劉樹森，馬紅霞，郭寧，石潔，張海劍，孫華，金戈

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黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)莖腐病主要病原菌及優(yōu)勢(shì)種分析

劉樹森，馬紅霞，郭寧，石潔，張海劍，孫華，金戈

（河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部華北北部作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/河北省農(nóng)業(yè)有害生物綜合防治工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000）

【目的】明確黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)玉米莖腐病的主要病原菌組成及優(yōu)勢(shì)種，為病原菌致病機(jī)制、抗性育種及莖腐病防治提供依據(jù)?！痉椒ā坑?014—2017年采集黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)3個(gè)省（河北、河南、山東）的玉米莖腐病樣本850份。通過形態(tài)學(xué)、通用引物和特異引物對(duì)病組織分離物進(jìn)行鑒定，并采用上述引物直接檢測(cè)病組織。整合分析分離物鑒定法和組織分子檢測(cè)法的結(jié)果以確定玉米莖腐病的主要病原菌及優(yōu)勢(shì)種；分析主要病原菌在各省間以及同一省份不同年度的檢出率，揭示主要病原菌的種群動(dòng)態(tài)變化；分析單個(gè)樣本中病原菌的檢出率，探討多種病原菌的共存模式?！窘Y(jié)果】有667份樣本檢測(cè)出真菌或卵菌，占總樣本的78.47%；年度間樣本檢出率存在差異，2014年的檢出率不足50%，而2015—2017年的檢出率相近，均高于90%。在所有樣本中共檢出20屬46種真菌或卵菌，其中鐮孢菌（spp.）的檢出率最高，為89.96%，包括禾谷鐮孢復(fù)合種（species complex）、層出鐮孢（）、擬輪枝鐮孢（）、厚垣鐮孢（）、亞粘團(tuán)鐮孢（）、尖鐮孢（）、黃色鐮孢（）、藤倉鐮孢（）、變紅鐮孢（）木賊鐮孢（）和茄鐮孢（）11個(gè)種；腐霉菌（spp.）的檢出率為34.18%，包括芒孢腐霉（）、禾生腐霉（）、棘腐霉（）、孤雌腐霉（）和寡雄腐霉（）5個(gè)種。擬輪枝鐮孢、禾谷鐮孢復(fù)合種、芒孢腐霉和層出鐮孢為4種主要病原菌，檢出率依次為62.07%、46.93%、29.09%和28.04%，其中擬輪枝鐮孢為優(yōu)勢(shì)種。各省之間，上述4種主要病原菌的檢出率存在一定差異。擬輪枝鐮孢在河北省的檢出率為73.98%，明顯高于該菌在河南省和山東省的檢出率；禾谷鐮孢復(fù)合種在3個(gè)省的檢出率相近；層出鐮孢和芒孢腐霉在山東省的檢出率分別為35.78%和34.31%，均高于在其他兩省的檢出率。同一省份不同年度上述4種主要病原菌的檢出率呈動(dòng)態(tài)變化，其中任何一種病原菌均有可能上升為優(yōu)勢(shì)種。進(jìn)一步分析表明，單個(gè)樣本中可以檢測(cè)出一種或多種病原菌，檢測(cè)出1種菌的樣本占38.38%，檢出2種和3種病原菌的樣本分別占29.24%和19.04%；2種及以上病原菌共存以鐮孢菌和腐霉菌、鐮孢菌和鐮孢菌模式為主?！窘Y(jié)論】黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)莖腐病主要病原菌為擬輪枝鐮孢、禾谷鐮孢復(fù)合種、芒孢腐霉和層出鐮孢，其中擬輪枝鐮孢為優(yōu)勢(shì)種；擬輪枝鐮孢在河北省的檢出率最高，層出鐮孢和芒孢腐霉在山東省的檢出率最高，禾谷鐮孢復(fù)合種在3個(gè)省的檢出率相近；單個(gè)樣本中存在多種病原菌共存的模式。

