小麦条锈菌有性生殖与毒性变异的研究进展

小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis f.sp.tritici Erikss.et Henn.引起的、最具毁灭性的小麦真菌病害之一,在全世界小麦种植的国家或地区均有发生,其流行常常导致小麦严重的产量损失。利用抗病品种是防治小麦条锈病最为经济、有效的措施。然而,由于病原菌毒性变异不断产生新小种,频繁导致品种抗病性"丧失",继而引发病害流行成灾。小麦条锈菌的有性阶段过去一直未被发现,有性生殖与条锈菌变异及其在病害发生中的作用研究一直处于空白状态。近年来,随着小麦条锈菌转主寄主的发现,国内外学者开展了相关的研究工作,取得了一系列重要的研究进展。本文综述了小麦条锈病的发生症状、病菌的生物学特性、转主寄主、有性生殖与条锈菌毒性变异、转主寄主在条锈病发生中的作用、影响有性生殖发生的因素等方面的最新进展,并展望了深入开展小麦条锈菌有性生殖的研究思路。     

利用小种特异分子标记分析2009-2010年云南省小麦条锈病菌群体结构

由小麦条锈菌Puccinia striiformis f.sp.tritici侵染引起的小麦条锈病是一种可以借助气流进行远距离传播的病害,具有发生面积广、流行频率高、危害严重等特点。该病害一直威胁着我国西北、华北、黄淮和西南等地冬春麦区小麦生产。由于该病菌毒性变异频繁,易产生新的毒性小种,常常引起小麦条锈病的周期性流行。因此,了解条锈菌群体结构组成及变异情况,对于制定有效的条锈病防治措施     

林芝地区小麦条锈菌转主寄主小檗的鉴定与分布

西藏自治区是我国小麦条锈病发生与流行相对独立的一个区系,小麦条锈病是严重影响西藏小麦安全生产的重要病害之一,林芝地区是西藏自治区小麦条锈病重要的常发区和流行区。已有研究证实,小檗是小麦条锈菌的转主寄主之一,并在我国小麦条锈菌致病性变异产生新菌系和小麦条锈病的发生过程中起作用。林芝地区小檗种类较多,但目前对林芝地区小檗是否能作为小麦条锈菌的转主寄主缺乏相关的研究和报道。本文针对小麦条锈病常发区的西藏林芝地区小檗资源进行了调查,对小檗能否作为小麦条锈菌转主寄主进行了鉴定。结果表明6种小檗在林芝地区常见且分布广泛,均是小麦条锈菌的转主寄主。这对进一步研究西藏小麦条锈病的发生、流行与病原菌致变性变异起着重要作用。     

抗源西科麦2028抗条锈病遗传的初步分析

<正>小麦条锈病是由小麦条锈菌Puccinia striiformis f.sp.tritici引起的叶部病害,在我国多地冬麦区暴发流行,损失巨大。目前,小麦条锈菌生理小种CYR32、CYR33和Su11-4等为优势流行小种(韩德俊,2010);此外,在四川毒性和致病性更强的V26已渐成新的优势小种(任勇等,2014),当前小麦生产面临严重威胁,积极寻找小麦条锈病新抗源,选育     

感染“中四”小麦条锈菌T4菌系SCAR检测标记的开发

正条锈病是由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的世界范围内小麦上最重要的病害之一。利用抗病品种是防治该病最经济、有效的措施。但是由于小麦条锈菌的高度变异性,品种抗病性很容易被条锈菌新小种所克服。因此,持续监测条锈菌生理小种的动态变化,及时发现新小种,对     

