小麦高温抗锈品种与条锈菌互作的超微结构研究

 用典型小麦高温抗锈性品种作试材 ,研究了它们与条锈菌互作的超微结构。结果表明 ,高温抗锈性的表达使病菌和寄主叶肉细胞超微结构都发生明显的变化 ,形成了侵染诱导的防卫结构和物质。条锈病菌菌丝被抑制 ,细胞器泡囊化 ,迅速解体。吸器母细胞和吸器发育受阻 ,畸形 ,坏死。吸器外质膜皱褶 ,电子致密度加深 ,并出现孔洞。寄主叶肉细胞的膜系统明显病变 ,细胞器解体 ,细胞质凝聚 ,质膜内陷 ,最终整个细胞坏死解体。除了上述典型的过敏性坏死反应特征以外 ,寄主细胞还产生了细胞壁防御结构和次生物质。在讨论中比较了高温抗病性品种防卫反应与普通低反应型抗病性的异同。     

小麦低反应型抗条锈性的组织病理学研究

利用荧光显微技术研究结果表明,小麦低反应型抗病性的表达出现在初生吸器母细胞形成后,表现为吸器母细胞和吸器形成减少,寄主叶肉细胞坏死,菌落生长受抑。但不同品种间条锈菌受抑程度与寄主细胞坏死的关系有很大差异,根据供试品种的组织病理学特征,可将低反应型抗条锈性区分为4个类型:①寄主细胞早期坏死型;②锈菌早期受抑型;③锈菌抑制滞后型;④晚期坏死抑制型。这一结果说明小麦品种的低反应抗锈性可能有多种机制。     

贵州小麦慢条锈品种资源的鉴定

为确定贵州省小麦条锈病中的慢锈性品种资源,对贵州种植的115个小麦品种资源进行慢锈性品种鉴定。结果表明：初步筛选出的26个可能具有慢抗条锈性品种中,绵阳48等3个品种具有高度慢锈特性,川农27等2个品种具有中度慢锈特性,川麦107等10个品种具有低度慢锈特性,其余10个品种虽具有慢锈性特点,但为快条锈品种。     

小麦抗白粉菌初侵染过敏性反应的细胞学研究

利用细胞学方法对小麦抗白粉菌初侵染过敏性反应的研究表明，高抗寄主的反应是在病菌入侵栓活动前，由初生芽管或附着胞侵染诱导的主动防卫反应；而在中抗寄主的反应与高感寄主细胞的死亡，则是由坏死的病菌吸器诱导的；且吸器周围的寄主细胞器越少细胞坏死也越早．不论是感病还是抗病寄主细胞死亡时，细胞壁上的过氧化物酶活性均显著增强，说明它可能不是决定抗性的重要因子．     

小麦抗白粉菌初侵染过敏性反应的细胞学研究

利用细胞学方法对小麦抗白粉菌初侵过敏性反应的研究表明，高抗寄主的反应是在病菌入侵栓活动前，由初生芽管或附着胞侵染诱导的主动防卫反应；而在中抗寄主的反应与高感寄主细胞的死亡，则是由坏死的病菌吸器诱导的；且吸器周转的寄主细胞器越少细胞坏死也戟甲，不论是感病还是抗病寄主细胞死亡时，细胞壁上的过氧化物酶活性均显著增强，说明它可能不是决定抗性的重要因子。     

小麦慢锈性和高温抗锈性组分分析

在苗期控温条件下 ,对具有慢锈性和高温抗锈性的 15个小麦品种接种条锈菌后的潜伏期、产孢强度、孢子堆密度和孢子堆长度等 4个抗病性组分进行了测定。结果表明 ,慢锈品种和高温抗锈性品种在抗病性组分方面与感病品种不同。通过聚类分析 ,将其划分为 6类 :近免疫抗病、高温抗锈性、高度慢锈性、中度慢锈性、耐病性和感病性。根据聚类结果 ,分别建立了 6个判别函数 ,其经验品种回判符合率为 10 0 %。表明利用抗病性组分在苗期进行慢锈性和高温抗锈性鉴定是可行的     