玉米莖腐?。稽S淮海地區(qū)；病原菌檢測(cè)；優(yōu)勢(shì)種；鐮孢菌；腐霉菌

0 引言

【研究意義】黃淮海夏玉米區(qū)是指收獲小麥后播種玉米的區(qū)域，包括河南省和山東省的全部、河北省中南部、安徽省和江蘇省北部、山西省南部和陜西省東南部地區(qū)，種植面積在1 000萬公頃左右[1]，主產(chǎn)區(qū)為河南省、山東省和河北省。玉米莖腐病是該區(qū)域的重要病害，自2013年起連續(xù)多年發(fā)生，發(fā)病重的年份部分品種畝產(chǎn)僅有250 kg，損失高達(dá)60%以上，嚴(yán)重影響玉米生產(chǎn)。莖腐病的防治以種植抗性品種和種子包衣為主，兩種防治技術(shù)的研究和推廣均建立在病原菌的研究基礎(chǔ)上。因此，明確黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)莖腐病主要病原菌的種類及其組成，對(duì)病害的防控具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】已報(bào)道玉米莖腐病的病原菌有20余種[2]，這些病原菌單獨(dú)或復(fù)合侵染導(dǎo)致玉米莖腐病的發(fā)生，優(yōu)勢(shì)病原菌則因年份、地理環(huán)境和氣候的差異而有所不同。國內(nèi)在20世紀(jì)80年代末至2000年初是莖腐病病原菌研究的高峰期，隨后日趨減少。我國莖腐病主要病原菌為鐮孢菌（spp.）和腐霉菌（spp.）[3]。已明確為病原菌的鐮孢菌有禾谷鐮孢（）、擬輪枝鐮孢（）、層出鐮孢（）[4]、腐皮鐮孢（）、木賊鐮孢（）、鐮狀鐮孢（）[5]、串珠鐮孢中間變種（var.）、半裸鐮孢（）[6]、藤倉鐮孢（）、厚垣鐮孢（）、尖鐮孢（）[7]、黃色鐮孢（）[8]、變紅鐮孢（）[9]、亞粘團(tuán)鐮孢（）[10]、同色鐮孢（）[11]等；腐霉菌為腫囊腐霉（）禾生腐霉（）、瓜果腐霉（）、強(qiáng)雄腐霉（）、寡雄腐霉（）和棘腐霉（）等[12]。在黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)，羅畔池等認(rèn)為20世紀(jì)90年代引起河北省玉米莖腐病的主要病原菌為串珠鐮孢、禾谷鐮孢和腐霉菌[13-14]，而石潔[15]認(rèn)為禾谷鐮孢和串珠鐮孢是主要病原菌。徐作珽等[16]認(rèn)為20世紀(jì)80年代山東省莖腐病病原菌以瓜果腐霉為主，其與禾谷鐮孢形成復(fù)合侵染；張藝銘[17]于2014年分離鑒定了山東省84份典型莖腐病株的病原菌，認(rèn)為主要為瓜果腐霉和禾谷鐮孢。袁虹霞等研究表明，河南省2009—2012年度莖腐病的優(yōu)勢(shì)病原菌為禾谷鐮孢[18-21]。何婧[22]于2008—2009年共分離鑒定了河北、山東和河南34點(diǎn)次的病樣，其中16點(diǎn)次分離到了腐霉菌，32點(diǎn)次分離到了鐮孢菌，鐮孢菌以禾谷鐮孢和擬輪枝鐮孢為主。上述研究結(jié)果基于對(duì)病組織分離物進(jìn)行形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)鑒定，但樣本采集時(shí)期以及分離過程中諸多因素常常影響分離結(jié)果[22]，進(jìn)而影響鑒定結(jié)果。馬紅霞等[23]采用病原菌的通用引物和特異性引物，以病組織基因組DNA為模板，直接檢測(cè)病組織中的病原菌，同時(shí)對(duì)分離物進(jìn)行鑒定，整合分析兩種方法的檢測(cè)結(jié)果，在一定程度上提高了檢測(cè)的靈敏度和結(jié)果的準(zhǔn)確性。【本研究切入點(diǎn)】黃淮海區(qū)域內(nèi)有關(guān)玉米莖腐病病原菌的研究較少，且大部分年代久遠(yuǎn)，結(jié)論分歧也較大[16,24-25]。已有研究僅為部分省內(nèi)病原菌的檢測(cè)結(jié)果，而以整個(gè)黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)莖腐病病原菌為對(duì)象的研究尚未見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】采用分離物鑒定和組織分子檢測(cè)相結(jié)合的方法，對(duì)2014—2017年黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)的玉米莖腐病樣本進(jìn)行病原菌檢測(cè)，以期明確該區(qū)域的主要病原菌，為玉米莖腐病抗病育種和病害綜合治理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 莖腐病樣本采集與處理

