伊犁河谷小麦条锈病菌源地调查研究

【目的】实地调查分析新疆伊犁地区新源县田间小麦条锈病和野外小檗锈病发生情况,为揭示新疆小麦条锈菌的群体遗传多样性以及小檗在小麦条锈病发生流行中的作用提供基础数据。【方法】利用中国小麦条锈病菌鉴别寄主,对2013~2015年新源县小麦条锈菌进行生理小种鉴定,对异果小檗种类鉴定、锈孢子DNA提取及PCR检测。【结果】新源县小麦条锈菌主要类群有Hybrid46类群,出现频率高达31.25%;水源11类群出现频率为22.92%;贵农22类群出现频率为18.75%;中四类群出现频率为6.25%;其他类群出现频率为20.83%。异果小檗锈病鉴定结果表明,异果小檗锈病中存在小麦条锈病,条锈菌锈子器的检出率在4.7%~5.7%。【结论】新源县小麦条锈菌主要为Hybrid46类群、水源11类群、贵农22类群。异果小檗锈病中存在小麦条锈病,条锈菌锈子器的检出率在4.7%~5.7%。     

小麦多品种混播对条锈病的控制及稳产作用研究

小麦条锈病已成为威胁四川省小麦安全生产最重要的病害。探讨条锈病的有效控制措施,为病害的综合治理提供技术支撑,具有特别重要的意义。本研究通过对6个不同抗性水平的小麦品种进行不同组合的混播,系统调查了各品种净作和多品种混播田小麦条锈病的病情发展动态。试验表明4个或6个品种混播能推迟条锈病发病期、延缓发病速率、降低发病程度,而且具有较好的稳产作用。     

四川地方小麦品种条锈病抗性研究

【目的】利用获得的小麦条锈病成株抗性"一致性"QTL位点SSR分子标记,结合田间抗性表型鉴定,揭示四川地方小麦品种的条锈病抗性遗传多样性。【方法】通过QTL元分析技术,将已定位的小麦条锈病成株抗性QTL整合于同一张连锁图谱,获得条锈抗性"真实"QTL区段。并利用QTL区段内的SSR标记,结合田间条锈病抗性表型鉴定,对64份四川地方小麦品种抗条锈病多样性进行研究。【结果】通过元分析,获得7个控制小麦条锈病成株抗性MQTL。成株期条锈病抗性鉴定发现11份四川地方小麦品种表现为免疫或近免疫,其发病严重度、平均普遍率和病情指数低于10%。标记/性状关联分析发现3个与四川小麦地方品种条锈病成株抗性存在显著关联的SSR标记位点。【结论】四川地方小麦品种条锈病抗性表现差异显著;小麦条锈病成株抗性关联SSR标记的获得为利用条锈病抗性基因提供了分子标记辅助选择手段。     

间栽和混播对作物病害的防治效果

进行了小麦与大麦、小麦与蚕豆间栽和不同小麦品种混播,研究不同栽培技术在控制病害中的作用。选用不同的抗小麦锈病品种,与生产上常用的大麦品种和蚕豆品种进行间栽和混播试验。试验结果表明,间栽和混播技术都能持续有效地控制和降低小麦条锈病的危害。在小麦全生育期,间栽对小麦条锈病的控制有效率在28.02%~65.5%之间,并推迟条锈病的发生3~25d;小麦混播对条锈病的控制有效率在40.94%~62.57%之间,推迟14 d发病。小麦与蚕豆间栽,蚕豆叶斑病的病情指数下降,控制有效率在29.3%~57.9%之间。间作和混播对作物产量也有较大的提高。     

