东北春麦区小麦生产品种和后备品系抗秆锈性分析

为了解当前东北春麦区小麦生产品种和后备品系对中国小麦秆锈菌生理小种21C3CTH、21C3CFH和34MKG的抗性水平,于2006-2010年对来自辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古的68份小麦品种和947份后备品系进行了苗期和/或成株期抗秆锈病鉴定。结果表明,有48份小麦生产品种和877份后备品系对秆锈病表现抗性,占供试材料的70.56%和92.61%,这说明东北春麦区小麦生产品种和后备品系对小麦秆锈病的抗性普遍较强,但仍存在部分感病品种和感病后备品系,秆锈病发生与流行的威胁依然存在。     

小麦秆锈菌生理小种21C3CTH SCAR标记的建立

为了建立中国小麦秆锈菌流行小种的分子检测标记,利用RAPD(Random amplified polymorphic DNA)技术对我国小麦秆锈菌6个主要生理小种21C3CTH、21C3CPH、21C3CFH、34MKG、34C2MKK和34C2MKR进行了分析,筛选特异性片段并将其转化为SCAR(Sequence-characterized amplified region)标记。在156条10碱基随机引物中,引物S92(5′-CAGCTCACGA-3′)在小麦秆锈菌生理小种21C3CTH中扩增出一条782bp的特异片段,回收、克隆和测序该特异片段,根据特异片段的核苷酸序列设计了1对SCAR特异引物,经验证,该引物特异性良好。结果表明,小麦秆锈菌生理小种21C3CTH的RAPD标记被成功地转化为SCAR标记,这为该生理小种的分子鉴定和监测奠定了基础。     

部分国外小麦种质及东北麦区生产、后备品种抗秆锈性分析

在面临Ug99及其强毒力变异菌株可能侵入我国的高风险下,为筛选和储备新的小麦抗病品种或种质,并了解东北春麦区小麦生产、后备品种对秆锈病的抗性,于2015年用小麦秆锈菌生理小种21C3CTHTM、34C3RTGQM及混合小种对190份国外小麦材料和100份黑龙江省小麦材料进行田间成株期秆锈病抗性鉴定。结果表明,190份国外小麦材料中有169份对所有供试菌种表现出抗性,其中表现免疫的有119份,表现高抗的有50份;100份黑龙江小麦材料中有71份对所有供试菌种表现出抗性,其中表现免疫的有45份,表现高抗的有23份,表现高抗-中抗的有3份。国外小麦材料和黑龙江小麦材料对我国小麦秆锈菌的抗性较高,但仍有部分国外小麦材料和部分黑龙江小麦材料对我国小麦秆锈菌表现出高度感病,这种现象应得到重视。     

小麦对秆锈菌新小种Ug99的抗性研究进展

为了及时了解国际小麦育种的发展动态,介绍了国外在小麦秆锈病新小种Ug99抗性方面的研究进展,主要包括成立国际锈病研究协作网,负责全球范围的小麦锈病研究;基本明确了Ug99的可能传播路线;在肯尼亚对17个国家和组织的4 157份小麦品种进行了抗性鉴定,337份表现抗病,为抗病育种提供了重要亲本;明确了现有抗性基因的利用价值,建议利用Sr2、Sr24、Sr26、Sr36、SrTmp和来自1A/1R易位的未知抗性基因,采用持久抗性与主效基因相结合的策略,通过分子标记辅助选择提高品种选育效率.最后提出了国内技术储备的主要内容.     

小麦对秆锈菌新小种Ug99的抗性研究进展

为了及时了解国际小麦育种的发展动态,介绍了国外在小麦秆锈病新小种Ug99抗性方面的研究进展,主要包括成立国际锈病研究协作网,负责全球范围的小麦锈病研究;基本明确了Ug99的可能传播路线;在肯尼亚对17个国家和组织的4157份小麦品种进行了抗性鉴定,337份表现抗病,为抗病育种提供了重要亲本;明确了现有抗性基因的利用价值,建议利用Sr2、Sr24、Sr26、Sr36、SrTmp和来自1A／1R易位的未知抗性基因,采用持久抗性与主效基因相结舍的策略,通过分子标记辅助选择提高品种选育效率。最后提出了国内技术储备的主要内容。     