2014—2017年，共采集莖腐病樣本850份。采集地點(diǎn)涉及黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)3個(gè)省的154個(gè)縣，具體為河北?。?6縣141份）、河南?。?2縣419份）、山東?。?6縣290份）。

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（PDA）：馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂粉20 g，蒸餾水定容至1 L，高溫高壓滅菌20 min，備用。玉米粉瓊脂培養(yǎng)基（CMA）：玉米粉30 g、瓊脂粉17 g，蒸餾水定容至1 L，高溫高壓滅菌20 min，備用。

參考馬紅霞等[23]的方法進(jìn)行樣本處理：采集玉米莖腐病發(fā)病初期植株，在田間采用70%的酒精棉擦拭莖基部，并將其在酒精燈火焰上掠過進(jìn)行表面滅菌。用無菌手術(shù)刀縱剖莖稈為兩半，通過觀察排除細(xì)菌性莖腐病后，首先切取一側(cè)髓部病健交界處組織放到1.5 mL離心管中，液氮保存；然后切取另一側(cè)髓部相同部位的組織分別放置在準(zhǔn)備好的PDA和CMA平板培養(yǎng)基上，每皿4塊，常溫培養(yǎng)，待采樣結(jié)束返回實(shí)驗(yàn)室后及時(shí)將分離物純化，并于4℃保存待用。

1.2 病原菌鑒定

分離物鑒定法：參照《真菌鑒定手冊(cè)》[26]和《中國真菌志-青霉屬及其相關(guān)有性型屬》[27]，依據(jù)菌落形態(tài)和分生孢子的大小及形態(tài)特征等對(duì)純化的分離物進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定；并以真菌基因組DNA快速提取試劑盒（北京艾德萊生物科技有限公司）提取的分離物DNA作為模板，采用真菌、鐮孢菌和卵菌的通用引物以及鐮孢菌的種特異性引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，對(duì)分離物進(jìn)行分子生物學(xué)鑒定。組織分子檢測(cè)法[23]：使用CTAB植物基因組DNA快速提取試劑盒（北京艾德萊生物科技有限公司）提取玉米髓部組織的基因組DNA，并使用上述引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增。所用引物如表1所示，由北京諾賽基因組研究中心有限公司合成。PCR擴(kuò)增體系及反應(yīng)程序參考孫華等[28]的方法。25 μl PCR反應(yīng)體系：DNA 2.0 μl，10 μmol·L-1上游引物和下游引物各0.5 μl，2×MasterMix 12.5 μl，補(bǔ)ddH2O至25 μl。PCR反應(yīng)程序：95℃預(yù)變性5 min；95℃變性1 min，退火30 s（各引物退火溫度如表1所示），72℃延伸45 s，進(jìn)行35個(gè)循環(huán)；72℃延伸10 min，4℃保存PCR產(chǎn)物。PCR產(chǎn)物經(jīng)1%的瓊脂糖凝膠電泳，陽性產(chǎn)物由北京諾賽基因組研究中心進(jìn)行測(cè)序，測(cè)序結(jié)果在NCBI網(wǎng)站上進(jìn)行BLAST比對(duì)。

