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玉米大斑病菌遗传分化与致病的分子基础

河北省自然科学二等奖

项目完成单位：河北农业大学（董金皋）

玉米大斑病是世界玉米产区的重要病害， 某些地区特别是春

玉米产区，大斑病已成为威胁玉米生产的第一大病害，造成了极

其严重的经济损失。引起玉米大斑病的病原菌为大斑病菌，研究

表明，该病菌是一种极易发生变异的病原微生物，但目前对其产

生变异的原因尚不清楚。

本成果一方面以我国不同玉米产区的大斑病菌资源为基础，

系统分析当前病菌遗传多样性现状和小种消长规律， 明确病菌遗

传变异的分子基础、毒素产生和调控的分子机制；另一方面，以

研究病菌遗传多样性与致病性相互关系的分子机理为主线，着力

解决植物病原真菌病害防治中的关键科学问题，完善病害防治体

系，探讨病害防治的新方法、新途径。

理论学说创新程度和发现点

1.理论创新

提出了植物病原真菌遗传变异的新观点。我国玉米大斑病菌

群体中存在着丰富的遗传多样性，病菌的有性杂交是产生遗传多

样性的主要原因，而交配型分布的不均衡性决定了该地区的病菌

变异频率和小种的组成与分布。

对植物病原真菌致病机理作出了 4 种新解释。MAPK 信号

途径参与 HT-毒素活性的调控； 病菌的交配型与小种类别和致病

性无关；超级小种的产生源于不同小种间的有性杂交；HT-毒素

组分的多样性源于病菌的遗传多样性； 丰富了现代植物病理学理

论。

2.科学发现

首次发现了 123N 超级小种、MAT12 两性交配型菌株、足

量 8 个子囊孢子的子囊，为研究抗性遗传、培育抗病品种和指导

玉米品种合理布局奠定了理论基础。

3.技术创新

首创了获得足量 8 个子囊孢子子囊的诱导方法和快速区分

玉米大斑病菌交配型的分子检测技术， 为研究真菌的分子进化和

遗传变异提供了有效途径。

主要论文发表情况及引用情况

本成果共发表论文 37 篇，其中 2 篇论文登录在 Nature 网

站上（Nature Cell Research） 3 篇被 SCI 索引，2 篇被 RPP ，

索引；7 篇被 AGRIS 收录；5 篇被 CABI 收录。发表的学术论文

被国内外 30 多个单位正面引用近 50 余次。论文创新性内容已

被编录国家面向 21 世纪教材和国家十一五规划教材。培养了一

批本学科的学术骨干，带动了本学科学术水平的提高。本成果申

请发明专利一项，已通过初审。

对推动本学科或相关学科及分支学科发展所起的作用

加强了植物病理学与生物化学、遗传学、分子生物学、分析

化学等多学科之间的联系，推动了各学科在植物病理学研究中的

应用。拓展了植物病理学研究领域，丰富了植物分子病理学、植

物生理病理学、植物病理化学等新学科的理论内容，为研究真菌

分子进化和遗传变异提供了新模式、新技术和新方法。