春小麦品种抗秆锈病基因Sr33的分子检测

为了给小麦抗秆锈病品种的选育提供理论依据,利用与Sr33紧密连锁的SSR引物BARC152对国内外引进的58份抗Ug99的春小麦品种以及黑龙江省主栽小麦品种18份进行SSR检测.结果表明,国内外引进的58份抗Ug99春小麦材料中仅有1份材料含有Sr33,占检测材料的1.7％;黑龙江省18份主栽春小麦品种中有3份材料中含有Sr33,占检测材料的16.7％.表明Sr33在引进的抗Ug99材料和黑龙江省主栽小麦品种中占有的比例均很少,今后要加强Sr33在小麦抗病育种中的应用.     

一组小麦亲缘种对秆锈的反应

对具AABB染色体组的小麦属亚种及印度园粒小麦(具AABBDD染色体组)的一些春性材料进行了鉴定,以确定其对秆锈(Puccinia graminis Pers.:Pers.f.sp.tritci Eriks&Henn)的反应。本研究的目的是筛选可能的秆锈新抗源材料,并分析各种材料中已知秆锈抗性基因的同一性和未知秆锈抗性基因的最小数目。对美国农业部国家小谷类收藏处(USDA National Small GrainCo11ection)的164份材料用P.graminis tritici的35种分离菌种进行人工接种,把苗期的侵染型(IT)资料按感染程度进行分类,利用基因对基因概念箱栽设计确定了相应的抗病-无毒性基因对。在具AABB染色体组的材料中,可能的28个已知基因里,只有2个基因,即Sr9f和SrMCN属于35个不同的假定Sr基因之列,其余33个Sr基因与反应方式有关,这在以前未曾鉴别过。6份材料对所有秆锈分离菌种均表现抗性,有若干份材料对北美的秆锈优势小种具有抗性。印度园粒小麦不是抗秆锈Sr基因的良好基因源。     

ICARDA小麦种质抗条锈资源筛选和抗病基因分析

为给中国小麦抗条锈病育种筛选有效抗源,对203份来自ICARDA的小麦种质,利用杨凌人工病圃和天水、江油自然诱发病圃进行成株期条锈病抗性鉴定,利用条锈菌当前流行小种条中32(CYR32)和条中34(CYR34)在温室进行苗期分小种鉴定,利用 Yr5、 Yr9、 Yr10、 Yr15、 Yr17、 Yr18、 Yr26等抗条锈病基因已开发的分子标记进行基因检测。结果表明,203份材料中107份具有稳定的成株期抗性,31份苗期表现为专化抗性。从这些具有稳定抗病性的材料中,检测到抗条锈病基因 Yr9(51份)、 Yr10(2份)、 Yr17(30份)和 Yr18(56份),未检测到 Yr5、 Yr15、 Yr26;有12份抗条锈表现良好的材料未检测到任何基因,推测其可能携带未开发分子标记的已知基因或新基因。因此,这107份具有稳定抗性的材料可用于中国小麦抗条锈病育种,其中12份可能含有未知基因的材料有待进一步的遗传研究。     

我国玉米大斑病菌生理小种组成变异研究

采用常规鉴别寄主鉴定技术,分析采自2005年和2006年我国10省份的100份玉米大斑病病菌分离物的致病性变异。鉴定结果表明,共鉴定出15个类型的生理小种,0、1、2、3、N、12、13、1N、23、2N、3N、12N、123N、123、23N;我国玉米大斑病菌的小种组成在继续变化之中,在全国范围内已无优势小种的存在;1、0号生理小种虽然是主要小种类群,但所占比例也仅有约20%,生理小种组成趋于多元化;北方地区小种的毒力组成较南方地区复杂,且毒力更强,不仅有能够克服单抗性基因的小种,而且有能够克服4个抗性基因几乎所有组合类型的小种。     