1.3 檢測(cè)結(jié)果分析

將分離物鑒定法和組織分子檢測(cè)法檢測(cè)的結(jié)果相結(jié)合，任何一種方法從樣本中檢出某種真菌或卵菌即判定該樣本攜帶該菌。檢出率（%）=（某一真菌或卵菌檢出樣本數(shù)量/檢出真菌和卵菌的樣本總量）×100。

表1 本研究使用的引物

2 結(jié)果

2.1 真菌或卵菌的檢出情況及主要病原菌

采用分離物鑒定和組織分子檢測(cè)兩種方法，在2014—2017年采集的850份莖腐病樣本中，共有667份檢測(cè)出真菌或卵菌，檢出率為78.47%；年度間的檢出率差異較大，2014年度的檢出率不足50%，而2015—2017年的檢出率相近，均高于90%。檢出的真菌或卵菌涉及20屬46種。其中，鐮孢菌普遍存在于各地區(qū)樣本中，檢出率為89.96%，在檢出的11個(gè)種中擬輪枝鐮孢、禾谷鐮孢復(fù)合種和層出鐮孢的檢出率依次為62.07%、46.93%和28.04%；腐霉菌的檢出率為34.18%，芒孢腐霉（）的檢出率最高，為29.09%；其余各屬檢出率在0.15%—5.70%。所有11種鐮孢菌和除孤雌腐霉以外的4種腐霉菌均為明確的莖腐病病原菌。其中，擬輪枝鐮孢、禾谷鐮孢復(fù)合種、層出鐮孢和芒孢腐霉（另文發(fā)表）是本區(qū)域4種主要的病原菌；其他幾種病原菌的檢出率較低，說明在田間只有少量或極少量玉米植株被這些病原菌侵染，為不常見病原菌。此外，兩種檢測(cè)方法的效果存在差異，分離物鑒定法能檢測(cè)出20屬44種菌，而組織分子檢測(cè)法僅能檢測(cè)出9屬22種菌，但組織分子檢測(cè)法對(duì)上述4種主要病原菌的檢出率明顯高于分離物鑒定法（表2）。

2.2 主要病原菌在省份和年度間的差異

在各省之間，擬輪枝鐮孢、禾谷鐮孢復(fù)合種、層出鐮孢和芒孢腐霉4種主要病原菌的檢出率均存在一定差異（表3）。擬輪枝鐮孢在河北省的檢出率為73.98%，明顯高于在河南省和山東省的檢出率；禾谷鐮孢復(fù)合種在3個(gè)省的檢出率相近；層出鐮孢在山東省的檢出率為35.78%，高于在其他兩省的檢出率；芒孢腐霉在山東省和河南省的檢出率相近，分別為34.31%和30.00%，明顯高于該菌在河北省的檢出率。擬輪枝鐮孢在各省內(nèi)均處于優(yōu)勢(shì)地位，其次為禾谷鐮孢復(fù)合種；層出鐮孢在河北省的檢出率略高于芒孢腐霉，河南省與之相反，山東省兩種菌的檢出率相近。

