新疆伊犁州小麦条锈菌生理小种鉴定及毒性分析

伊犁州是新疆小麦条锈病重灾区, 对该地区开展小麦条锈菌生理小种监测意义重大?本研究通过对2020年采自新疆伊犁4县的149份小麦条锈菌样品进行生理小种监测, 以期明确该地区小麦条锈菌生理小种组成及毒性情况?结果表明, 共监测到28个生理小种, 其中CYR 33?Su 11-1?Su 11-12?CYR 32及CYR 34出现频率较高, 分别为14.09%, 12.75%, 8.05%, 8.05%和7.38%; 水源11类群为优势类群, 出现频率高达44.30%?对抗条锈病基因Yr1?YrA?Yr3?Yr6?YrSu?Yr9的毒性频率均大于70%, 表明这些基因在伊犁州抗性基本丧失?新疆伊犁州4县小麦条锈菌毒性多样性分析显示, Nei’s 遗传多样性指数为0.34, Shannon 信息指数为0.50, 表明伊犁州条锈菌毒性多样性水平较高, 毒性组成丰富; 小麦条锈菌毒性相似系数在0.92~1.00, 其中伊宁县和巩留县的样品遗传距离最近, 察布查尔县与其他3县样品遗传距离最远?因此, 新疆伊犁州地区抗锈育种应以抗CYR 33和Su 11-1为主, 兼顾抗Su 11-12?CYR 32和贵农22类群中其他类型?另外不同县区应合理进行抗病基因布局, 以期实现小麦条锈病的区域间联合防治?     

西藏小麦条锈菌群体结构与遗传多样性

为查明西藏小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici群体结构和遗传多样性,采用中国鉴别寄主和近等基因系鉴别寄主,以及竞争性等位基因特异性PCR-单核苷酸多态性（kompetitive al-lele specific PCR-single nucleotide polymorphism,KASP-SNP）分子标记对2017年采自西藏的150个小麦条锈菌菌系分别进行表型分析和基因型分析。表型分析结果显示,中国鉴别寄主将150个菌系区分为 12 个已知小种、6 个已知致病类型和 13 个未知致病类型,所有菌系均不能侵染中四和Triticum spelta album鉴别寄主。近等基因系鉴别寄主将150个菌系区分为88个毒性类型,这些毒性类型均不侵染携带抗性基因Yr5、Yr10或Yr15的品种。基因型分析结果显示,26对引物将150个菌系划分为73个基因型,表明西藏小麦条锈菌群体基因型丰富。基因流分析结果表明,波密县与洛扎县小麦条锈菌亚群体之间的基因流N_m最高,达5.86,米林县西部与波密县、洛扎县、巴宜县、米林县东部条锈菌亚群体之间的N_m较低,分别为0.25、0.34、0.42和0.67,表明西藏不同地区条锈菌群体之间基因交流强度差异较大。说明西藏作为我国小麦条锈病的独立流行区,条锈菌群体毒性结构复杂,遗传多样性高。     

基于毒性表型与微卫星标记的云南省条锈病菌群体遗传分析

为明确云南省条锈菌群体结构和遗传多样性水平,利用19个中国鉴别寄主和11对微卫星(simple sequence repeat,SSR)标记引物对采自云南省大理、曲靖、文山、昭通4个市的88个菌系进行了毒性表型分析和分子基因型分析。毒性表型分析结果表明,云南省条锈菌群体Nei’s基因多样性指数为0.17,Kosman指数为0.22,云南省条锈菌群体毒性结构复杂;菌系以Hybrid 46类群(77.3%)和贵农22类群(17.0%)为主,并且均不能侵染鉴别寄主中四和Triticum spelta album。分子基因型分析结果表明,云南省条锈菌整体上香农信息指数为0.63,分子遗传多样性比较丰富;大理市菌系香农信息指数为0.64,分子遗传多样性最丰富;文山市菌系香农信息指数为0.35,分子遗传多样性最低。聚类分析结果表明,云南省西部大理市菌系明显不同于云南省东部曲靖市、昭通市、文山市的菌系,昭通市菌系和曲靖市菌系毒性结构和基因型结构基本相同,表明云南省东、西部条锈菌群体遗传分化程度较高,是2个相对独立的流行区域。     

