤霉烯酮类(ZEN ),此类物质具有一定

类雌性激素作用。

阴雨天气[24]。根据小麦赤霉病的发生特点、田间气候、地理环境等诱发因素,研究人员试图通过建立相应预测模型进行预测预报[25-26],保证在准确的时间加以施药控制,以期控制发病严重度,稳定粮食产量。随着新技术的开发利用,周元[27]做了基于GIS 的小麦赤霉病气象等级预报系统的设计与实现。新技术的不断运用为未来该病害的准确预测提供基础。

1.3病原菌的分子技术研究

分子技术在病原菌的研究中应用广泛,分子标记技术

PCR-RFLP 、ISSR [17]等主要应用于对致病菌菌群分类鉴定,对

作者简介收稿日期

方兴洲(1987-),男,安徽宣城人,助理农艺师,从事农业技术推广工作。

2014-10-30

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方兴洲:小麦赤霉病研究进展

3.2防治药剂研发筛选

农业生产中及时做好农药喷施,对小麦赤霉病防治具

有显著地作用。目前应用最广的化学农药主要有多菌灵、咪酰胺、多酮、甲基硫菌灵、喹菌灵、戊唑醇与羟菌唑、戊唑福美双、甲基托布津与苯骈咪唑、氰烯菌酯、醚菌酯等[28]。然而,随着同一地区长期使用同种农药,部分地区病原菌出现抗药性,防效显著下降。分子生物学方法被应用于抗药性产生原因的确定。因此,需要不断开发研制新型农药。不过,市场上农产品化学农药残留问题日益凸显,生物农药成为研发的新方向。芽孢杆菌[29]、哈茨木霉[30]、枯草芽孢杆菌等都有可能成为环境友好型生物农药。

3.3防治器械的研发创新

近年来,农村土地流转成趋势,家庭农场等大规模种

植模式已形成。小麦赤霉病防治时间段比较短,主要集中于抽穗扬花时期[24],这就给在准确预测基础上及时的进行大面积农药的喷洒带来新的问题。新型农药施用机具的研发成为小麦赤霉病防控研究中必要环节。无人机作业[31]、弥雾机和热雾机[32]等适用于大面积作业农具正渐渐得到广泛应用。新型静电喷雾施药防治小麦赤霉病技术亦在尝试中[33]。

4结语

综合各方面围绕小麦赤霉病为中心的研究,无论是针

对病原菌还是作物本身亦或是防治措施,都在一定程度上对该病害的田间有效防控提供科学依据和现实指导。在众多研究中不断应用新的科学技术如分子生物学、GIS 技术,研发新型环境友好型农药及现代防控机具,也为更准确地预测和安全控制该病害提供必要基础。从理论上来说,彻底杜绝该病害的根本出路在于选育出高抗性品种,但是实际上当前并不能实现[18],因为仅仅在抗赤霉病方面表现突出的品种综合性状却并不优良[9]。因此,今后还是要各方面研究齐头并进的同时注重不同研究方向间的关联性,统筹协调。最终通过多种技术合理搭配运用表现出的整体防效,达到“预防为主,防治结合”,将该病害田间的危害降到最低的目的。

5参考文献

[1]喻大昭. 麦类赤霉病研究进展[J].植物保护,2009,35(3):1-6.

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[6]MEGUMI YOSHIDA ,TAKASHI NAKAJIMA ,TAKUJI TONOOKA ,et al.

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[14]俞刚,陈利锋,姚红燕. 脱氧雪腐镰刀菌烯醇在小麦赤霉病发病程中

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[15]STARKEY D E ,WARD T J ,AOKI T ,et al.Global molecular surveillance

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[16]谢茂昌,王明祖. 小麦赤霉病发病程度与DON 含量的关系[J].植物

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[17]何婧,郭庆元,王晓鸣,等. 利用ISSR 技术分析禾谷镰孢菌群体遗传

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[18]姚金保,陆维忠. 中国小麦抗赤霉病育种研究进展[J].江苏农业科

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(上接第132页)

每次应在施肥结束后再停止灌溉。为防止肥料倒流,施肥后应继续灌清水一段时间,防止化学物质积累堵塞滴孔。在一个植物生育过程结束后,应将整个滴灌系统妥善保管,以延长使用寿命。

6参考文献

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