表2 樣本中真菌或卵菌的檢出率

表3 不同省份主要病原菌的檢出率

同一省份不同年度上述4種主要病原菌的檢出率存在較大差異（表4），其中任何一種均有可能上升為該省的優(yōu)勢(shì)種。河北省2014—2017年的優(yōu)勢(shì)病原菌均為擬輪枝鐮孢，且檢出率逐年上升，最高達(dá)到94.55%；2014年芒孢腐霉的檢出率僅為4.17%，但2015年該菌的檢出率大幅上升至44.44%，成為僅次于擬輪枝鐮孢的病原菌。河南省2014年以芒孢腐霉為優(yōu)勢(shì)種，禾谷鐮孢復(fù)合種次之，擬輪枝鐮孢檢出率較低，未檢出層出鐮孢；2015年禾谷鐮孢復(fù)合種和擬輪枝鐮孢檢出率大幅上升，前者成為優(yōu)勢(shì)種，而芒孢腐霉的檢出率則大幅下降；2016年和2017年擬輪枝鐮孢的檢出率高達(dá)73.08%和82.61%，成為該省的優(yōu)勢(shì)種，同時(shí)層出鐮孢的檢出率也大幅上升。山東省2014年芒孢腐霉為優(yōu)勢(shì)種，其次為擬輪枝鐮孢，層出鐮孢和禾谷鐮孢復(fù)合種的檢出率較低；2015年擬輪枝鐮孢、禾谷鐮孢復(fù)合種和層出鐮孢的檢出率均大幅升高，芒孢腐霉檢出率則下降，禾谷鐮孢復(fù)合種成為優(yōu)勢(shì)種；2016—2017年擬輪枝鐮孢則上升為優(yōu)勢(shì)種。

2.3 單樣本中多種菌共存模式

單樣本中可以檢測(cè)出一種至幾種菌，最多的一個(gè)樣本可檢出7種菌（表5）。所有能檢出菌的樣本中，僅有38.38%的樣本檢出1種菌，檢出2種和3種菌的樣本分別占29.24%和19.04%，檢出4種以上菌的樣本比例均在10%以下。檢出比例在年度間存在較大差異，2014年檢出1種菌的樣本占77.34%，其他年度比例明顯降低（23.11%—36.21%）；2015—2017年檢出2種和3種菌的樣本比例較2014年大幅上升，與檢出1種菌的樣本比例相當(dāng)。

表4 不同年度主要病原菌的檢出率

表5 檢出不同種數(shù)真菌或卵菌的樣本比例

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，僅檢出一種鐮孢菌的樣本占26.99%，僅檢出一種腐霉菌的樣本占6%，其余樣本均檢出2種（含）以上真菌和（或）卵菌。多菌共存模式以鐮孢菌和腐霉菌、鐮孢菌和鐮孢菌共存為主，樣本比例分別為24.29%和23.39%；鐮孢菌和其他菌、腐霉菌和其他菌共存的比例較低，未見2種以上腐霉菌共存的情況（表6）。表明在黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)莖腐病病株中2種以上病原菌共存的情況非常普遍，甚至在多數(shù)年份為主要模式。

3 討論

玉米莖腐病作為一種以癥狀命名的病害，除由生物因素引起外，其他非生物因素如干旱、澇漬、早衰等也可以引起相同的癥狀。在本研究中，每年都有表現(xiàn)典型莖腐病癥狀的植株檢測(cè)不出任何病原菌（包括細(xì)菌）。這些植株地上部呈灰綠色失水干枯狀，根系可見水浸狀壞死，剛枯死植株莖基部剖開未見明顯壞死區(qū)域，這種現(xiàn)象在2014年尤為明顯。有研究表明，連續(xù)的降雨會(huì)導(dǎo)致土壤缺氧，造成根系活力降低，甚至窒息死亡[37]，而隨后的暴晴會(huì)造成葉片快速失水，植株枯死，癥狀和病原菌引起的莖腐病基本相同。據(jù)資料記載，2014年黃淮海夏播玉米區(qū)大部分地區(qū)從9月7日至20日連續(xù)陰雨，局部暴雨，低溫寡照，從9月18日開始陸續(xù)暴晴，隨后出現(xiàn)大范圍的植株枯死[38]。因此，筆者認(rèn)為本研究中未檢測(cè)到病原菌的、具有典型癥狀的植株是長時(shí)間澇漬形成的生理性病害。

表6 單樣本中鐮孢菌和腐霉菌的共存模式

spp.:spp.;spp.:spp.; Other: fungi exceptspp. andspp.

