QPCR技术监测小麦-玉米种植体系中禾谷丝核菌时空分布

摘要

纹枯病是一种小麦-玉米兼发性土传真菌病害，该病是由禾谷丝核菌（Rhizoctonia cerealis Vander Hoeven）导致的。近年来，纹枯病在我国小麦主产区发生程度呈逐年加重趋势，已成为仅次于白粉病的第二大病害。本研究在建立了禾谷丝核菌QPCR检测体系的基础上，进一步监测了小麦-玉米种植体系中植株体内及根际土壤中禾谷丝核菌的时空动态分布。该研究旨在明确禾谷丝核菌在小麦-玉米种植体系中周年分布规律，同时也为小麦纹枯病制定科学防治措施和预测预报提供部分理论参考。主要研究结果如下:
　　1.建立了禾谷丝核菌QPCR检测最优体系:20μL反应体系中，引物使用量为0.5μL，模板DNA使用量为1μL;反应条件为:95℃预变性15 min;95℃变性10s，60.2℃退火20s，72℃延伸10s，40个循环。
　　2.在小麦整个生育时期内，禾谷丝核菌菌量在植株体内的分布呈先上升再下降的趋势。在分蘖期，小麦体内禾谷丝核含量最低，为181.7ng/g;拔节期最高，为4409.0ng/g。越冬期到返青期禾谷丝核菌增长速率最大。
　　3.玉米整个生育时期内，禾谷丝核菌菌量在植株体内的分布呈持续上升趋势。玉米植株体内禾谷丝核菌含量最低和最高时期分别为拔节期和乳熟期，分别为66.4ng/g和1272.3ng/g鲜组织，两时期相差约19倍。
　　4.小麦根系是禾谷丝核菌侵染时间最长的部位，在各生育时期（三叶期除外）均可检测到禾谷丝核菌。越冬前，禾谷丝核菌主要分布在小麦主茎1～2叶叶鞘和第1蘖第1～2叶叶鞘，主茎第1和第2叶叶鞘禾谷丝核菌含量分别为53.3ng/g和123.5ng/g。返青后，禾谷丝核菌主要分布在主茎春生叶1～3叶叶鞘，第1蘖春生叶1～2叶鞘。拔节期，辛集试验站禾谷丝核菌在主茎春生1～2叶叶鞘的DNA含量分别为81.0ng/g和26.4ng/g;保定试验站禾谷丝核菌在主茎春生1～2叶叶鞘的DNA含量分别为516.1ng/g和122.3ng/g。
　　5.禾谷丝核菌在玉米植株体内分布主要集中在第1～4叶叶鞘，且各叶鞘内禾谷丝核菌菌量在乳熟期达到最高值。辛集试验站第1～4叶鞘禾谷丝核菌DNA含量分别为188.6ng/g、206.2ng/g、322.4ng/g、169.2ng/g;保定试验站第1～4叶鞘禾谷丝核菌DNA含量分别为343.8ng/g、376.5ng/g、422.8ng/g、299.4ng/g。
　　6.在小麦-玉米种植体系中，土壤中禾谷丝核菌含量呈现先上升再下降再上升的趋势。在玉米乳熟期，土壤中菌量最高，为8.14×105copy;在小麦越冬期含量最低，为8.42×103copy，二时期相差95.7倍。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 小麦纹枯病的发生概况

1．1．1 小麦纹枯病的症状及病原

1．1．2 小麦纹枯病病原菌的生物学特性

1．1．3 小麦纹枯病的发生规律及其影响因素

1．2 小麦纹枯病的防治措施

1．2．1 农业防治

1．2．2 化学防治

1．2．3 生物防治

1．3 病原菌检测技术研究进展

1．3．1 传统检测技术

1．3．2 实时荧光定量PCR检测技术

1．3．3 实时荧光定量PCR技术的应用

1．4 研究目的和意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 供试菌株

2．1．2 仪器与试剂

2．2 试验方法

2．2．1 实时荧光定量PCR检测方法

2．2．2 土壤样品的采集

2．2．3 植株样品的采集

2．2．3 样品检测

2．2．4 小麦田间发病情况调查

3 结果与分析

3．1 QPCR检测体系的建立

3．1．1 标准品制备

3．1．2 引物特异性检测

3．1．3 QPCR体系的建立

3．1．4 标准曲线的绘制

3．2 小麦-玉米植株体内禾谷丝核菌的分布

3．2．1 小麦不同生育时期病原菌数量与病情指数的关系

3．2．2 不同生育时期禾谷丝核菌在小麦植株内的空间分布

3．2．3 小麦植株不同部位禾谷丝核菌在不同生育时期的分布

3．2．4 玉米植株内禾谷丝核菌的分布

3．2．5 不同生育时期禾谷丝核菌在植株内的空间分布

3．5．3 不同部位禾谷丝核菌在玉米不同生育时期的分布动态

3．3 土壤中禾谷丝核菌的分布动态

3．3．1 辛集试验站土壤中禾谷丝核菌的周年分布

3．3．2 保定试验站土壤中禾谷丝核菌的周年分布

4 讨论

4．1 QPCR技术的选择

4．2 小麦纹枯病发生程度的主导因素

4．3 小麦植株体内禾谷丝核菌数量变化与病情指数关系

4．4 小麦-玉米种植体系下土壤中菌量变化与病情指数关系

5 结论

参考文献

在读期间发表的发表学术论文

作者简介

致谢