干旱地区滴灌条件下燕麦与箭筈豌豆混播模式研究

【目的】探究干旱地区滴灌条件下燕麦(Avena sativa)与箭筈豌豆(Vicia sativa)混播对饲草产量和营养品质的影响,筛选该区域燕麦与箭筈豌豆最佳混播模式。【方法】以‘梦龙’燕麦和普通箭筈豌豆为材料,采用单因素随机区组设计,将燕麦与箭筈豌豆进行同行混播、间行混播、交叉混播和条撒混播,并设置燕麦和箭筈豌豆单播对照,燕麦和箭筈豌豆单播播种量分别为120.00和75.00 kg/hm²,燕麦和箭筈豌豆混播播种量分别为75.00和45.00 kg/hm²,在燕麦灌浆期和箭筈豌豆花末期测定不同混播模式下饲草的主要性状指标（株高、叶茎比、鲜干比、生物产量和营养成分指标）,并利用主成分分析法（PCA）对不同播种模式下饲草主要性状指标进行综合评价。【结果】与燕麦和箭筈豌豆单播相比,4种混播模式均显著提高了饲草产量,其中交叉混播模式干草产量最高,达9 412.18 kg/hm²,比燕麦和箭筈豌豆单播分别提高了41.27%和64.45%;与燕麦单播相比,混播模式显著改善了饲草品质,其中交叉混播模式饲草相对饲喂价值最高,达129.14。主成分分析结果表明,燕麦与箭筈豌豆交叉混播模式、条撒混播模式和间行混播模式的饲草综合得分较高。【结论】燕麦与箭筈豌豆交叉混播模式、条撒混播模式和间行混播模式的饲草综合性状较好。     

陇南地区小麦条锈菌群体遗传多样性SSR分析

 【目的】甘肃陇南地区是小麦条锈菌最主要和最大的越夏区,本研究的目的是分析该地区的小麦条锈菌自然群体的遗传结构,探索其分子遗传变异规律。【方法】采用TP-M13-SSR 荧光标记技术,对甘肃省陇南地区8个种群409个小麦条锈菌分离株基因组DNA进行SSR标记分析。【结果】陇南地区小麦条锈菌的观察等位基因数（Na）为1.95,有效等位基因数目（Ne）为1.43,Nei's (1973)基因多样性指数（H）为0.27,Shannon 信息指数(I)为0.41。武都、文县和秦城种群遗传多样性较高,徽县、成县和西和种群相对较低。AMOVA分析结果表明,小麦条锈菌群体间和群体内都存在着一定的遗传分化,群体间的遗传变异占总变异的12.5%,群体内遗传变异占87.5%。地区间的基因流Nm =1.83。【结论】陇南地区小麦条锈菌群体遗传多样性很丰富,但地区之间有一定的差异;群体遗传变异主要存在于群体内部,不同地区间存在基因的交流和病原菌的移动。     

小麦条锈病的控制策略和方法探讨

探讨了我国小麦条锈病的发生和控制策略,评述了条锈病防治中各种方法的特点,并结合前人研究结果提出了利用小麦多品种混播控制条锈病的生态治理措施。     

小麦条锈菌致病性及其变异研究进展

小麦条锈病(wheat stripe rust or yellow rust)是一种气传性的低温真菌病害,在所有小麦产区均可暴发流行,造成巨大的产量和经济损失,严重威胁着小麦的安全生产。其病原条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis West.f.sp.tritici Eriks.Henn.,Pst)为严格专性寄生真菌,致病性变异频繁,常造成小麦品种抗条锈性"丧失",引发病害大流行。因而,从20世纪50年代起,条锈菌致病性变异的研究一直备受关注,并已开展了大量的研究工作。本文从小麦品种抗病性丧失、条锈菌致病性变异途径、条锈菌群体遗传、条锈菌基因组和功能基因组以及条锈菌效应蛋白等不同方面概述了近年来取得的重要研究进展,提出了未来条锈病防治上面临的问题和挑战;以期通过准确预测条锈菌优势小种、合理利用和布局抗病基因、利用新策略创制新型持久广谱抗病材料,不断优化和完善小麦条锈病综合治理技术体系,实现小麦条锈病可持续控制。     

220份四川小麦条锈病抗性鉴定与评价

【目的】了解四川小麦条锈病抗性水平及抗性基因本底，为实现小麦生产抗性多基因布局、可持续利用抗病基因提供依据。【方法】利用条锈病流行生理小种对220份四川小麦进行条锈病抗性表型鉴定并结合已知Yr基因进行分子检测。【结果】29份育成品种和27份农家种对CYR34表现苗期抗性；40份农家种和53份育成品种表现出稳定成株期抗性。2、35、66、72、37和20份种质分别携带Yr10、Yr17、Yr18、Yr24/26、Yr41和Yr48;41份种质携带2个及以上Yr基因。【结论】四川农家种对我国优势条锈菌具有较高比例抗性；农家种以携带Yr18为主，育成品种主要携带Yr17、Yr24/26和Yr41；推测4个具有全生育期抗性的育成种质可能携带其他已知或未知Yr基因或组合，可供进一步Yr基因遗传解析和育种利用。     