云南小麦条锈菌群体对18个抗条锈近等基因系的毒性分析

为监测云南省小麦条锈菌群体毒性及小麦抗条锈基因的有效性动态,2016年采用18个抗条锈近等基因系鉴别寄主对云南省9个州市的136个小麦条锈菌株进行毒性分析,并按八进制法对小种进行命名。结果表明,云南省小麦条锈菌群体毒性丰富,共鉴定出64个小种类型,其中居于前2位的小种是550273和550073,出现频率分别为28.68%和11.76%,是本年度优势小种;其它小种出现频率均在4.41%以下,为次要小种。条锈菌群体对Yr5、Yr10、Yr15、Yr32四个抗条锈基因的毒力频率均为0,对Yr24、Yr Tr1、Yr8、Yr17四个抗条锈基因的毒力频率在0.74%~11.76%之间,表明这8个基因是云南省当前有效的抗条锈基因;对Yr27的毒力频率为52.94%,对Yr1、Yr6、Yr7、Yr9、Yr43、Yr44、Yr SP、Yr Exp2、Yr Tye九个抗条锈基因的毒力频率为77.94%~91.91%,表明这10个抗条锈基因的抗性已减缓或丧失,说明这些基因在云南省已失效。     

四川省100个小麦品种(系)抗条锈病基因的 分子检测

 为了解四川省近年小麦生产品种和后备品种对条锈菌致病类型G22-83和流行小种CYR32、CYR33的抗性水平,明确已知的主要抗条锈基因在该地区小麦品种中分布状况,利用小麦条锈菌G22-83、CYR32和CYR33对四川省100个小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定;采用已知基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18 和Yr26的分子标记,对供试小麦材料进行抗性基因检测。结果表明,100个供试材料中,对CYR32 表现抗病的58份,占58%;对CYR33 表现抗病的63份,占63%;对G22表现抗病的43份,占43%;对CYR32、CYR33和G22均表现抗病性的品种(系)28个,占28%。供试小麦品种(系)中携带Yr9、Yr10、Yr15 和Yr26基因的材料分别有24份(24%)、9份(9%)、5份(5%)和26份(26%),所有供试品种(系)中未检测到Yr5和Yr18基因。     

小麦抗条锈病基因Yr26毒性小种的发现及其对我国小麦主栽品种苗期致病性分析

本文报道了从四川省郫县采集的对我国小麦条锈病菌鉴别寄主贵农22具有毒性的新致病类型,其重要特点为对Yr10和Yr26(=Yr24)2个重要抗条锈病主效基因具有毒性,按我国小麦条锈病鉴别体系将其划归为G22类群;同时明确了其在国际及欧洲鉴别寄主上的反应,将其命名为82E8,毒性公式(无毒性基因/毒性基因)为1、3、4、5、11、15、17、18、25、27、28、31、32、Sd、Sk、Sp/2、6、7、8、9、10、24、26、29、30、Su;根据条中33号小种的致病特点将其命名为43E190,毒性公式为5、10、15、24、26、27、Sk、Sp/1、2、3、4、6、7、8、9、11、12、17、18、25、28、29、30、31、32、A、Su,比较了两个致病类型对我国小麦主栽的115个小麦品种的致病性,提出了合理利用Yr10和Yr26的利用策略。     

两个小麦-簇毛麦易位系抗条锈基因的遗传分析和SSR标记检测

为明确普通小麦-簇毛麦易位系材料对不同条锈菌系的抗病水平、抗病基因组成和易位系间抗病基因关系,对V9125-3和V9125-4易位系进行了苗期抗条锈性遗传分析,并利用V9125-2抗条锈基因Yr WV的2个侧翼分子标记,分析了3个易位系抗病基因间的关系。结果表明,2个易位系对当前国内7个优势菌系均表现良好的抗病性,但对不同菌系抗病性的抗病基因遗传特点有所不同。V9125-3对CYR29、CYR30和CYR31的抗病性由2对显性基因独立控制,对CYR32、CYR33和Sun11-11的抗病性由1显1隐2对基因控制,对Sun11-4的抗病性由2对显性基因互补控制;V9125-4对CYR30、Sun11-4和Sun11-11的抗病性由2对显性基因独立控制,对CYR32和CYR33的抗病性由1显1隐2对基因控制,对CYR29和CYR31的抗病性由2对显性基因互补控制;V9125-3对CYR29的抗病基因其中之一可能是Yr WV,另一个为未知基因。     

2010年西藏小麦条锈菌生理小种群体结构与分析

西藏地区是中国相对独立的小麦种植区,小麦条锈病是西藏冬小麦上最重要的病害.长期以来,对西藏小麦条锈菌生理小种群体结构缺乏全面系统的了解.为了弄清西藏小麦条锈菌生理小种群体结构,本研究从西藏地区小麦条锈病发生的关键地区采集并鉴定了小麦条锈菌标样261份.西藏地区小麦条锈菌群体结构复杂,小种类型数多,主要优势小种以CYR32和CYR33为主,水源11类群为优势类群,Hybrid46类群结构简单,未发现CYR32以外的类型;CYR32之前的小种数较多、其中CYR17、CYR20、CYR31出现频率较高;西藏小麦条锈菌群体结构与内地有着较大的相似性,同时也有其自身的独特性,表现西藏小麦条锈菌优势小种组成与四川、云南两省相似,与青海省差异较大.推测西藏地区小麦条锈菌与四川和云南省存在较密切的菌源交流,与青海省交流较少.     