我国小麦条锈菌体细胞遗传重组的分子证据

 小麦条锈病是影响我国小麦生产的重要病害之一,条锈菌毒性变异是引致小麦品种抗病性丧失的主要原因。本文应用SSR分子标记技术,研究了陇南越夏区小麦条锈菌群体遗传结构,以期寻找条锈菌群体遗传重组的分子证据。研究结果表明,陇南地区小麦条锈菌群体遗传多样性比较丰富而遗传分化较小,遗传变异主要存在于群体内部,而在群体之间,遗传多样性有显著的差异。在11对SSR引物中,有4对能够检测到陇南地区小麦条锈菌群体存在遗传重组,而且重组体出现的频率不同,CPS15揭示的条锈菌重组体出现的频率为20.0%,CPS34揭示的条锈菌重组体出现的频率为18.5%,RJ20揭示的条锈菌重组体出现的频率为12.8%,RJ18揭示的条锈菌重组体出现的频率为15.0%,陇南地区小麦条锈菌群体重组体出现频率平均为16.6%。本文揭示的遗传重组现象表明陇南地区条锈菌体细胞结合十分普遍,由此推测我国小麦条锈菌在自然条件下通过遗传重组而导致毒性变异的可能性。     

四川省100个小麦品种(系)抗条锈病、叶锈病、白粉病鉴定

正小麦条锈病、叶锈病、白粉病是严重威胁小麦生产安全的3种病害,分别由小麦条锈菌Puccinia stri iformis f.sp.tritici、小麦叶锈菌P.triticina、小麦白粉病菌Blumeria graminis f.sp.tritici侵染引起,均是传统的气传病害,在我国四川省能够常年发生危害。选育和利用抗病品种是控制3种病害最经济、有效     

小麦条锈病重要抗源Gaby抗性遗传分析及分子作图

小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的小麦条锈病是小麦生产上最重要的病害之一.国内外的研究和生产实践证明,利用抗病品种是防治该病最有效、经济和安全的途径.然而,在生产实践中由于抗源单一化和小麦条锈菌的高度变异性,品种抗病性很容易被病原菌新小种所克服,这已经成为应用抗病品种防治小麦条锈病的世界性难题.因此,不断地鉴定和筛选新的抗条锈病基因以选育替代抗病品种是解决这一难题的重要途径.     

青海东部小麦条锈菌转主寄主小檗资源调查与鉴定

 青海省是中国小麦条锈病的重要流行区。研究证实小檗是小麦条锈菌的转主寄主。然而,关于青海省分布的小檗能否作为小麦条锈菌转主寄主鲜有报道。本研究对青海东部的小檗资源进行调查,并对该地区小檗能否作为小麦条锈菌转主寄主进行了室内人工鉴定。结果表明:有10种小檗在青海东部常见且分布广泛,其中匙叶小檗、置疑小檗、松潘小檗、甘肃小檗和近似小檗,是小麦条锈菌的转主寄主小檗的新种类。本研究对进一步研究青海东部条锈菌有性生殖与毒性变异和小麦条锈病的流行奠定了基础。     

甘谷县小麦条锈菌小范围传播分析

正小麦条锈病是由活体专性寄生菌条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)侵染引起的严重威胁我国小麦生产的重要病害(Wan et al.,2004)。其能否成功越夏是制约我国小麦条锈病周年循环的关键环节。而陇南天水地区地形复杂,夏季冷凉,海拔差距较大,不同海拔小麦生长季及自生麦苗之间存在重叠,有利于小麦条锈菌的越夏和     

云南水稻白叶枯病菌生理小种初析

从云南省 5个地州14个县市的水稻白叶枯病标本中分离水稻白叶枯病菌菌株 ,选择具有区域代表性的菌株 5 1株 ,利用已知抗病基因的近等基因系 ,在孕穗期应用剪叶法接种明确其生理小种。鉴定结果表明 ,云南省水稻白叶枯病菌小种复杂多样 ,共有 14种类型 ,暂定为YN1～YN14 ,优势生理小种为YN3、YN8、YN11,其中YN3分布在红河、德宏等 4个县市 ;YN8小种分布在大理等地区 ,小种的分布可能受地理区域的影响     

