科创中国

行业领域

农、林、牧、渔业

需求背景

玉米瘤黑粉病为真菌性病害，又称黑霉病、瘤黑粉病，俗称黑穗病、灰包，病原菌属于担子菌亚门、黑粉菌目、玉米黑粉菌属，是异宗配合。玉蜀黍黑粉菌的生活史中有单倍体细胞的担孢子和二倍体的双核菌丝体这两种不同形态的细胞。两个遗传类型不同的单倍体细胞经过融合后形成双核菌丝，此时的双核菌丝可以侵染寄主植物，其体内迅速发育并刺激寄主组织形成黑色肿瘤。担孢子经过细胞核融合后产生双倍体的冬孢子，因此，玉蜀黍黑粉菌冬孢子和双核菌丝是生命周期和感染周期中的重要的组成部分。玉米瘤黑粉病是一种世界性病害,发病率一般在5%-10%，可造成30%-80%的产量损失。玉米瘤黑粉菌具有a、b两个位点，分别控制着单倍体细胞间的融合过程，以及双核菌丝的致病性和有性生殖的完成过程，从而进行生活周期的转换。a位点有两个控制单倍体细胞间的融合的等位基因a1和a2，a1和a2位点都含有交配信息素（mfa）和信息素受体（pra）。mfa1与pra2、mfa2与pra1的基因产物互相成对起作用；有 33个决定双核菌丝的致病性和有性生殖的b位点,每个b位点也有两个基因bE和bW,一个位点中的bE与另一个位点中的bW成对起作用，可激发真菌的发育和致病作用。两个单倍体细胞只有在a位点上不相同时，才能形成双核菌丝，当两个a位点不同的单细胞（a1/a2）融合后，b位点决定双核阶段的维持和致病性，双核菌丝细胞只有在b位点上不相同时才有致病性。此外，a、b位点杂合度对于交配不会产生阻碍。

需解决的主要技术难题

需要找出通过何种培养方法又快有准地培养出担孢子及双核菌丝形态，找出玉米瘤黑粉菌菌株交配型a位点鉴定的准确方法。

期望实现的主要技术目标

培养出具有强致病力的双核菌丝，培养准确率达80%，为后续挖掘玉米瘤黑粉病菌致病基因提供菌源并奠定基础，有利于进一步探究致病基因与抗病机理之间的关系，为玉米瘤黑粉病的防治、抗性育种及种质改良评价标准化和统一化提供科学依据。

处理进度