小麦多品种混播对条锈病的控制及稳产作用研究

通过对6个不同抗性水平的小麦品种进行不同组合的混播，系统调查了各品种净作和多品种混播田小麦条锈病的病情发展动态。     

“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。     

中国40个小麦农家品种和甘肃南部40个生产品种抗条锈病基因推导

【目的】明确中国小麦农家品种与甘肃南部生产品种抗条锈性类型及可能含有的抗性基因和遗传多样性,为抗源的选择与利用提供参考。【方法】苗期于自控温室内使用中国当前小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)流行小种CYR32,成株期于大田病圃使用当前主要流行小种和重要致病类型共12个菌系组成的混合菌种对80个供试材料进行抗病性鉴定与评价。基因推导在温室用25个毒性谱不同的小麦条锈菌系于苗期接种30个已知抗条锈病基因载体品系及对照铭贤169、17个国际鉴别寄主和供试品种,根据供试品种和标准品系对不同菌系的侵染型,对农家品种和生产品种进行抗性谱比对分析和系谱分析,解析其可能含有的抗条锈病基因或基因组合及抗性谱,并通过NTSYSpc-2.2软件计算遗传相似系数,以UPGMA法进行聚类分析,将其抗性归类。【结果】供试品种大多具有良好的成株期抗性,除清农1号、清农2号、红壳小麦(2)在成株期表现感病,兰天3号、兰天4号、兰天6号等20个品种在成株期表现慢锈性外,其他品种均表现中抗至免疫的抗性水平。品种抗性多由全生育期抗性、部分由成株抗性提供。甘肃生产品种中抗病基因以Yr9、Yr24、Yr26为主,有的还含有其他未知抗条锈病基因。其中,兰天1号、兰天14号、兰天17号、兰天21号、清农4号等含Yr9;兰天24号、中梁04335、天选51号可能含Yr24;兰天17号、兰天23号、兰天25号、中梁17号、中梁04260、天选43号、天选48号可能含Yr26。农家品种中有19份材料含有未知抗条锈病基因,其余21份材料不能确认含已知抗病基因Yr1、Yr2、Yr4、Yr6、Yr7、Yr8、Yr40,可能含有未知基因。聚类分析发现,甘肃生产品种大都抗性谱较宽,遗传相似性较高;40份材料的抗条锈性相似系数范围在0.30—1.00,在抗性相似系数为0.70水平上可分为3大类,其中兰天15号单独聚为1类,清农1号和清农2号聚为1类,其余37份材料聚为1大类。农家品种抗性谱宽窄不一,显示出遗传多样性水平较高;40份材料的抗条锈性相似系数范围在0.38—1.00,在抗性相似系数为0.70水平上可分9大类。【结论】供试品种均有良好的抗条锈性,相对于甘肃南部生产品种,供试的农家品种更具丰富的遗传多样性和有效抗条锈病基因,可作为抗源在育种中加以利用。     

中国冬小麦区域试验品种抗病性评价

【目的】明确中国小麦主要后备品种和高代品系对条锈病、叶锈病、秆锈病、白粉病、赤霉病、纹枯病、黄矮病的抗性程度和水平,为培育抗病新品种、品种审定与推广、抗病品种合理布局、降低品种抗性"丧失"风险提供依据。【方法】以中国小麦条锈菌流行小种条中32(CYR32)、条中33号(CYR33)等、叶锈菌PHT、THT等、秆锈菌21C3、34C2等、对15个已知抗白粉病基因具有毒性的白粉菌混合菌系、赤霉病菌、纹枯病菌强毒力菌株和BYDV-GAV株系对1999—2014年度国家小麦区域试验品种(系)1 815份次试验材料进行成株期人工接种抗性鉴定,重要材料连续进行两年试验,以确保结果的重复和可靠。【结果】在所鉴定的品系中,具有3种抗病性以上的品种(系)共250个,通过农业部国家农作物品种审定委员会审定的品种共310个;中抗和高抗条锈病品种占参试品种的(39.8±21.7)%、中感和高感品种占(39.7±27.9)%;赤霉病、纹枯病、秆锈病和白粉病抗病品种所占比例分别为(31.5±27.5)%、(31.1±35.6)%、(48.2±25.6)%和(25.0±14.6)%、感病品种分别占(68.5±27.5)%、(62.2±38.6)%、(31.3±20.7)%和(70.7±14.6)%;抗叶锈病品种比例仅为(9.9±3.8)%,感病品种高达(70.4±15.1)%;除河农831表现中抗外,所有品种对黄矮病均表现感病,未出现高抗品种。【结论】抗源缺乏的病害未鉴定出抗性强的品种,抗条锈病和白粉病品种主要出现在甘肃、四川等地,抗叶锈小麦品种(系)较少。     

