稻曲病是一种水稻穗部病害,由稻曲病菌[Ustilaginodea virens(Cooke)Takahashi]在水稻穗部为害产生稻曲球,是一种世界性的水稻真菌性病害。稻曲病过去仅在中晚稻田零星发生,进入20世纪80年代以来,随着密穗型高产水稻品种的大力推广及农田肥力的提高,稻曲病的发生日益严重。稻曲病不仅对稻米的产量、品质有影响,而且产生的稻曲病菌毒素对人、生畜都有毒性。该病目前已经成为水稻产区的主要病害之一,并有上升为主要病害的趋势。本研究主要对稻曲病菌的人工分离方法、人工培养性状、接种技术和侵染过程进行了初步的研究,以揭示病原菌在人工培养条件下的生物学特性以及自然条件下侵染和生长的可能途径,为人工接种技术的进一步突破及探索有效防治稻曲病的策略和抗病育种提供科学依据。本研究主要有以下几个方面的结果:1、稻曲病分离方法的改进。通过与传统分离方法的对比试验,建立了两种行之有效的分离方法:改良组织分离法、改良稻曲球分离法。这两种新方法的优点是培养的病原菌易于成活,培养时间较短。2、稻曲病菌的生物学特性及其鉴定依据。稻曲病的厚垣孢子在水中的萌发有单出芽和双出芽两种形式,一般以单出芽形式较为常见。在厚垣孢子的生长过程中,主要有如下两种方式:第一种是在孢子萌发后很快就在菌丝顶端产生一个初生分生孢子,并很快在初生分生孢子旁陆续产生次生分生孢子,分生孢子间互生排列。第二种是在菌丝的生长前期未出现分生孢子,以菌丝的生长为主。厚垣孢子的生长方式以第一种较为常见。菌丝上的分生孢子生长到一定阶段后会自行脱落,脱落后的分生孢子在菌丝相应位置留下一个明显的凸起;有一些分生孢子未脱落,并能直接萌发出新的菌丝,使得菌丝上留下一个膨大的部位。病原菌在PSA人工培养基上生长比较缓慢,7天后才长成肉眼可见的菌落。典型的稻曲病菌落前期是呈白色凸起状,然后菌落表面逐渐转成黄色。菌落在培养了60 d后可在其周围产生许多厚垣孢子球,孢子球里的厚垣孢子在外型上与稻曲球上的极为相似:球形或椭圆形,具刺,黄色,表面有疣突,在水中容易萌发产生分生孢子。随着菌株继代次数的增加,菌落产生厚垣孢子球的能力逐渐减弱,继代2次以后的菌落基本不形成厚垣孢子堆。用菌落上的黄色菌丝进行显微镜观察,发现这些菌丝具有以下特征:体积膨大、隔膜明显、菌丝分支增多,菌丝体呈念珠状。在适合的条件下,这些菌丝能萌发产生分生孢子。推测这些膨大的菌丝体是厚垣孢子的前体,由于某种原因未能形成成熟的厚垣孢子。以上这些生物学特性可作为稻曲病菌的鉴定依据。3、稻曲病菌接种技术研究。通过田间、盆栽接种试验,对稻曲病的侵染循环、接种时期做了初步的研究。研究结果显示,水稻对稻曲病菌的敏感时期主要集中在孕穗第六期(抽穗前11-12 d)和第八期(抽穗前2-3 d);分生孢子是水稻的主要侵染体;2%浓度的马铃薯煮汁有助于分生孢子的侵染。4、稻曲病菌白化菌株的获得及其特性。在人工培养条件下得到一种白化菌株的突变体,该白化菌在固体培养基(PSA)、液体培养基(Ps)上均不产生任何类型的孢子,菌落颜色一直呈白色。在PSA上培养30 d后,白色的菌落逐渐消褪,呈水浸状,取水浸状内的菌丝进行继代培养,仍能得到白色的菌落,并能重复自动消褪的过程。这是白化菌株的一大特性。白化菌株的接种试验结果显示,突变后的菌株不能使水稻发病,推测白化菌株的菌丝对水稻没有致病性。序列测序进一步显示,白化菌株的ITS序列和正常菌株的同源性达到100%。说明这种白化菌株属于稻曲病病原菌。5、稻曲病侵染过程的观察。通过大田、室内的切片观察结果显示:稻曲病菌在水稻开花之前侵染水稻。