我国燕麦秆锈菌生理小种与毒力分析

为了解当前我国燕麦秆锈菌生理小种及其毒力现状,利用12个北美燕麦秆锈菌单基因鉴别寄主,对2013年采集的7份和2012保存的4份燕麦秆锈病标样进行小种与毒力鉴定,并用Pg a-code字母命名系统命名小种,以16个单基因系测定毒力频率。结果表明,从11份燕麦秆锈菌标样中分离成活了26个单孢子堆菌株,鉴定出TKR、TJM和TKM三个生理小种,出现频率分别为61.6%、30.8%和7.6%。26个菌株对Pg 6和Pg 15无毒力,对Pg 10、Pg 13、Pg a和Rodney 0的毒力频率分别为69.2%、61.6%、61.6%和84.6%,对Pg 1、Pg 2、Pg 3、Pg 4、Pg 8、Pg 9、Pg 12、Pg 16和Marvellous毒力频率高达100%。说明当前我国燕麦秆锈菌优势小种为TKR,次优势小种为TKM;Pg 6和Pg 15为有效抗病基因,Pg 1、Pg 2、Pg 3、Pg 4、Pg 8、Pg 9、Pg 12、Pg 16和Marvellous则为无效抗病基因,Pg 10、Pg 13、Pg a和Rodney 0对我国燕麦秆锈菌具有一定的区分作用。     

玉米瘤黑粉病菌生物学特性研究

对影响玉蜀黍黑粉菌冬孢子萌发和双核菌丝生长的生物学特性进行研究。结果表明,冬孢子萌发最适温度为30℃,pH为3,碳源为蔗糖、麦芽糖和葡萄糖,氮源为半胱氨酸、天冬氨酸和甘氨酸;双核菌丝生长的最适温度为30℃,pH为8,碳源为葡萄糖和蔗糖,氮源为天冬氨酸、半胱氨酸和甘氨酸。光照条件对冬孢子萌发和菌丝生长的影响不显著。     

东北地区2009年玉米大斑病菌生理小种鉴定与动态分析

利用含Htl、Ht2、Ht3和HtN抗性基因的玉米自交系作为鉴别寄主,对2009年采自于辽宁、吉林、黑龙江省28个地区的113株玉米大斑病菌(Exserohilum turcicum)进行生理小种鉴定和种群动态分析。共鉴定出0、1、2、3、N、12、13、1N、2N、123、12N和123N号12个生理小种,有能克服单抗性基因的小种,也有能同时克服4个抗性基因的强致病性小种,生理小种组成趋于多元化。其中,0号和1号小种为优势小种,分别占供试菌株的47.8%和19.5%。所鉴定的113个菌株对抗性基因Ht1、Ht2、Ht3和HtN的毒性频率分别为37.2%、21.2%、4.4%和15.9%。研究结果表明,东北地区玉米大斑病菌生理分化明显,生理小种的分布与种间的变异频率趋于复杂化。玉米大斑病菌0号和1号小种以外其他生理小种出现频率升高和品种抗性的丧失是玉米大斑病发生的重要因素。     

玉米纹枯病周期性脉冲Logistic模型研究

以郑单958、辽单565和丹玉39为试材接种玉米纹枯病菌,对玉米纹枯病的流行动态进行系统调查,应用SPSS11.5软件将3年数据进行分析拟合。结果表明,与Logistic模型相比,脉冲Logistic模型可更直观、明确地反映年度间玉米纹枯病的周期性流行动态情况且符合该病发展的生物学意义;通过脉冲Logistic模型可以发现,年度间同一品种玉米纹枯病的最大病情指数(KN)和初始病情指数(dN)存在较大差异,表观侵染速率(rN)的差异较小;经Lo-gistic模型推导,明确沈阳地区玉米纹枯病指数增长期为玉米出苗至7月上旬,逻辑斯蒂增长期为7月上旬到8月末或9月初,衰退期为8月末或9月初到玉米生育后期。     

水稻白叶枯病菌小种分化的监测

通过每10年1次对病原菌致病力分化的监测发现,国内稻区病菌小种的组成基本稳定,仅个别小种有所变化。目前流行的优势小种仍为C1和C2群,即携带有[i]Xa3[/i]抗性基因的品种仍可广泛种植;但能够侵染[i]Xa4[/i]抗性基因的C4、C5群小种的数量有所增加,即将达到流行的阈值。为便于与国内外小种鉴别的结果相比较,选用IRRI推出的几个近等基因系材料作为鉴别品种,将中国的白叶枯病菌区分为8个小种(C1~C8)     