小麦条锈菌中国鉴别寄主维尔中抗条锈病基因YrVir1的微卫星标记

 【目的】明确中国小麦条锈菌重要鉴别寄主维尔的抗条锈病基因及其遗传特点，建立与其连锁的微卫星标记，将病菌小种监测和抗病性分析提高到基因水平。【方法】由维尔为基因供体转育而成的含有小麦重要抗条锈基因YrVir1的近等基因系Taichung29*6/YrVir1，用小麦条锈菌单胞菌系2E16对近等基因系Taichung29*6/YrVir1、轮回亲本Taichung29及其杂交后代进行遗传分析；选用YrVir1所在2B染色体上的141对引物对近等基因系和轮回亲本的基因组DNA进行SSR分析。【结果】近等基因系Taichung29*6/YrVir1对2E16的抗病性由1对显性基因控制；引物Xbarc349在近等基因系与轮回亲本间稳定扩增出特异性DNA片段，同时在近等基因系和基因供体维尔间存在相同扩增片段，经F2代群体200个抗、感单株检测证实，Xbarc349标记位点与抗条锈病基因YrVir1连锁，遗传距离为4.2 cm。【结论】Xbarc349引物扩增出的特异性DNA片段可作为抗条锈病基因YrVir1的SSR标记；根据小麦SSR遗传图谱，将YrVir1基因定位在小麦2B染色体上。     

小麦品种混种对条锈病控制效果及产量影响的研究

通过对不同小麦品种按不同比例混种,研究品种多样性控制小麦条锈病的田间效果,以期为利用品种多样性防治小麦条锈病提供理论依据。本研究利用甘肃省甘谷县和北京市上庄镇当地对条锈病具不同抗性的小麦品种,按照不同混种比例布局了25个混种处理和7个单种处理,比较了品种混种对条锈病的控制效果和对小麦产量的影响,以相对抗病性指数(RRI)把品种抗性加以分类,并以相对混种效果参数(REM)比较各混种处理的效果。结果表明,不同小麦品种混种对小麦条锈病有较好的控制效果,混种处理相对于感病品种单种病情指数平均下降30.5;混种对小麦的增产效果比较明显。在25个小麦品种混种处理中,有14个处理有增产效果(REM>1),占56%,在甘谷试验地抗病(R)品种和高感(HS)品种按质量比5∶1混种时相对感病品种单种处理抗病增产效果最好,而在上庄试验地,高抗(HR)、中感(MS)和感病(S)按质量比1∶1∶1混种时相对感病品种单种处理抗病增产效果最好。品种混种作为综合治理小麦条锈病的措施之一,具有一定的推广应用价值。     

条锈菌诱导的小麦TaOZR的克隆及特征分析

【目的】克隆受条锈菌诱导的小麦OZR,研究其在小麦抗条锈病防御反应及非生物胁迫过程中的作用。【方法】通过电子克隆及RT-PCR方法,从条锈菌侵染的小麦水源11中分离出1个编码OZR的cDNA序列。利用生物信息学对cDNA序列及其编码的蛋白序列进行分析;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析该基因在小麦与条锈菌互作、外源激素处理以及非生物胁迫下的诱导表达情况。【结果】获得小麦OZR,命名为TaOZR。其ORF长240 bp,编码79个氨基酸;蛋白序列理论分子量8.67 kD,等电点9.34;具有信号肽和跨膜区,可能为分泌蛋白;与水稻OZR相似性达76%;TaOZR受条锈菌诱导后在亲和互作中差异不显著,在非亲和互作中诱导表达;外源植物激素水杨酸、乙烯、脱落酸、茉莉酸均诱导TaOZR的积累并上调表达;低温、干旱、高盐非生物胁迫下TaOZR表达差异不显著。【结论】首次克隆到一个条锈菌诱导的小麦TaOZR,TaOZR可能通过水杨酸、乙烯、脱落酸和茉莉酸信号途径协同参与小麦对条锈菌的早期防御。     

