谷物是人类生存必不可缺的粮食作物,镰刀菌是一类重要的谷物病原菌,其中藤仓镰刀菌复合群侵染作物后,会产生多种真菌毒素,引起小麦赤霉病、水稻恶苗病等病害发生,造成严重的经济损失,并威胁人畜健康。本研究明确了研究区域中谷物中镰刀菌种群结构组成,以及藤仓镰刀菌复合群遗传多样性和产毒能力,这将为作物病害防治策略的开发和镰刀菌毒素的田间控制提供理论依据。同时,建立了一种简便、快捷的多毒素检测方法,对谷物中多种毒素含量的研究检测具有重要意义。主要研究结果如下:(1)通过对江苏省、安徽省、山东省等地的水稻、小麦、大豆、玉米中镰刀菌的分离纯化,得到1924株镰刀菌菌株。明确了不同寄主中镰刀菌的组成,小麦中的优势种群是禾谷镰刀菌复合群(Fusarium graminearum species complex,FGSC),玉米中的优势种群是藤仓镰刀菌复合群(Gibberella fujikuroi species complex,GFSC),水稻和大豆中的优势种群是砖红-木贼镰刀菌复合群(Fusarium incarnatum-equiseti species complex,FIESC)。(2)选取藤仓镰刀菌复合群为研究对象,基于伏马毒素合成基因Fum1和翻译延长因子序列EF1-α,对其进行了系统发育学分析。结果表明,分离到的藤仓镰刀菌复合群菌株可以分为轮枝镰刀菌(F.verticillioides)、层出镰刀菌(F.proliferatum)、藤仓镰刀菌(F.fujikuroi)、高粱镰刀菌(F.andiyazi)4个种,且与来源没有明显关系。(3)建立了基于高效液相色谱-串联质谱多种镰刀菌毒素同时检测的方法。对藤仓镰刀菌复合群产毒能力检测表明,F.verticillioides和F.proliferatum合成伏马毒素的能力最强,F.proliferatum和F.fujikuroi能够合成一定浓度的白僵菌素(Beauvericin,BEA)和串珠镰刀菌素(Moniliformin,MON),F.andiyazi合成毒素的能力较弱。(4)对藤仓镰刀菌复合群的致病力进行了分析,结果表明,所有种群均能降低水稻种子的萌发率,并在玉米叶片上形成病斑,种之间没有显著性的差异。另外,F.fujikuroi对水稻幼苗根和芽表现出两种不同的致病方式。