密歇根州bob体育登录立大学的研究人员确定了玉米焦油斑管理策略

密歇根州立大学的一组科学家正在与地区和国家合作伙伴合作,减轻玉米焦油斑造成的损害,这种疾病会大幅降低产量。

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密歇根州立大学的植物病理学家马丁·奇尔弗斯说。

密歇根州东兰辛对农民来说,一个成功的生长季节需要一个微妙的平衡。以水为例。如果不够,植物的生长就会受到阻碍。过量会使土壤饱和,而残留的水分为疾病奠定了基础。

自2016年以来,密歇根州的玉米种植者亲眼目睹了潮湿条件下的年份对焦油斑的影响,这是一种当年在该州发现的真菌疾病。

2015年之前,沥青斑主要出现在中南美洲。然而,从那时起,这种病原体已经在美国玉米带的大部分地区(迄今为止共有19个州)和加拿大的安大略省生根。

焦油斑在叶片上表现为小的黑色病变,迅速开始破坏植物组织。2018年和2021年是密歇根州沥青斑最多产的季节。充足的雨水、晨露和雾使树叶保持湿润,使病原体得以繁殖。像2022年这样干旱的年份,疾病的发病率要低得多。

一旦沥青斑侵入田地,减轻损害就变得异常困难。之前的研究表明,如bob体育登录果处理不当,传播速度很快,从一株植物叶子上的几个点到在不到三周的时间内蔓延到整个田地。

马丁Chilvers他是密歇根州立大学的副教授BOB体育植物、土壤和微生物科学系“,他一直在与密歇根州的玉米种植者合作制定管理策略。

奇尔弗斯说:“这对种植者来说是一种毁灭性的疾病,不仅在密歇根,在任何地方都是如此。bob体育登录密歇根州立大学Agbob体育登录BioResearch。“例如,在2018年,我们看到了该州一些地区的流行病水平。一些种植者每英亩损失50到100蒲式耳。全国估计损失为1.83亿蒲式耳。2021年也有类似的损失。这是我们需要弄清楚的事情,我们正在通过在多个方面研究这种疾病来做到这一点。”

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玉米叶上的焦油斑。图片由Martin Chilvers提供。

奇尔弗斯与来自密歇根州立大学、其他大学、农业商品组织和公司的同事合作,对杀菌剂的功效和时机、杂交抗性、种植密度和孢子诱捕进行了一系列测试。研究团队bob体育登录依靠的是他在玉米和大豆种植系统新疾病方面的经验。

“奇尔弗斯博士知识渊博,是一位优秀的教育家,”密歇根玉米营销项目(CMPM)的研究经理克里斯汀·波利(Kristin Poley)说。bob体育登录他能够向任何观众简洁而清晰地表达研究结果,CMPM一直很欣赏奇尔弗斯博士通过研究、活动和出版物为农民所bob体育登录做的贡献。最重要的是,奇尔弗斯博士能迅速将研究结果转化为管理焦油斑的可操作建议,这正是密歇根州农民在新疾病bob体育登录到来时所需要的。”

除了CMPM, MSU早期焦油点研究最重要的支持来源之一来自bob体育登录项目GREEEN(开展研究和推广以满足经bob体育登录济和环境需求)。该倡议资助了许多实地试验,这些试验产生了第一批信息,为种植者的建议提供了依据。

奇尔弗斯说:“天气是焦油斑发展的关键驱动因素。“我们确实知道很多,所以我们的大部分建议都是基于我们围绕这个想法所做的工作,有些是常识或从其他疾病的管理中借来的概念。我们仍在努力将数据集放在一起,以更好地告知或展示管理方面的影响。”

把解决方案交到种植者手中

当任何新的疾病开始影响种植时,种植者的焦虑就会上升。奇尔弗斯的工作是帮助他们克服最初的担忧,并为应对挑战做好准备。波利说,奇尔弗斯一直是研究和推广过程的重要组成部分。bob体育登录