中国小麦条锈菌生理小种同工酶分析

 本文首次报道利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析我国小麦条锈菌11个主要流行生理小种及美国小麦条锈菌白化菌系夏孢子提取物中酯酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、谷草酰胺转氨酶、多酚氧化酶的同工酶图谱。结果表明:我国小麦条锈菌不同生理小种具有同工酶表型异质性,而同一生理小种的不同单孢系间或不同地理来源的菌系间同工酶表型相同,即生理小种群体内部可能具有同工酶表型同质性。依据同工酶资料的统计分析结果,将所测的中国小麦条锈菌的11个生理小种划为5个类群:A群(条中8号)、B群(条中10号)、C群(条中17号)、D群(条中19、22、23、25、27、26号)、E群(条中28、29号),它反映出小种间遗传基础的相似性及演化特点。结合对美国条锈菌菌系同工酶测定,并与国外同类研究结果比较,揭示出中国小麦条锈菌具有独特的同工酶表型。同工酶表型分析是研究锈菌毒性变异的一个有力工具,建议建立起中国小麦条锈菌毒性菌系多种同工酶标准图谱,用作研究小麦条锈菌毒性变异和群体遗传学的参照系。     

小麦条锈菌相对寄生适合度继代测定方法的探讨

 将小麦条锈菌条中28号与条中27号小种等量混合,分别接种在铭贤169和东方红3号小麦品种的麦苗上。繁殖5个夏孢子世代并逐代检测混合群体中2小种所占比例。结果表明:随着世代数的增加,条中28号小种的比例均逐代上升,而且在东方红3号上上升速度更快。按照Leonard等人(1969)的公式,求得条中27号在2品种上的相对寄生适合度分别为0.7028和0.5807(以条中28号的适合度为1)。另外证明选择适当的鉴别寄主,依据病点数推测混合群体中小种比例的方法是可行的。最后,就相对寄生适合度测定方法进行了讨论。     

中国小麦条锈菌主要流行菌系的寄生适合度研究

 为了预测我国未来小麦条锈菌的优势种群,本研究采用抗性组分法测定了我国条锈菌主要流行菌系的寄生适合度。结果表明:决定我国小麦条锈菌最重要的寄生适合度属性为条锈菌的产孢能力(繁殖力),其次为条锈菌的侵染能力,再次为扩展能力;建立了小麦条锈菌寄生适合度属性3个主成份的数学模型;在供试的菌系中,Su11-4、Su11-14和CY32相对寄生适合度较高,已经成为我国目前小麦条锈菌的优势小种(类型);CY31由于其寄生适合度较低,出现频率逐年下降,已成为次要小种,感染"中四"苗期的新菌系T4类型,由于其寄生适合度低,也不会成为今后一个时期的流行小种。     

小麦条锈菌生理小种条中32号及水源14致病类型在甘肃的流行与发展趋势

小麦条锈菌新毒性小种的产生与发展是造成条锈病大流行及品种抗锈性丧失的主导因素。1999～2004年采用条锈菌生理小种变异监测、致病性及寄生适合度测定、毒谱分析、哺育品种调查等方法,对条中32号及水源14致病类型的流行预测进行了系统研究。结果表明,条中32号及水源14致病类型已经成为甘肃省第一、二位优势小种,两小种毒性谱宽、致病力强、寄生适合度高、哺育品种面积大,其流行趋势已超过条中31号,将继31号后成为危害甘肃省小麦生产的流行小种。小麦条锈菌毒性群体结构已进入以条中32号和水源14致病类型为代表的Hybrid46和水源11致病类群占优势的新时期,这也对全国小麦条锈菌群体组成产生重要影响。     

2008-2009年甘肃省小麦条锈菌生理小种监测结果

2008-2009年对甘肃省657份小麦条锈菌标样生理小种进行了监测,共监测出27个生理小种及致病类型。主要以Hybrid46及水源11致病类群为主。优势小种为条中33号、条中32号。条中33号居第1位,出现频率为21.5%~37.6%。条中32号已由2008年的第2位降到2009年的第3位,出现频率为15.1%~16.0%,基本保持稳定。次要小种水源11-4、5、7类型出现频率略有下降。新类型条中33（F.抗）出现频率为11.6%~18.9%, 水源11-4（F.抗）、水源11-7（尤ⅡS）出现频率不断上升。Yr9、Yr3b+4b、YrSu为我省的主要致病基因。抗锈育种应以条中33号、条中32号、水源11-4为主,兼顾Hybrid46和水源11致病类群中其他致病类型。     