小麦条锈病菌致病类型G22-83及流行小种CYR32和CYR33在四川省小麦品种(系)上寄生适合度的测定及分析

为了解致病类型G22-83及流行小种CYR32和CYR33对四川省近年小麦生产品种和后备品种的寄生适合度,在田间分别将致病类型G22-83、流行小种CYR32和CYR33接种于四川省109个小麦品种(系),采用综合病情指数法测定3个供试菌株的相对寄生适合度。结果显示,致病类型G22-83、流行小种CYR32和CYR33的平均寄生适合度分别为0.1930、0.0560和0.0379,且前者显著高于后两者;流行小种CYR32和CYR33的平均相对寄生适合度有差异,但是差异不显著。致病类型G22-83、流行小种CYR32和CYR33在四川省109个小麦品种(系)上相对寄生适合度的中位数分别为0.0626、0.0000和0.0000,前者在四川省109个小麦品种(系)上相对寄生适合度的平均水平和波动程度均高于后两者。致病类型G22-83在四川省小麦生产品种和后备品种上的寄生适合度较高,在今后一段时间内可能成为该地区小麦条锈菌的优势菌系。     

河南省小麦白粉病菌生理小种及其致病性测定

1990—1991年,于小麦生长季节从河南省14个县(市)采集了126个白粉菌株。根据9个鉴别寄主的抗感反应进行小种划分,并用毒性公式和八进制法编码。结果表明,15号小种的频率最高,达17.46%,与国内其它地区的结果基本一致。但对鉴别寄主毒力频率分析发现不同年份及地区间,小麦白粉菌群体有较大差异;而且同小种不同菌株对豫麦2号等10个推广品种的致病性存在明显差异。原因在于传统小种鉴定方法存在较大弊端,现行鉴别寄主中与生产基本无关的高抗品种较多,缺乏代表性的生产品种,不能准确反映当地小麦品种与当地白粉菌群体问的互作。提出应对鉴别寄主予以修改,或用病菌群体毒性基因结构测定代替优势小种分析,以提高研究结果的实用性。     

中国不同春麦区小麦地方种质抗条锈病评价及抗性基因分析

为明确中国不同春麦区小麦地方种质对当前小麦生产上流行的条锈病菌Puccinia striiformis f.sp.tritic的抗性水平及其所含抗性基因，利用条锈病菌生理小种条中32（CYR32）和条中34（CYR34）及混合生理小种（致病类群）对来自5个春麦区的196份小麦地方种质进行苗期、成株期抗性鉴定，并通过6个已知条锈病抗性基因Yr9、Yr18、Yr26、Yr48、Yr65和Yr67对其所含重要抗性基因进行分子标记检测。结果显示，在苗期，有11份小麦地方种质对CYR32表现出抗性，有12份对CYR34表现出抗性，分别占供试种质总数的5.61%和6.12%；有6份对CYR32和CYR34均表现出抗性；在成株期，有59份小麦地方种质在5个田间诱导环境下表现出稳定的抗性。有119份小麦地方种质检测到含抗性基因，其中有3份携带Yr9，有50份携带Yr18，有43份携带Yr48，有54份携带Yr65，所有供试种质均未检测到Yr26和Yr67，抗性基因的组合分析发现，共有31份小麦地方种质携带4种抗性基因组合类型Yr9+Yr18、Yr18+Yr48、Yr18+Yr65和Yr48+Yr65。表明来自中国5个春麦区的小麦地方种质条锈病抗性表型呈多样性，且携带目前在小麦抗病育种和生产上有效的条锈病抗性基因（组合），建议加大对小麦地方种质的保护和应用力度。     