本研究表明，在黃淮海夏播區(qū)近90%的病株中檢測(cè)到鐮孢菌，該菌是此區(qū)域的優(yōu)勢(shì)病原菌種群；在鐮孢菌中，擬輪枝鐮孢占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，其次為禾谷鐮孢復(fù)合種和層出鐮孢。大多數(shù)研究認(rèn)為在我國莖腐病病原菌中，禾谷鐮孢復(fù)合種比其他鐮孢菌的致病力強(qiáng)[7,18,39-40]，因此多年來針對(duì)禾谷鐮孢復(fù)合種開展了侵染機(jī)制、發(fā)生規(guī)律、抗性基因挖掘、防治藥劑的篩選、品種的抗性鑒定等大量研究工作，對(duì)擬輪枝鐮孢和層出鐮孢引起的莖腐病研究較少。擬輪枝鐮孢和層出鐮孢都屬于藤倉赤霉復(fù)合種（species complex），種內(nèi)成員形態(tài)特征相似，2004年前均認(rèn)定為串珠鐮孢（該種名已廢棄）[19,41]。這兩種病原菌也是玉米根腐病、穗腐病和鞘腐病的主要病原菌[33-34]，目前這幾種病害在黃淮海區(qū)域均有加重趨勢(shì)。與禾谷鐮孢復(fù)合種主要通過根部侵入途徑引起莖腐病不同，擬輪枝鐮孢和層出鐮孢還可經(jīng)種子帶菌途徑進(jìn)入玉米植株，也可以通過葉鞘和莖節(jié)連接處侵入引起莖腐病[42]，加大了侵染的機(jī)會(huì)，使莖腐病的防治更加困難。因此，應(yīng)加強(qiáng)擬輪枝鐮孢和層出鐮孢莖腐病的致病機(jī)理、發(fā)生規(guī)律和防治技術(shù)等研究。本研究中，腐霉菌的檢出率為34.18%，是僅次于鐮孢菌的病原菌，在多雨潮濕的2014年甚至成為河南省和山東省的優(yōu)勢(shì)種。據(jù)報(bào)道，腐霉菌是北京、浙江[25]、江蘇[43]、山西[44]、河北、山東、遼寧[45]、新疆[46]、四川[47]等地莖腐病的主要病原菌。但在腐霉菌的分離過程中樣本采集時(shí)期、培養(yǎng)基類型、培養(yǎng)條件等多種因素常常影響最終的檢測(cè)結(jié)果，本研究結(jié)合分離物鑒定法和組織分子檢測(cè)法，在一定程度上提高了腐霉菌檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，有60%以上的病株可以檢測(cè)出2種（含）以上的病原菌，表明單株中多種病原菌共存是莖腐病病原菌研究中不可回避的事實(shí)。孫秀華等研究表明，無論在培養(yǎng)基上還是植株體內(nèi)，鐮孢菌均對(duì)腐霉菌有較強(qiáng)的抑制作用[48-49]。本研究中，同時(shí)檢出腐霉菌和鐮孢菌的樣本占24.29%，有必要對(duì)這種共存模式形成的機(jī)制及其在侵染致病中的作用做進(jìn)一步研究。病原菌可以通過種子攜帶、根系侵染、莖稈侵染、傷口侵入、自然孔口（氣孔、水孔等）等不同方式進(jìn)入植株，在不同環(huán)境條件影響下，可能會(huì)通過競(jìng)爭資源、代謝產(chǎn)物或誘導(dǎo)植物免疫反應(yīng)產(chǎn)生相互作用來影響彼此生長，進(jìn)而導(dǎo)致不同類型的莖腐病。因此，控制一種或一類病原菌，有可能導(dǎo)致植株體內(nèi)的次要病原菌上升為主要病菌。

