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小麦中镰刀菌毒素污染和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）积累分析

作　者: 封薇
导　师: 张敏；陈万权
学　校: 四川农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 小麦赤霉病 ELISA 脱氧雪腐镰刀菌烯醇伏马毒素玉米赤霉烯酮 T-2毒素
分类号: S435.121
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

小麦赤霉病是由多种镰刀菌(Fusarium spp.)引起的一种世界性真菌病害,我国小麦赤霉病过去主要发生在长江流域冬麦区、华南冬麦区和东北春麦区等局部地区,近年来己扩展到黄河流域的一些省份,估计全国发病面积约占小麦种植总面积的1/4。我国绝大部分地区小麦赤霉病的病原是禾谷镰刀菌(F. graminearum Clade)。镰刀菌引起小麦的穗腐,不仅使小麦产量和品质降低,而且在麦粒中存留有由镰刀菌代谢产生的真菌毒素,如脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol, DON)、伏马毒素(Fumonisin)、单端孢霉烯醇(T-2)和玉米赤霉烯酮(Zearalenone, ZEA)等,危害人、畜健康。目前我国对真菌毒素相关研究较少,特别是对不同禾谷镰刀菌接种小麦后DON毒素积累研究未见报道。本研究的目的便是通过对麦粒中镰刀菌毒素的检测,明确镰刀菌毒素在我国各麦区小麦中污染与分布情况；通过在不同抗性小麦品种上接种不同浓度及菌株的禾谷镰刀菌,分析小麦籽粒中DON毒素含量,探讨DON毒素在小麦籽粒中的积累数量及其与镰刀菌菌株种类、接菌数量、小麦品种和病害严重度的关系。试验选取以4种镰刀菌毒素的特异性抗体制备的ELISA试剂盒,检测了来自全国范围内的360个小麦品种(系)中的镰刀菌毒素含量,对4种毒素污染率进行了分析；并利用SAS8.0软件对2008-2009年全国小麦区域试验麦种按照不同地区,对小麦样品中DON、Fumonisin、T-2和ZEA等4种毒素含量进行单因子方差分析和邓肯式多重比较。结果表明,所有小麦品种(系)中镰刀菌毒素污染比较普遍,但污染水平较低,其中,DON毒素平均含量相对较高(62.81μg/kg)。不同麦区毒素含量比较分析结果表明,DON毒素、ZEA毒素、T-2毒素在不同麦区间存在显著差异(P＜0.01)；Fumonisin毒素在麦区间差异不显著(P＞0.05)。对4种毒素污染率分析结果显示,T-2毒素污染率最高,然后依次是Fumonisin毒素、DON毒素、ZEA毒素。由于我国小麦DON毒素的平均含量相对较高,且污染小麦后对人畜具有较大的毒害作用。试验采用单花滴注方法在5个抗病性不同的小麦品种上分别接种9个禾谷镰刀菌菌株,每个菌株接种1×106个/mL、1×105个/mL、1×104个/mL等3个分生孢子浓度,并采用ELISA法测定收获麦粒中DON毒素含量。结果表明,小麦赤霉病的严重度与小麦籽粒中DON毒素含量缺乏显著的相关性。麦粒中DON毒素的浓度差异主要是由于不同禾谷镰刀菌菌株产毒能力不同所致。在接种菌株8003、4020的所有麦粒中DON毒素含量均显著高于相同条件下接种其他7个菌株的小麦。当接种产毒能力强的菌株时,小麦抗病品种表现出在一定程度上降低DON毒素积累的能力。不同接菌浓度对小麦赤霉病的发病程度和麦粒中DON毒素含量有显著影响,在相同条件下,接菌浓度越高,病害严重度越高,DON毒素含量也越高；反之,接菌浓度越低,病害严重度越低,DON毒素含量也越低。初步发现,在DON毒素的积累过程中,镰刀菌菌株与小麦品种间可能存在交叉互作。上述研究结果为小麦抗病品种筛选、抗性机制、病菌产毒机制和镰刀菌毒素控制研究奠定了基础。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
引言  10-11
第一章文献综述  11-24
  1.1 小麦赤霉病概述  11
  1.2 镰刀菌的形态和分类研究进展  11-14
    1.2.1 镰刀菌的形态  11-12
    1.2.2 镰刀菌的分类进展  12-14
  1.3 禾谷镰刀菌的侵染  14
  1.4 真菌毒素的分类和研究现状  14-15
  1.5 镰刀菌毒素  15-24
    1.5.1 镰刀菌毒素类型和毒性  15-19
    1.5.2 国内外镰刀菌毒素污染状况和毒素限量标准  19
    1.5.3 镰刀菌毒素的应用  19-20
    1.5.4 镰刀菌毒素的脱毒技术  20-21
    1.5.5 镰刀菌毒素的检测方法  21-24
  1.6 研究的目的和意义  24
第二章材料和方法  24-30
  2.1 试验材料  24-27
    2.1.1 材料  24-27
    2.1.2 试剂和仪器  27
    2.1.3 培养基  27
  2.2 试验方法  27-30
    2.2.1 ELISA检测镰刀菌毒素标准曲线的建立方法  27-28
    2.2.2 镰刀菌毒素ELISA检测  28
    2.2.3 小麦中4种镰刀菌毒素污染情况试验  28-29
    2.2.4 小麦中DON毒素积累试验  29-30
第三章结果与分析  30-42
  3.1 标准曲线的建立  30
  3.2 小麦中4种镰刀菌毒素的污染情况  30-35
    3.2.1 小麦中4种镰刀菌毒素污染率分析  30-33
    3.2.2 国家区试小麦品种在不同种植地区的4种毒素含量分析  33-35
  3.3 小麦中DON毒素积累分析  35-42
    3.3.1 禾谷镰刀菌接种小麦后的田间病情调查结果  35-36
    3.3.2 田间禾谷镰刀菌接种小麦的DON毒素含量分析  36-37
    3.3.3 不同接菌量的小麦籽粒中DON毒素含量关系  37-38
    3.3.4 接种不同镰刀菌菌株的小麦籽粒DON毒素含量  38
    3.3.5 不同品种间小麦籽粒DON毒素含量的差异  38-39
    3.3.6 赤霉病发病程度与麦粒中DON毒素含量的关系  39
    3.3.7 小麦-镰刀菌菌株-接菌浓度间互作分析  39-42
第四章讨论与结论  42-46
  4.1 讨论  42-44
    4.1.1 ELISA检测方法和接菌量的讨论  42-43
    4.1.2 禾谷镰刀菌菌株产DON毒素能力的差异  43
    4.1.3 小麦品种间抗性差异与赤霉病发病程度和DON毒素积累的关系  43-44
    4.1.4 不同麦区镰刀菌毒素污染状况的差异  44
  4.2 结论  44-46
    4.2.1 小麦中4种镰刀菌毒素的污染情况  44
    4.2.2 DON毒素的产生与积累  44-45
    4.2.3 禾谷镰刀菌产DON毒素能力存在差异  45-46
参考文献  46-50
致谢  50-51
附:攻读硕士期间发表与撰写的论文  51

小麦中镰刀菌毒素污染和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）积累分析

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