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禾谷镰刀菌可以侵染小麦、大麦、玉米等多种禾谷类作物,是我国及世界农业生产中重要的植物病原菌。这类病原菌在侵染植物过程中,能够产生多种不同类型的真菌毒素,这些毒素不仅直接危害宿主细胞、促进病菌扩展,从而严重降低作物产量,而且影响人畜健康,但又难以检测监控,因此给食品安全带来严重威胁。在我国的农业生态条件下,小麦、大麦、玉米受禾谷镰刀菌的危害最重,系统分析禾谷镰刀菌在3种不同作物上的致病力及产毒性,对于研究植物与病原菌互作,以及病原菌及毒素防控检测技术,具有重要意义；同时,根据禾谷镰刀菌基因组序列及其毒素形成代谢调控路径,发展基于遗传基础的毒素化学型分子鉴定技术,可为建立快速、准确的毒素检测分析技术体系提供依据和技术支撑。本研究分析了我国代表性禾谷镰刀菌的致病力与产毒性的相关性,并发展了镰刀菌不同毒素化学型的分子鉴定技术,获得的主要结果如下：1.选取不同产毒类型、不同宿主来源的15个禾谷镰刀菌菌株,接种小麦品种安农8455、苏麦3号,大麦品种鄂32380、鄂9号,玉米品种郑单958,鉴定接种后的致病力；同时以GC/MS分析测定不同作物籽粒中的毒素含量。结果表明,不同菌株的致病力与产毒能力差异显著；致病力与产毒性基本呈正相关；各菌株所产毒素类型与分子鉴定结果完全一致,产毒量与毒素化学型和寄主来源没有相关性；混合菌株接种后的产毒量,介于单个菌株的产毒量之间；菌株的寄主来源对致病力和产毒性没有显著影响,致病力和产毒性与菌株直接相关,受菌株的基因型控制。2.基于毒素生物合成路径关键基因Tri13序列,设计了一对通用引物Tri13-P1/2,用于PCR鉴定禾谷镰刀菌3种不同毒素化学型。通过对来自不同国家、不同寄主的54个禾谷镰刀菌菌株的分析表明,以这对通用引物鉴定的毒素化学型,与化学分析及其它单个PCR检测结果完全一致,但该方法简便、准确性高；进一步用于鉴定15个菌株接种小麦、大麦、玉米后的毒素化学型,证实与化学检测结果完全一致。3.通过多重比对分析不同毒素化学型菌株的Trill基因序列,设计了一套多重PCR引物,用于经PCR同时鉴定3-AcDON、15-AcDON和NIV型菌株的特异DNA片段。利用这种多重PCR技术,分析了不同地理、寄主来源的65个菌株的毒素化学型,结果表明,多重PCR鉴定与化学检测的结果完全相同,并可用于接种材料、谷类籽粒的毒素化学型鉴定。4.结合Tril3和Trill基因聚类分析及毒素化学型分子检测结果,发现了一种新的3-AcDON型菌株,这种菌株的Tri13基因缺失位点与15-AcDON菌株一致,这种新3-AcDON型菌株可能只存在于欧洲。5.分析了湖北省玉米禾谷镰刀菌的群体结构。以禾谷镰刀菌特异引物Fg16F/R,对来自湖北省玉米的100株禾谷镰刀菌的SCAR分析表明,湖北玉米产区禾谷镰刀菌群体中禾谷群(F. graminearum)和亚洲群(F. asiaticum)共存,其中禾谷群(F. graminearum)菌株有27株,占27%；亚洲群(F. asiaticum)菌株73株。利用上述多重PCR技术,分析了这100个菌株的毒素化学型,其中70个菌株产生NIV毒素,30个菌株产15-AcDON,没有检测到3-AcDON型菌株。综合种群类型和毒素化学型分析表明,来自玉米的所有27个F. graminearum菌株,均产生15-AcDON;而F. asiaticum菌株中有70个产生NIV,3个来自武昌的菌株产生15-AcDON。6.通过毒素代谢路径基因核酸序列多重比对分析,设计了鉴定A类单端孢霉烯族毒素菌株的特异引物T2-P1/2。经过对镰刀菌属16个种、141个菌株的PCR分析,发现只有1个梨孢镰刀菌(F.poae)和来自法国的F.langsethiae菌株具有470bp的特异条带。选择这16个种中的62个菌株进行GC/MS检测分析,结果也仅从梨孢(F.poae)和F. langsethiae中检测到A类毒素。化学检测证明了T2-P1/2引物鉴定结果的可靠性。7.探索了玉米赤霉烯酮(ZEN)毒素的分子检测体系,基于ZEN生物合成关键基因PKS4、PKS13设计了两对引物PKS4-P1/2和PKS13-P1/2。利用这两对引物,从所检测的54株禾谷镰刀菌基因组DNA中,扩出了相应的特异DNA片段。选择其中5个菌株接种大米培养基,分离ZEN后用于LC/MS分析,结果证实这些菌株确实产生ZEN毒素,说明利用这两对引物可以分子鉴定禾谷镰刀菌ZEN毒素类型。但可否利用该方法鉴定非禾谷镰刀菌是否产ZEN,还有待进一步研究。