小麦条锈病菌和白粉病菌多重TaqMan Real-time PCR方法的建立

<正>小麦条锈病(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)和小麦白粉病(Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt)是我国小麦生产上的重要病害。条锈病主要发生在西北、华北、长江中下游和西南各省、自治区;白粉病则在西南各省和河南、山东、湖北、江苏、安徽等省发生较重,且西北、东北麦区也日趋严重[1]。条锈病菌依靠夏孢子造成小麦初侵染和再侵染并随气流远距离传播导致大区流行,白粉病菌则依赖于分生孢子或子囊孢子进行初侵染和再侵染。二者作为典型的气传病害,空中的接种体在     

中国小麦条锈病研究与防控

正小麦条锈病是影响我国小麦安全生产的重要生物灾害,对小麦生产具有毁灭性危害,号称"国病",流行年份可导致小麦减产40%以上,甚至绝收。其病原菌条形柄锈菌专化型Puccinia striiformis f.sp.tritici孢子(尤其是其夏孢子和锈孢子)可随高空气流远距离传播,具有暴发性和大区流行的特点,其有     

我国小麦秋苗条锈病发生规律及其区间菌源传播关系

全国冬小麦秋苗均可遭受来自西北和西南越夏区条锈菌的侵染与危害, 条锈菌在寄主上进一步繁殖和发展, 引起本地或者外地小麦条锈病流行。不同麦区秋苗条锈病发生时间、发生程度及其菌源传播规律各不相同, 年度间亦存在差异。根据小麦条锈病发生流行频率、病菌越冬和越夏情况、秋季菌源和春季菌源的有无与多少、提供时间及其影响范围与作用, 结合地理生态条件、气候特点、小麦种植区划与栽培模式等, 将中国小麦条锈病发生流行区域划分为8个明显不同的生态区系, 即关中、华北春季流行区; 成都平原、江汉流域冬季繁殖区; 西北、川西北越夏易变区; 云贵高原越夏冬繁区; 新疆冬春麦常发区; 西藏高原青稞、小麦常发区; 南方晚播冬麦偶发区; 内蒙古、东北春麦偶发区。通过病害实地调查、病菌群体遗传多样性和高空气流轨迹分析, 进一步揭示了区间菌源传播关系。陇南、陇中、陇东、宁南、海东、陕西宝鸡以及川西北和云贵高原等地区离越夏区较近, 冬小麦播种较早, 秋苗条锈病发生早、发病重, 秋季随西北气流传播到平原冬麦区和海拔较低的冬麦区侵染危害秋播麦苗, 其菌源数量对全国小麦条锈病发生流行程度起着至关重要的作用, 是中国小麦条锈病的秋季菌源基地, 面积约67万hm2; 成都平原、江汉流域、陕南、豫南、云贵坝区等麦区, 离条锈菌越夏区相对较远, 小麦播种期也较晚, 秋苗发病较晚较轻, 但冬季气候温和, 雨露条件充沛, 条锈菌在冬季可以不断侵染和繁殖, 在早春可积累大量菌源, 然后向北部和西部广大麦区扩散传播, 引起小麦条锈菌春季侵染, 是中国小麦条锈病的春季菌源基地, 面积约200万hm2。云贵高原越夏冬繁区可为我国广大麦区特别是长江中下游麦区提供部分菌源, 荆州等鄂东南地区是云贵菌源向长江下游麦区传播的中转站。云南与甘肃之间存在大量的基因流, 推测云南可能是中国小麦条锈菌重要的起源中心。西南和西北秋季菌源对长江流域麦区的相对重要性有待进一步研究明确。     

利用小种标记分析云南省两个县的小麦条锈菌群体

 小麦条锈病是由小麦条锈菌（Puccinia striiformis f.sp. tritici）引起的气流传播病害,在世界各主要麦区均有发生,也是我国小麦生产上危害最严重的病害之一。小麦条锈菌毒性变异频繁,易产生新毒性小种,导致小麦品种的抗病基因失效,引起小麦条锈病周期性流行。因此,了解小麦种植区的条锈菌群体结构组成及变异,对于制定更为有效的条锈病控制方法具有重要的意义。     