Poley说:“作为Chilvers博士研究的直接结果,我们在导致疾病发作的环境条件以及各种管理策略的有效性和盈利能力方面获得了大量有价值的信息,特别是与杀菌剂产品和应用时机有关的信息。”bob体育登录“最重要的是,我们能够逐年比较这些见解,以进一步完善我们的管理建议。”

从智能手机应用程序到杀菌剂功效表和品种选择建议等在线资源,已经创建了一系列帮助种植者的技巧和工具。所有这些信息都是通过合作大学的推广服务共享的作物保护网网站这是一项由赠地大学共同发起的分发研究成果的活动。bob体育登录

在技术方面,奇尔弗斯在威斯康星大学麦迪逊分校的同事达蒙·史密斯利用密歇根州立大学研究人员的bob体育登录数据,开发了一种智能手机疾病风险预测算法,名为Tarspotter。

该应用程序使用GPS坐标来识别给定地区的天气是否有利于焦油斑真菌的生长。根据未来天气预测、作物发展阶段和特征,生成病害预测。

最近,在Chilvers实验室的研究生Emily Roggenkamp的带领下,该团队开发了一种实时PCR诊断技术,可以快速检测焦油斑,该技术将与合作者共享,用于密歇根及其他地区未来的生长季节。奇尔弗斯和他的团队还收集了焦油斑病原体的高质量基因组序列,Phyllachora maydis

奇尔弗斯说:“诊断工具对我们快速识别疾病显然很重要,它可以与孢子陷阱配对,在疾病出现症状之前检测真菌。”“基因组序列是无价的,因为它可以帮助我们更多地了解病原体的感染、耐药性和生物学。这些信息使我们能够在最理想的时间施用杀菌剂,了解导致疾病的条件,甚至开发出耐药品种。”

展望未来

艾迪·汤普森正装
艾迪·汤普森,玉米遗传学和基因组学助理教授。

奇尔弗斯是由艾迪·汤普森她是密歇根州立大学植物、土壤和微生物科学系玉米遗传学和基因组学的助理教授,研究沥青斑抗性。

该组织于2022年夏天由a590000美元的赠款来自美国农业部(USDA)国家粮食和农业研究所,以美国农bob体育合法吗业部之前资助的工作为基础,开展了“五大湖焦油点计划”。

该项目的重点是鉴定在玉米中积累的酚类化合物,以应对焦油斑感染。酚类化合物对植物抵御病虫害至关重要。bob体育登录然后,研究人员将测试和验证先前确定的抗性基因。

利用这些信息,以及通过多光谱和高光谱成像收集的遥感数据,该小组将创建关于焦油斑严重程度和与酚类化合物积累关系的预测模型。这可以理想地帮助发现疾病的早期发作。

汤普森说:“了解化合物积累和抗性之间的关系将有助于开发对农药依赖性较低的新型玉米品种。”“结果将高度适用于育种者和种植者,这就是为什么这个项目是创新和及时的,因为这种疾病每年在中西部北部以惊人的速度传播。”

此外,Chilvers在2022年通过密歇根动物农业联盟bob体育合法吗(M-AAA),这是一个将密歇根州立大学和畜牧业结合在一起的倡议。bob体育合法吗这项研究bob体育登录将解决玉米青贮中的焦油斑,这是密歇根州许多奶牛场用于动物饲料的原料。

焦油斑对玉米青贮的负面影响是使其过于干燥,降低品质和破坏营养成分。这导致奶牛产量下降,生产者的盈利能力下降。Chilvers将与奶农和密歇根牛奶生产商协会合作,进行杂交品种敏感性试验,以及杀菌剂功效、杀菌剂时机和青贮切碎时机试验。

奇尔弗斯说:“就像绿色项目为植物农业所做的一样,M-AAA是解决密歇根州畜牧业bob体育合法吗问题的一个非常重要的融资机制。”“我很感激能有机会进行横跨广泛行业的研究。”bob体育登录

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