不同低反应型抗锈单基因系与小麦叶锈菌互作的组织病理学比较研究

用荧光显微技术和微分干涉技术比较研究了３种不同低反应型抗锈单基因系与小麦叶锈菌互作的组织病理学表现。近免疫单基因系Ｌｒ９呈现为早期过敏性坏死反应无菌丝同步坏死型;高抗单基因系Ｌｒ２９呈现为早期过敏性坏死反应有菌丝同步坏死型;中抗单基因系Ｌｒ２７呈现为非亲和性反应的延迟表达型。以上结果证明不同类型的低反应型组合寄主细胞坏死的起始时间和发生速度以及菌丝体扩展、吸器母细胞和吸器形成的受抑时间和受抑程度有明显差异。     

三种麦类作物对叶(冠)锈菌非寄主抗病性与品种抗病性的组织病理学研究

比较研究了小麦、黑麦和燕麦对小麦叶锈菌、黑麦叶锈菌和燕麦冠锈菌的非寄主抗病性与品种抗病性的组织病理学特点。接种幼苗的荧光显微检查表明,非寄主抗病性除不同程度地中断侵入外,主要抑制侵染菌丝生长和吸器母细胞的形成,引起菌落早期败育和叶肉细胞坏死。这些特点与品种抗病性的过敏性坏死反应相同。这种类型的抗病性具有小种专化性,因而即使用遗传操作技术将这种非寄主抗病性转移到寄主品种中,也可能因病菌小种的变异而不会持久。     

对含有抗叶锈基因Lr3、Lr26和Lr3+Lr26的小麦品种的组织病理学研究

本研究利用整叶违明染色法系统观察了含有Lr3、Lr26和Lr3+Lr26抗叶锈基因的小麦品种的组织病理学特征。结果表明,①含有不同基因的品种在叶锈菌侵入前的组织病理学表现没有差异;②Lr26具有慢锈特征并且在阿芙乐尔品种中对Lr3起上位作用;③寄主细胞坏死不是影响茵丝扩展的唯一因素,菌丝生长受抑制和寄主细胞的坏死不一定呈正相关;④利用某些组织病理学特征进行品种抗病性及其基因鉴定是可行的。     

小麦品种及单基因系与叶锈菌互作的组织学和超微结构研究

应用荧光显微镜、微分干涉显微镜和电镜技术 ,比较研究了洛 10和冀麦 3号及其相应的单基因系L r2 6和 L r3Bg接种小麦叶锈菌后的组织病理学和超微结构特征。洛 10和 L r2 6的组织学表现极其相似 ,呈典型的早期过敏性坏死反应 ,导致侵染结构败育 ;冀麦 3号和 L r3Bg的组织学表现出一定差异 ,锈菌在 L r3Bg上的发展要快于呈现出慢锈特征的冀麦 3号。超微结构研究表明 ,小麦叶锈菌在洛 10和冀麦 3号上的发育受到了程度不同的抑制 ,表现为锈菌和寄主在细胞和亚细胞水平上有一系列变化。过敏性坏死反应和胼胝质的形成是 2个重要的抗锈机制。     

Ultrastructure of Slow-Rusting Expression of Wheat to Stripe Rust

The ultrastructure of wheat cultivars with slow-rusting resistance expression to the stripe rust, Puccinia striiformis, was studied through TEM. The results show that slow-rusting has the same hypersensitive response characters with the low infection type resistance, but the mesophyll cell necrotized less in number, thereby only partially inhibiting the extension of rust fungus, and the fungus being inhibited and necrosed slighter in degree. Apart from the occurrence of hypersensitiveness, the response of the host cells in slow-rusting wheat cultivars to the infection of fungus also produces structural materials associated with defense reaction, but distinctly less than that in resistant cultivar. Thus, it is suggested that the slow-rusting resistance might have a similar mechanism with the low infection type resistance of race specificity,but with lower intensity.     