襄樊市小麦条锈病发生流行的基本规律及治理对策

条锈病是影响襄樊市小麦生产的最主要病害,从20世纪80年代初开始,小麦条锈病在我市频繁大发生,我市既是小麦条锈病的冬春菌源繁殖区,又是春季病害流行区,同时也是菌源越夏存疑区。     

关中西部小麦条锈菌贵农22致病类群的监测

正小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis West.f.sp.tritici Eriks.Henn.)引起的气传病害,是我国和全世界最重要的病害之一。一般年份可造成小麦减产10%~30%,流行年份减产50%~60%,甚至绝收。小麦条锈病是大区流行性病害。陕西地处越夏菌源基地和黄淮海冬麦区的地理接合地域,是条锈病流行的重要"桥梁"地带~([1])。早期研究认为甘     

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     

四川省小麦条锈病流行区划及菌源传播路径分析

四川省是我国小麦条锈病菌Puccinia striiformis Westend f.sp.tritici Eriks的菌源地和常发区,近10年秋苗病害始见期提前、流行期加长、危害损失呈上升趋势.在实地调查基础上,利用GIS技术对全省132个小麦主产县(市、区)1987-2006年小麦条锈病发生情况进行系统分析.结果表明,四川省小麦条锈病流行区域可划分为川西北越夏区、川西南越夏及冬繁区、盆地冬繁区和川东南春季流行区.GIS软件分析发现病菌孢子在四川盆地内的传播路径为沿岷江、涪江、沱江和嘉陵江等4条河流自北向南、自西向东传播.     

小麦条锈病远程传播的定量分析

 记述推证了国内小麦条锈病远程传播的十次事例。根据现有数据,导出了着落区发病数量因菌源区菌量和传播距离而变的对数回归方程。利用该式,可以在有适宜天气过程的条件下,根据菌量和距离预测一个潜育期后,着落区感病品种上的发病数量,这一初步成果,可供进一步研究参考.     

小麦条锈病跨区域全周期绿色防控技术体系的构建与应用

小麦条锈病是我国小麦生产上一种跨区域流行的重大病害。1949年以来, 我国小麦条锈病研究, 治理能力明显提升, 发病面积、流行程度、流行频率明显降低, 但由于条锈菌Puccinia striiformis f.sp. tritici新毒性小种不断产生和气候异常变化等因素的影响, 近年来其流行规律和成灾机制出现了新的变化, 发生危害加重, 严重威胁小麦生产和国家粮食安全。基于“十二五”以来我国在小麦条锈病菌毒性新小种产生、有性生殖、侵染循环和大区流行规律等方面的最新研究成果, 作者在学习和实践以往病害治理经验的基础上, 坚持长短结合、标本兼治、分区治理、综合防治的指导思想, 制定了“以绿色防控为基础, 以全周期管理为重点, 以跨区域联防联控为保障”的防控策略, 提出了精准监测预报、毒性小种变异监测、早期菌源控制、抗病品种合理布局和应急防控等关键技术, 集成构建了全国小麦条锈病跨区域全周期绿色防控技术体系, 制定了越夏易变区、冬季繁殖区(越冬区)和春季流行区分区防控技术体系。经在小麦条锈病主要流行区大面积试验示范, 取得了防控效果85%以上, 化学农药用量减少10%以上, 小麦单产提高5%以上的成效。2022年-2023年在全国小麦主产区大范围组织推广应用, 有效控制了小麦条锈病严重流行势头, 全国病害发生面积出现了新低, 有效减轻了灾害损失, 保障了国家粮食安全。     

