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[省部级]玉米主要病害发生与寄主抗性机理和生态控制技术及其应用
添加时间 2012/4/23 16:41:02  浏览次数 5539 次
主要完成单位:上海交通大学
                                 沈阳农业大学
                                 河北省农林科学院
                                 聊城大学
                                 青岛农业大学
主持人:陈    捷
参加人:高增贵、石    洁、王桂清、鄢洪海、刘大军、王治祥、谢春友、刘    铜、王怀珍
获奖时间:2011年   
授奖等级:科技进步二等奖     
授奖部门:教育部
成果简介:随着气候变迁、栽培制度调整和品种更替,我国玉米病害优势种类、发生规律、病原致病性不断发生变化,成为制约玉米安全生产的主要障碍。本项目在国家科技攻关、国家科技支撑、国家自然科学基金、辽宁省重大科技攻关项目和上海市国际合作项目的支持下,经过持续9年的技术攻关,在分子水平上揭示了我国玉米主要病害发生、寄主抗性和生物防治机理,率先构建了病菌致病性分化的分子辅助鉴定技术、创制出多功能生物型和复合型种衣剂及菌肥,组建并实施了我国玉米病害生态化治理技术体系,取得显著经济和生态效益。主要成果如下:
1、在国际上首次发现弯孢霉叶斑病菌的毒素结构为甲基-(5羟基甲基)呋喃-2-羧酸盐和合成相基因Clt1,明确了Clt-1、色素合成相关基因(Brn1)、MAPK基因(ClkClm1)、CWDEs基因的相互关系及其对病菌致病性的影响。
2、率先建立了玉米弯孢霉叶斑病菌和灰斑病菌寄主鉴别系统,建立了以检测病菌DNA、同工酶和蛋白质组多态性变化为基础的玉米弯孢霉叶斑病菌、大斑病菌、灰斑病菌、丝黑穗病菌致病性分化分子辅助鉴别技术,明确了上述病原菌主要致病性或生理分化类型。通过蛋白质组学、差减文库(SSH)等技术鉴定出病菌应致病性分化相关蛋白种类和基因,提出了抗性寄主持续诱导病菌多代诱导是病菌致病性增强重要原因的新观点。
3、证实了寄主防御反应酶系和相关基因高效表达是玉米抗丝黑穗病、纹枯病、茎腐病、矮花叶病、弯孢霉叶斑病的重要机理。
4、揭示了玉米内生细菌、木霉菌诱导玉米抗叶斑病和土传病害生理生化机理,首次在木霉菌中发现无毒基因同源物Avr4Avr9蛋白,克隆出5种耐受或降解重金属、有机磷农药等相关基因。研制出具有防病、促进作物生长和土壤修复功能的生物型种衣剂和复合型种衣剂,对四种土传病害防治效果达到70%以上,诱导玉米抗叶斑病效果50%以上。筛选出5种低毒化学种衣剂对纹枯病、茎腐病等防效52-78%。创制出高效降解作物秸秆木霉菌肥,获微生物菌肥临时登记证1项。
5、在玉米弯孢霉叶斑病菌、灰斑病菌和茎腐病菌致病与生理分化机制、寄主防御机理以及玉米土传病害生物防治关键技术等研究进展已成为该领域标志性成果,被大量引用,达到国际先进水平,得到国际学术界充分肯定。
6、本项目共筛选出100余份单抗或多抗叶斑病和茎腐病品种或自交系,提出了以应用抗病品种和农业防病措施为基础,应用种衣剂和秸秆菌肥为保障的生态化防控病害技术模式。
     
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