引起中国东北部玉米茎腐病的禾生炭疽菌（Colletotrichum graminicola）

《Crop Protection》：Colletotrichum graminicola causing stalk rot of maize in northeast of China

玉米炭疽病由 Colletotrichum graminicola 引起，2023-2024 年首次在辽宁铁岭、吉林公主岭等地玉米产区发现，通过形态学、文化特征及分子生物学方法鉴定，确认病原体并描述症状，田间接种验证致病性，该病威胁玉米生产需加强防控研究。

　　

Jing Xu|Haijiao Zhu|Huaiyu Dong|Xiude Xu|Lijiao Zheng|Cui Xiyu|Qin Peiwen

辽宁省农业科学院植物保护研究所，中国沈阳110161

摘要

由Colletotrichum graminicola引起的玉米炭疽病是全球范围内对玉米经济影响最严重的病害之一。在2023-2024年的田间调查中，首次在中国东北部的辽宁省铁岭市和吉林省公主岭市发现由C. graminicola引起的玉米黑茎腐病。从田间条件下生长的玉米黑茎和叶片中分离出该病原体，并通过PDA培养基进行培养，通过其形态特征、培养特性以及包括内部转录间隔区（rDNA-ITS）、肌动蛋白（act）、β-微管蛋白2（tub2）和甘油醛-3-磷酸脱氢酶（gapdh）序列在内的联合基因的系统发育分析进行了鉴定。本文描述了该病害的症状和病原体的形态特征，并通过田间接种玉米杂交品种验证了其致病性。本研究成功确定了C. graminicola为中国玉米炭疽病黑茎腐病的致病菌。由C. graminicola引起的炭疽病黑茎腐病对中国玉米产量构成了潜在威胁，其防控策略需要进一步的研究。

引言

玉米（Zea mays L.）是中国主要种植用于人类食物、工业用途和牲畜饲料的作物之一。作为中国最大的玉米生产区之一，东北地区占全国年玉米产量的32%以上（Dong et al., 2023）。然而，玉米面临着来自生物和非生物因素的诸多挑战，其产量和质量会受到多种真菌病害的影响。近年来，由Kabatiella zeae引起的斑点病（Xu et al., 2000）、由Fusarium属真菌引起的茎腐病和穗腐病、由Ustilago maydis引起的黑穗病等病害已成为主要威胁（Xu & Liu, 2009）。玉米炭疽病是全球范围内对玉米经济影响最严重的病害之一。这种真菌可以感染玉米的所有部位，但最常见的症状是茎腐病和叶枯病（Venard & Vaillancourt, 2007）。C. graminicola的病原体常被误认为是Colletotrichum sublineola（后者是高粱炭疽病的致病菌，Xu et al., 2020），但建议将来自玉米的菌株归类为C. graminicola，而来自高粱的菌株归类为C. sublineolum（Sherriff et al., 1995）。在中国，C. graminicola已在河北省黄华市的玉米叶片样本中被分离出来（Duan et al, 2019），但目前尚无关于C. graminicola引起的玉米炭疽病黑茎腐病发生和产量损失的报道（Wang & Wang, 2018）。然而，在2023年8月，中国东北部辽宁省铁岭市的玉米（品种为Liaodan 216）上观察到了黑色的炭疽病黑茎腐病病斑。铁岭市不同田块的发病率在15%到50%之间，这是该病害在中国东北部玉米生产区的首次报道。2024年的田间调查还发现，辽宁省的沈阳、辽阳、海山、大洼以及吉林省公主岭市也不同程度地出现了炭疽病。在辽宁省本溪市，该病害导致玉米提前衰老和严重倒伏。这一病害对玉米产量构成了潜在威胁。本研究旨在通过形态学、系统发育分析和致病性试验确定引起玉米黑茎腐病的病原体，明确玉米炭疽病的发生情况，并为该病的快速有效防控提供科学依据。

植物材料与病原体分离

2023至2024年间，从中国辽宁和吉林的7个玉米种植区收集了45份表现出典型炭疽病症状的玉米叶片（n = 20）和茎秆（n = 25）样本（表1）。这些样本采用组织接种技术进行分离处理。将患病的茎秆和叶片切成小块（5厘米×3厘米），先用70%乙醇表面消毒30秒，然后进行表面灭菌

形态学与培养特性

根据田间观察和人工接种结果记录了玉米叶片和茎秆上的炭疽病症状。黑茎腐病的特征是在树皮上形成狭窄椭圆形的病斑，这些病斑会变为深棕色至黑色，并形成病原体的分生孢子盘，使茎秆呈现黑色。茎秆内部组织呈深棕色，可能会在玉米生长后期解体，导致提前衰老和倒伏。

讨论

由C. graminicola引起的玉米茎腐病是中国近年来新出现的玉米病害。炭疽病黑茎腐病和叶枯病的症状因品种和田间植株年龄而异。在铁岭市的玉米生产区，Liaodan 216品种上观察到了典型的黑茎症状，发病率高达约50%。不同品种上的叶斑症状多样，包括圆形、椭圆形等

作者贡献声明

Jing Xu：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 初稿、方法学研究、调查。Huaiyu Dong：指导、资金获取。Cui Xiyu：调查。Qin Peiwen：撰写 – 初稿、方法学研究。Xiude Xu：撰写 – 初稿、方法学研究、调查。Lijiao Zheng：调查

未引用文献

Carbone and Kohn, 1999; Felsenstein, 1985; Glass and Donaldson, 1995; Guerber et al., 2003; Jamil and Nicholoson, 1987; O’Donnell and Cigelnik, 1997; White et al., 1990.

利益冲突声明

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致谢

本研究得到了国家重点研发计划（2021YFD1200702）的资助