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。     

小麦条锈菌转主寄主小檗(Berberis germanensis)的人工接种鉴定

正条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici),简称小麦条锈菌,是引起小麦条锈病(wheat stripe rust or yellow rust)的病原菌。近年通过人工室内接种证实小檗(Berberis spp.)是小麦条锈菌的转主寄主~([1]),由此揭示了小麦条锈菌是具有性、锈、夏、冬和担孢子5种孢子类型的全孢     

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。     

小麦持久抗条锈性品种N.strampelli苗期抗性遗传分析

 小麦条锈病是世界范围内小麦上发生最为普遍的重要病害之一,种植抗病品种是防治该病的首选。N.strampelli是1974年我国从意大利引进的,在甘肃省陇南小麦条锈病常发易变区大面积种植30余年仍然保持良好抗病性,是一个典型的持久抗条锈性品种。为了测定其遗传特性,利用小麦条锈菌生理小种CY29、CY30和菌系Su-14在温室对N.strampelli与铭贤169及其杂交F₁、F₂和BC₁代接种进行遗传分析。结果表明:N.strampelli对CY29的抗病性由2对隐性基因独立或重叠作用控制,不受胞质效应的影响,属核遗传;对CY30的抗病性由1对显性基因和1对隐性基因互补控制,属核遗传;对Su-14菌系的抗病性由2对隐性基因累加作用控制,属核遗传。研究结果表明,N.strampelli应做为抗源用于小麦的抗病育种中。     

PstVosA1转录因子基因在调控小麦条锈菌耐高温反应中的生物学功能分析

 小麦条锈病是典型的冷凉生态区气传真菌病害,病原菌在越夏易变区(即秋季菌源基地)的越夏情况决定了冬季繁殖区条锈菌的初侵染菌源。小麦条锈病的发生流行极易受到温湿度关键气象因子的影响。近年来的调查研究发现,我国小麦条锈菌越夏海拔下限逐年下降,且越夏区范围进一步扩大,说明条锈菌耐高温胁迫能力增强,给未来小麦条锈病流行规律研究及制定防治策略带来了全新挑战。真菌特有的Velvet转录因子家族中VosA基因参与了真菌生长发育和次生代谢的调控,但关于该转录因子在条锈菌耐高温性中的作用却知之甚少。实时荧光定量PCR分析发现,温度敏感菌系蓬9和耐高温菌系A4在侵染寄主过程中PstVosA1基因均受高温胁迫诱导表达,但耐高温菌系PstVosA1相对表达水平明显高于温度敏感菌系蓬9。利用寄主诱导的基因沉默技术(HIGS)沉默小麦条锈菌耐高温菌系A4中的PstVosA1基因能显著降低在高温(21℃)接种条件下的平均发病严重度、孢子堆密度和生物量。研究结果说明PstVosA1基因正调控小麦条锈菌耐高温胁迫反应过程,增加该基因的表达水平,有利于增强小麦条锈菌耐高温性。     

中国小麦条锈菌4个主要流行小种的寄生适合度

 以12个全国大面积种植的小麦生产品种和1个高感品种为试材,利用抗性组分法研究了中国小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)4个主要流行小种条中32号、条中31号、水源11-14和水源11-4的寄生适合度。因子分析结果表明,病害量是度量条锈菌生理小种寄生适合度最重要的参数,其次是夏孢子生活力、产孢能力、产孢面积、产孢期,由此提出寄生适合度=(产孢量×侵染概率×夏孢子堆密度×夏孢子萌发率)/潜育期。研究还发现,条中32号的寄生适合度最高,致病性最强,与目前该小种为优势小种的事实相符;水源11-14的寄生适合度较高,有较大的发展潜力,在抗病育种中应予以高度重视。     

普通小麦-华山新麦草易位系H9020-1-6-8-3抗条锈病基因的遗传分析和SSR标记

 It have proved that wheat translocation line H9020-1-6-8-3 derived from Psathyrostachys huashanica Keng is an important resistant resource to stripe rust.To confirm the existence of resistant genes,it was crossed with susceptible cultivar MingXian 169 as male and female parent,respectively.Seedlings of parents and F₂ progeny were tested for resistance to selected CY29 of races of Puccinia striiformis f.sp.tritici from China.H9020-1-6-8-3 had one dominant resistant gene which temporarily named YrHs,whatever it was male or female parent.By using BSA method,two markers,Xgwm261 and Xgwm455 located on 2DL were found.The distance to YrHs were 4.3 and 5.8 cM respectively.The result could be used in molecular-assisted breeding.     