4 結(jié)論

黃淮海夏玉米主產(chǎn)區(qū)莖腐病的主要病原菌種群為鐮孢菌和腐霉菌，優(yōu)勢(shì)種為擬輪枝鐮孢，其次為禾谷鐮孢復(fù)合種、層出鐮孢和芒孢腐霉；各省主要病原菌在年度間的檢出率呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，任何一種病原菌均有可能上升為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)種；單樣本中可以同時(shí)檢測(cè)出多種病原菌，以鐮孢菌和腐霉菌、鐮孢菌和鐮孢菌的共存模式為主。鐮孢菌和腐霉菌應(yīng)作為防治莖腐病的主要靶標(biāo)，在抗性育種中也要兼顧品種對(duì)擬輪枝鐮孢、禾谷鐮孢復(fù)合種、層出鐮孢和腐霉菌的抗性，才有可能達(dá)到較好的防治效果。

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analysis of main pathogens and dominant species of Maize stalk rot in the main Summer Maize producing areas of Huang-Huai-Hai

LIU ShuSen, MA HongXia, GUO Ning, SHI Jie, ZHANG HaiJian, SUN Hua, JIN Ge

(Plant Protection Institute, Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences/Key Laboratory of IPM on Crops in Northern Region of North China, Ministry of Agriculture/IPM Centre of Hebei Province, Baoding 071000, Hebei)

【Objective】The objective of this study is to determine the main pathogens and dominant species of maize stalk rot in the main summer maize producing areas of Huang-Huai-Hai, and to provide a basis for understanding the pathogenic mechanism, resistantbreeding, and ultimately maize stalk rot management.【Method】In 2014-2017, 850 samples of maize stalk rot were collected from three provinces (Hebei, Henan and Shandong) in the main summer maize producing areas of Huang-Huai-Hai. The isolated fungi or oomycetes were morphologically characterized and confirmed by using universal and specific primers, those primers were also used for detecting pathogens in diseased tissues. The combined results of isolate identification and tissue molecular detection were analyzed to determine the main pathogens and the dominant species. The detection rates of main pathogens in different provinces and different years of the same province were analyzed to reveal the population dynamics. The detection rates of pathogens in individual samples were also analyzed to determine the coexistence patterns of multiple pathogens.【Result】Fungi or oomycetes were detected in 667 samples, accounting for 78.47% of all samples. The detection rates were different among years, less than 50% in 2014 and more than 90% in 2015-2017.Detected fungi or oomycetes were classified to 46 species of 20 genera.spp. had the highest detection rate of 89.96%, includingspecies complex,,,,,,,,,and. In addition,spp. had the second highest detection rate of 34.18%, including,,,and. oligandrum. The detection rates of four main pathogens,species complex,and,were 62.07%, 46.93%, 29.09% and 28.04%, respectively. It indicated that the dominant species was. There were some differences in the detection rates of the four main pathogens among provinces. The detection rate ofin Hebei Province was 73.98%, which was significantly higher than that in Henan and Shandong Provinces, and the detection rates ofspecies complex in the three provinces were similar. The detection rates ofandin Shandong Province were 35.78% and 34.31%, respectively, which were higher than those in other two provinces. The detection rates of the four main pathogens from the same province were dynamic in different years, and any one of them can be the dominant species. Furthermore, several pathogens could be detected in a single sample. While 38.38% samples were colonized by only one pathogen, 29.24% and 19.04% samples were colonized by two and three pathogens. The patterns of two or multiple pathogens in single samples were mainly coexistence ofspp. andspp., or coexistence ofspp. andspp..【Conclusion】The main pathogens of maize stalk rot in the main summer maize producing areas of Huang-Huai-Hai are,species complex,and, and the dominant species is. The detection rate ofin Hebei Province and that ofandin Shandong Province are the highest, and the detection rate ofspecies complex in the three provinces is similar. There is a coexistence pattern of two or multiple pathogens in a single sample.

maize stalk rot; Huang-Huai-Hai region; pathogen detection; dominant species;spp.;spp.

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.02.006

2018-09-04；

2018-11-23

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-02）

劉樹森，E-mail：shusenliu@163.com。通信作者石潔，E-mail：shij99@163.com

（責(zé)任編輯 岳梅）