2000～2001年我国小麦条锈病发生和生理小种监测结果

2000年全国小麦条锈病发生为非流行年 ,四川省属于中等偏重发生 ,其他麦区轻或零星发生。2001年全国小麦条锈病为中度流行年份 ,四川、云南和贵州为中度偏重流行 ,陕西、湖北和河南中部中度流行 ,甘肃中度偏轻发生 ,河南、山西、山东和河北等东部麦区轻和局部零星发生。对 14 82个小麦条锈菌标样鉴定结果表明 ,条中 32号(Hybrid 4 6类型3,HY-3)近年出现频率持续上升,2001年其出现频率首次居各小种及致病类型首位,为28.79%,预测今后一段时间内将成为我国的主要流行小种之一。条中31号2001年出现频率为9.51%,比2000年13.5%有所下降 ,居第2位。条中30号2001年出现频率为7.33%,比2000年3.55%有所回升 ,在各小种及致病类型中居第3位。抗条锈育种应以条中32、31、30号和水源11类型14为主要对象 ,兼顾条中29号、Hybrid46和水源11的其他致病类型     

条锈菌侵染对小麦光合作用和呼吸作用速率的影响

 小麦幼苗叶片受到条锈菌侵染后,净光合速率降低,显症和产孢以后剧烈下降,变化幅度可达健株正常值的50%左右。病株光呼吸速率和暗呼吸速率在侵染初期略有降低,显症和产孢以后急剧上升,光呼吸速率升高幅度可达健株正常值的60-70%,暗呼吸速率可比健株升高1.6-1.7倍以上。随着小麦和条锈菌两者亲和性的增强,上述变化起始略晚,但变化幅度增大。文中讨论了上述病理学变化的意义。     

2002—2014年陕西省小麦条锈菌生理小种变化动态和小麦品种(系)的抗病性

为明确陕西省小麦条锈菌的群体结构、变异动态和新育成小麦品种(系)的抗病性,为病害流行预测、防治以及抗病育种提供依据,本研究于2002—2014年从陕西省8个市(区)的28个县(区)和毗邻的甘肃省、四川省和湖北省部分地区共采集鉴定小麦条锈菌标样2 779份,监测到条锈菌生理小种和致病类型45个,其中,CYR33和CYR32为目前陕西省小麦条锈菌主要流行小种,新致病类型G22-9和G22-14虽然目前出现频率不高,但对贵农系列、92R系列以及Moro均有毒性,且出现频率呈上升趋势。目前小麦条锈菌群体中Hybrid46致病类群和水源11致病类群占绝对优势,这与我国小麦品种抗病基因单一化有较大关系,应加强开发和利用新的、多元化的抗源材料。对2 952份陕西省新育成小麦品种(系)抗病性测试结果表明,其整体抗性水平呈上升趋势。综合条锈菌生理小种监测和抗病性分析结果,目前小麦抗条锈病育种应以抗CYR33和CYR32为主,同时注意对G22-9和G22-14的抗病性研究。     

小麦品种C591的抗条锈性遗传分析

C591是原产于印度的普通小麦品种,苗期和成株期均对中国小麦生产上流行的条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)主要生理小种表现良好抗性。本文以感病品种Taichung29作母本、C591作父本通过杂交制备了F₁代、F₂代和BC₁代种子,用人工接种方法研究了C591及其杂交后代对小麦条锈菌不同生理小种的苗期抗性并进行了遗传分析。结果显示,C591与Taichung29杂交F₁代植株对小麦条锈菌条中19号、条中29号和条中32号小种均表现出与C591相似的高抗,说明C591中的抗条锈基因主要为显性表达。根据杂交F₂代、BC₁代植株的抗性分离情况和F1代植株及亲本的抗性表现,说明C591中至少具有3对抗条锈基因,针对条锈菌不同的生理小种其有效性是不同的。对条中32号小种的抗性受1对显性基因控制,对条中29号小种的抗性受1对显性基因和2对隐性基因的独立控制,对条中19号小种的抗性受2对显性基因独立控制。结果表明,C591作为抗源在我国小麦抗锈育种中具有较大应用价值。