条形柄锈菌大麦专化型分布区域的新发现

在26个小麦品种和20个大麦品种上,对采自陕西、青海和河南的10份大麦条锈病菌标样进行了致病性测定。除陕西的2份标样被鉴定为小麦专化型条中29号小种外,其余来自3省的8份标样均属大麦专化型。首次发现并证实了条形柄锈菌大麦专化型(Pucciniastriiformis West.f.sp.hordei)在中国西藏以外地区的分布,并确认大麦上发生的条形柄锈菌可以是大麦专化型,也可以是小麦专化型。     

CO2浓度升高和UV-B辐射增强对小麦条锈病流行组分的影响

 【目的】研究CO2浓度升高和UV-B辐射增强综合作用对小麦条锈病流行组分的影响，预测未来气候条件下小麦条锈病的发生情况，为防治工作提供依据。【方法】以人工接种条锈病菌32号生理小种的不同小麦品种（铭贤169、京9428、京0045和京冬8号）为供试材料，对其进行浓度升高的CO2和辐射增强的UV-B处理，分析二者对病害流行组分的影响。【结果】高CO2浓度下，在铭贤169、京9428和京0045上，小麦条锈菌的侵染概率显著提高，病害的潜育期缩短，病斑扩展量增加，AUDPC值显著增加。UV-B辐射对侵染概率、潜育期、病斑扩展和AUDPC的影响不显著。在CO2浓度升高与UV-B辐射增强的综合作用下，4个品种上的小麦条锈病的流行组分与对照相比无显著变化。【结论】CO2浓度升高能加重小麦条锈病的发生和危害，UV-B辐射对病害影响不大，CO2浓度升高与UV-B辐射增强两者综合作用对病害几乎没有影响。     

80份国外春小麦种质资源抗条锈性评价

【目的】小麦条锈病是由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)引起的世界范围内小麦重要病害之一,培育和种植抗病品种是控制该病害的最有效策略。评价80份国外春小麦种质资源对中国当前小麦条锈菌流行小种的抗条锈性,为中国小麦抗条锈病育种提供依据和抗源。【方法】应用中国流行小麦条锈菌生理小种CYR29、CYR31、CYR32、CYR33以及致病类型PST-HY8和PST-V26对80份国外小麦种质资源进行苗期温室抗病性鉴定,以铭贤169和Av S为感病对照品种;并于2013年和2014年分别在陕西省杨凌和甘肃省天水进行田间成株期抗病性鉴定。根据苗期和田间成株期的抗病性鉴定结果对其进行抗病类型分类和评价。【结果】80份小麦种质资源的抗病类型可分为3类。第1类为全生育期抗病类型,有8份。其中PI660067、PI660119和PI660122在苗期和田间成株期均表现较高水平的抗病性。其余5个品系PI660056、PI607839、PI591045、TA5602和PI660064在苗期则对个别小种表现感病,并且在不同年份和不同测试地点成株期也表现感病。第2类为成株抗病类型,有28份。其苗期对所有测试小种均表现感病,有23份在田间成株期均表现抗病。但PI660075、PI660083、PI660085、PI660097和PI660107在不同年份和不同测试地点成株期表现感病。第3类为兼具成株期和对部分中国小种失去抗性的全生育期抗病类型,有44份,其苗期至少对一个测试小种表现抗病。有37份在田间成株期均表现抗病。但PI660065、PI660076、PI660079、PI660080、PI660095、PI660096和PI610750在不同年份和不同测试地点成株期表现感病。【结论】80份国外小麦种质资源中大部分对中国小麦条锈菌流行小种表现优良的抗病性。这些种质资源可作为抗源在今后抗病育种中加以利用,将丰富中国小麦抗条锈病基因的多样性。可能由于不同年份田间流行小种不同,造成一些成株抗病品系在不同年份和不同测试地点表现感病,由此推测成株抗病性可能也具有小种专化性。