应用real-time PCR定量检测小麦条锈菌潜伏侵染量方法的建立

 小麦条锈病是我国小麦主要病害之一。快速、及时地诊断与定量监测处于潜育状态下的病叶,对准确估计越冬、越夏后的病情,制定正确的防治方案具有重要的意义。根据小麦条锈菌Puccinia striiformis的β-tubilin基因序列设计对该病原菌的种具有特异性的引物betaf/betar,并分别在普通PCR和real-time PCR扩增时对该引物的特异性和灵敏性进行了测定。结果表明该引物对小麦条锈菌特异性高,可稳定扩增出243 bp的目标条带。Real-time PCR的灵敏度为普通PCR的100倍。应用此特异性引物,建立了real-time PCR测定系统,定量测定了条锈菌在小麦叶片接种后组织内的DNA随时间的变化。结果表明,在接种后12 h,可在小麦叶片内检测到条锈菌,且条锈菌在小麦叶片内潜育期间随时间呈指数增长。接种第6 d后叶片内的菌量有明显的增加。建立的小麦条锈菌的real-time PCR早期定量测定方法,为及时、快速监测小麦条锈病在潜育期间的发病规律以及为该病的预测、防治提供依据。     

小麦条锈菌效应蛋白HASP2抑制寄主免疫反应

 由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp. tritici,Pst)引起的小麦条锈病是小麦上的重要病害。研究小麦条锈菌在致病过程中分泌的毒性效应蛋白分子的功能,对揭示小麦条锈菌致病机理,进而研发病害防治新方法具有重要意义。前期在小麦条锈菌吸器转录组中筛选到一个高丰度表达的分泌蛋白基因HASP2。HASP2基因全长240 bp,其编码的蛋白质N端包含22_aa的信号肽,无跨膜区,无结构域。qRT-PCR显示HASP2在条锈菌CYR32侵染早期上调表达;农杆菌介导的烟草瞬时表达实验表明HASP2能够抑制由小鼠凋亡蛋白BAX诱导的烟草细胞坏死;利用细菌三型分泌系统(T3SS)将 HASP2在小麦中过表达,发现其可以抑制寄主PTI(PAMP-triggered immunity)相关胼胝质积累;同时对HASP2过表达的小麦接种无毒性菌系CYR23后,发现HASP2可以抑制寄主ETI(Effector-triggered immunity)相关活性氧积累和减少细胞坏死面积,但HASP2过表达对条锈菌的生长发育没有显著影响。     

1992~1996年我国小麦叶锈菌毒性动态

 利用已知抗叶锈病基因的小麦近等基因系(或单基因系)作鉴别寄主,监测来自我国12个省(市、区)的499份叶锈标样。结果表明:(1)在发现的诸多致病类型(毒性基因组合)中,PHT出现频率较高(26.6%),为优势类型,其余类型的出现频率均在7.4%以下;(2)毒性基因V2a、V9、V15、V19、V20、V24、V28、V29、V37、V38和V13+3Ka的出现频率小于30%,V2b、V18、V25、V27+31和V33+34的出现频率在30%~60%之间,其对应的抗性基因可视为我国小麦叶锈菌的有效抗病基因;(3)不同生态区的叶锈菌株,毒性基因(或基因组合)的组成特点、出现频率及多样性等差异较大。文中建议采用"固定鉴别基因+辅助鉴别基因"的复合鉴定系统,并对小麦抗叶锈病生态育种及抗锈基因分区部署等问题进行了讨论。