219个小麦品种成株期慢锈性品种的筛选

[目的]从几大小麦产区主栽品种中筛选出慢锈品种。[方法]用当前条锈菌优势小种接种孕穗期的小麦,计算各品种的潜育期、病情指数及千粒重损失率,从而推算出各品种的慢锈类型。[结果]219个参试品种中筛选出5个免疫品种、67个高度慢锈品种、66个中度慢锈品种、11个耐锈品种和70个感病品种。[结论]在主栽品种中感病类型占有相当的比例,在今后的育种工作中,应多纳入持久抗病种质,逐步淘汰感病种质。     

云南铁壳麦及其他小麦种质中慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

利用csLV34标记对云南铁壳麦和云南省其他小麦种质中慢锈性基因Lr34/Yr18进行了检测,旨在筛选出含有目标基因的优异小麦种质,为云南省持久抗锈性小麦新品种的选育提供材料和方法.结果表明,55份供试材料中云南铁壳麦种质A13、云南省育成品种云麦39、云南省地方品种保山老玉麦和云县小白麦等4份材料携带有慢锈基因Lr34/Yr18,供试材料中来源于CIMMYT的材料未检测到Lr34/Yr18基因.这些携带有慢锈性基因的材料可作为今后云南省抗锈病育种的抗源材料.     

绵阳11系统品种抗条锈性研究

绵阳11系统品种在生产上推广应用已11年,种植面积超过3000万亩,是我国当前种植面积最大的品种。通过调查与试验,查明该系统品种尚未发现有抗性丧失现象,并具有一定程度的苗期慢锈性和较强的成株期抗性,同时在高温下可以增强。因此,建议可继续推广应用,但应避免在高海拔山区种植,以利其苗期慢锈性和成株期抗性的充分发挥。     

“西北-华北-长江中下游”条锈病流行区系当前小麦品种(系)抗条锈病性评价

【目的】西北-华北-长江中下游麦区是中国小麦条锈病最主要的流行区系,准确评价大区间当前小麦品种抗条锈病性水平和抗源使用特点,为整体考量各流行区小麦抗性品种分布的合理性和确定今后的育种方向提供依据。【方法】从该区系13个省(区)征集了501份小麦当前主栽品种和后备品种,在杨凌进行苗期分小种(CYR32和CYR33)和成株期混合小种(CYR23、CYR25、CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4、Su11-7)人工诱发接种鉴定,在天水自然发病条件下进行抗条锈病性鉴定。【结果】参鉴小麦品种(系)中,表现为全生育期抗性的品种仅有34份,占参试品种(系)的6.8%,表现成株期抗性的品种为110份,占参试品种的22.0%,表现感病的品种(系)为356份,占供试品种(系)的71.0%;流行区系内不同地区间小麦品种抗条锈性水平存在较大差异;结合育种系谱分析,具有全生育期抗病性的品种(系)的有效抗源类型较丰富,但在品种(系)中的分布不均衡,主要集中在92R系(携带Yr26)、贵农系以及少数携带Yr24的CIMMYT抗源种质。【结论】当前中国小麦主产区小麦品种抗条锈性整体水平仍较低,必须加强病害预测预报和防治,以避免大区流行;小麦品种主要有效抗源较单一,且在不同流行区同时使用。     

小麦被叶锈菌侵染后ATPase活性及定位分析

用抗叶锈性不同的三个小麦品种 (洛夫林10、冀麦三号和5389) 分别接种两个毒力不同的叶锈菌 (puccinia rccondita f.sp.tritici) 小种 (366和165)、组成已知亲和程度不同的品种—小种组合。结果表明,不亲和组合接种后36h,ATPase活性峰值大而高,组织定位显示ATPase活性提高的部位位于侵柴菌丝接触的细胞及相邻细胞的胞壁和质膜附近;亲和组合接种48h以后,ATPase活性下降,并低于对照水平,组织定位未发现侵染细胞ATPase活性的增强;接种72h以后,侵染菌丝有较高的ATPase活性;慢锈组合ATPase活性介于亲和与不亲和组合之间。     