河北省玉米大斑病菌生理小种组成研究

采用鉴别寄主鉴定技术,对2009～ 2010年采自河北省的120份玉米大斑病菌菌株进行生理小种组成及毒性分析.结果表明,共鉴定出15个生理小种致病类型,即0、1、3、N、12、13、1N、23、2N、3N、123、12N、13N、23N和123N,其中,0号和1号生理小种为优势小种,分别占总分离数的24.2％和20.8％;其次为1N和N号生理小种,分别占总分离数的10.0％和9.2％.春玉米区大斑病菌生理小种的结构较复杂,出现多个生理小种类型,夏玉米区大斑病菌生理小种的结构相对较简单.将各菌株进行毒性分析发现,河北省玉米大斑病菌对Htl和HtN基因的毒性较高,毒性频率分别为57.5％和37.5％;对Ht2和Ht3基因毒性较低.     

温州稻区稻瘟病菌生理小种演变及主栽品种的抗性分析

 1991～1993年从温州稻区11个县(市、区)55个不同品种上采集481份稻瘟病标样，分离到354个单孢菌株，经7个中国稻瘟病菌鉴别品种鉴定，共检出7群23个小种，ZB群小种的分离频率较高，为80.23%，优势小种为ZB1、ZB9和ZB1３。与1981～1984年的小种普查结果相比，小种类型和结构发生了较大的变化。从温州稻区主栽品种病标样上分离的小种看，不同品种上的小种组成有差异，品种和小种之间存在着特定的亲和性关系。对温州稻区11个主栽品种的抗谱测定结果表明，汕优10号和辐籼6号的抗性较优，总体抗谱在76%以上，其他品种的抗谱均较差；多数主栽品种对优势小种的抗谱低于总体抗谱水平，该稻区的优势小种ZB1、ZB9和ZB13对主栽品种具有较强的致病性。选育或引进抗ZB群，尤其是ZB1、ZB9和ZB13小种的品种显得非常迫切和重要。     

Variation in Puccinia graminis f. sp. tritici detected on wheat and triticale in South Africa from 2009 to 2013

To determine phenotypic diversity of Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt), the cause of stem rust of wheat, samples of infected stems were collected during 2009–2013 from commercial wheat fields, experimental plots, and rust trap nurseries across major wheat growing regions of South Africa (SA). Pgt races were identified based on their avirulence/virulence profiles on seedlings of 20 standard and five supplemental differential lines. Nine Pgt races were identified from 521 isolates pathotyped. Predominant races were TTKSF (2SA88, South African race notation) with 39%–85% frequency and BPGSC + Sr27,Kiewiet,Satu (2SA105) with 10%–20% frequency. Race TTKSF is virulent on major resistance genes such as Sr5, Sr6, Sr9e, and Sr38 and is one of the variants of the highly virulent Ug99 race group originally detected in East Africa. Race TTKSP (2SA106), also a member of the Ug99 lineage, was detected in 2009 and 2010. A new race virulent on Sr31, PTKST (2SA107), was detected in 2009. Two new races, TTKSF + Sr9h (2SA88 + Sr9h) and BFBSC (2SA108), were identified in 2010. Race TTKSF + Sr9h is similar to TTKSF except for its virulence on Sr9h. Race BFBSC appears related to Pgt races characterized by avirulence for Sr5 and often attacking triticale. Simple sequence repeat (SSR) analysis indicated that race BFBSC forms part of the non-Ug99 group of South African Pgt races. Despite some similarity in avirulence/virulence phenotype with the non-Ug99 races, BFBSC represents a third distinct genetic lineage within this group. Genes Sr13, 14, 22, 25, 26, 29, 32, 33, 35, 36, 37, 39, 42, and 43 that are effective against the new and other Pgt races can be used in resistance breeding in SA. Races like PTKST and TTKSF + Sr9h were also reported in other Southern African countries suggesting that they probably spread to SA from neighbouring regions. The new races are additions to nearly 30 Pgt races identified since the early 1980s, and suggest continued variability of the Pgt population in SA. Therefore, surveys should be conducted regularly to timely detect and manage new races, and utilize the latter in screening and identification of effective sources of resistance.