黑麦的不同抗条锈病特性在小麦育种中利用价值的评价

研究了含不同黑麦抗性基因的材料在小麦抗条锈病实际育种中的表现。在含不同来源的黑麦抗性基因的杂交F7以上高代株系群体中,11.68%~18.69%表现免疫或者高抗的材料在1年内就丧失了抗性;69.40%~81.07%的材料仍然保持了较好的抗性。而一些中抗材料却表现出了相对持久的抗性,表现了慢锈性的特征。这些结果证明了来源于黑麦的抗条锈病基因的多样性,同样可以表现为垂直抗性、水平抗性和慢锈性。此外,在调查中发现,F7及其更高世代仍有较多株系的抗病性在发生分离。本研究指出,在小麦抗条锈病育种中,垂直抗性基因和慢锈性基因的集合对延长新品种寿命有重要意义,在高世代株系中的进一步选择有利于实现这个目标。     

30个重要小麦生产品种抗叶锈性基因分析

【目的】小麦叶锈病是影响中国小麦产量的重要病害之一,培育持久抗病品种可以经济、有效地控制该病害。论文通过基因推导结合系谱分析、分子标记及成株抗病鉴定对小麦生产品种中抗病基因进行鉴定,从而确定小麦品种中所携带的抗病基因。【方法】选用18个小麦叶锈菌菌系(PHGQ、THJT、PHJT、KHJS、PHJS、THTT?、KHHT、FHRT、FHJQ、PHTT、THTT?、PHTT、FHTR、FHHT?、FHHT?、TGGT、FHTT、FGMT)接种36个已知抗叶锈病基因载体品种和中国的30个小麦生产品种进行苗期抗叶锈病基因推导,进一步利用9个与已知抗病基因紧密连锁的特异性标记进行标记检测,同时系谱分析法确定供试小麦品种中所携带的已知抗叶锈病基因。为了鉴定小麦品种的成株抗性基因,在2014—2015和2015—2016年度将30个小麦品种、慢锈对照品种SAAR和感病对照品种郑州5389种植于河北农业大学小麦试验田和河南周口黄泛区农场试验田,田间用混合生理小种(FHRT、THTT、THJT)接种进行成株抗叶锈性鉴定,进一步运用软件IBM SPSS Statistics 19.0进行方差分析(ANOVA),根据苗期与成株期的侵染型排除具有主效抗性基因的品种,将田间最终严重度(当达到发病高峰时调查的严重度为最终严重度,final disease severity,FDS)明显小于或与慢锈对照SAAR无显著差异的作为慢锈品种,从而筛选出表现慢锈的小麦品种。【结果】基因推导、系谱分析结合标记检测结果表明,30个小麦生产品种中有4个品种(鄂恩5号、鄂麦14、陕229和西农979)含有抗病基因Lr1,10个品种(鄂恩1号、鄂恩5号、鄂恩6号、贵农16、陕225、陕354、陕715、陕合6号、陕麦509和陕农7859)携带有抗病基因Lr26,2个品种(陕225和小偃81)经分子标记检测含有慢锈抗病基因Lr46,另外还有3个品种(西农979、陕229和贵农16)可能含有基因Lr13,所有供试品种均不含Lr9、Lr10、Lr19、Lr20、Lr24和Lr34抗病基因。根据2年2点的田间抗叶锈病鉴定筛选出18个表现慢锈的品种,且方差分析结果表明各品种间和地点间差异均极显著,年份间差异显著,品种与地点间、品种与年份间差异均极显著,而品种与重复间和重复间均不显著,这表明小麦叶锈病抗性的表达受基因型和环境互作共同影响。【结论】30个小麦品种中共检测到Lr1、Lr26、Lr13和Lr46等4个抗叶锈病基因,其中Lr46为成株抗病基因,通过田间抗性鉴定共检测出18个品种可能携带成株慢锈基因,所有慢锈材料中可能含有未知成株抗叶锈病基因,需要进一步进行遗传鉴定。