四川58个小麦品种苗期抗条锈基因推导及成株期抗性表现

为了解四川小麦品种所含抗条锈基因及其在田间的抗性表现,将29个毒性谱各异的小麦条锈菌鉴别菌株于苗期接种35个已知抗条锈基因载体品系和58份四川小麦品种（系）,通过抗病谱对比分析和各品种（系）系谱分析,推导了四川小麦品种（系）的抗条锈基因型。在田间,选用中国小麦条锈菌优势小种CY32、CY33、Su-4和对Yr10、Yr24和Yr26致病的贵农22致病类型田间突变株进行混合接种,在乳熟期对各品种（系）的抗条锈性进行了鉴定。结果显示,Yr2、Yr5、Yr7、Yr9、Yr10、Yr24、Yr27、YrSpp、YrAlba等9个基因以单基因或基因组合的形式存在于44个四川小麦品种（系）中。有6个品种（系）含有Yr9基因,10个品种（系）含有Yr10基因,11个品种（系）含有Yr24基因,其中1个同时含有Yr10和Yr24基因。23个品种（系）含有未知基因及其组合。共有19个小麦品种（系）成株期对包含上述混合菌种在内的田间流行菌系表现抗病,其中5个品种抗性受成株抗性基因控制。     

模拟酸雨对小麦条锈病流行学组分的影响

为明确酸雨对小麦条锈病菌孢子萌发及病害流行学组分的影响,采用不同酸度的模拟酸雨(p H值分别为2.5、3.5、4.5和5.6)处理小麦条锈病菌Puccinia striiformis f.sp.tritici生理小种CYR32和CYR33的夏孢子,并将不同酸度模拟酸雨处理后的夏孢子接种小麦感病品种铭贤169,采用组分分析法研究酸雨对病害发展过程的影响。结果表明,随着模拟酸雨酸度的增强,生理小种CYR32和CYR33的夏孢子萌发率均显著降低,萌发24 h后对照组生理小种CYR32和CYR33的夏孢子萌发率分别为93.7%和79.8%,在p H 3.5模拟酸雨处理后萌发率仅为13.1%和8.6%。温室内接种试验结果显示,不同酸度模拟酸雨对生理小种CYR32和CYR33的侵染概率、潜育期和病情指数均有显著影响,对生理小种CYR32和CYR33病斑扩展率影响不显著;与对照相比,p H 3.5模拟酸雨处理后生理小种CYR32和CYR33的侵染概率分别下降79.9%和79.8%。结果表明强酸雨(p H 3.5)显著延长小麦条锈菌潜育期,减少病斑产孢量,降低病情指数和病害进展曲线下面积。     

远缘杂交后代转育的小麦抗源材料抗病及抗旱性研究

郑麦9023和豫麦66分别与野生二粒小麦和野燕麦远缘杂交后代进行杂交和回交,经过7代筛选、鉴定,获得了20个抗病性和农艺性状稳定的高代系。在陕西杨凌设置条锈菌流行小种（CYR32和CYR33）病圃,在甘肃天水设置自然发病圃对筛选的小麦高代系进行异地抗病性鉴定,同时对其进行分小种CYR32、CYR33、CYR31和CH42苗期鉴定;分别选用Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26等7个已知抗条锈病基因的分子标记进行基因检测;对高代系进行萌发干旱胁迫试验,从而对其抗旱性进行评价;并调查其农艺性状并进行评价。抗病、抗旱和农艺性状调查结果显示：参试的20个高代系中,符合抗病耐旱且农艺性状较好,可用于作为抗源亲本的高代系有8个分别是郑野-2、郑野-3、郑野-6、豫野-1、豫野-2、豫野-4、豫野-5、豫野-6。研究结果表明,在抗病、耐旱综合性状优良育种目标指导下,将郑麦9023和豫麦66作为基因累加的库容,利用系谱选择法,结合育种分子标记检测辅助选择,可不断对品种郑麦9023和豫麦66进行改良与创新;并且可依次对其抗病性、抗旱性、成熟期等农艺性状基因及来源不同的优良基因进行累加转育。     

1997~2001年我国小麦条锈菌生理小种变化动态

 1997~2001年采自我国13个省和自治区的主要生产品种和重要抗源上的小麦条锈菌标样4008份,其鉴定结果基本反映了这期间我国小麦条锈菌生理小种的变化状况。1997年发现了水源11致病类型13和14,2001年把原Hybrid 46致病类型3(HY-3)命名为条中32号。这期间共监测到41个小种和致病类型,每年都能监测到的小种和致病类型有32个,为条中17、19、21、22、23、25、26、28号,洛10-2,条中29,洛13-2、3,条中30、31、32,Hybrid 46-4、5、6、7、8,水源11-2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13和14。条中29、30、31、32号为主要流行小种。1997~2000年间条中31号位居第一,出现频率为10.8%~13.5%,其次为条中32号(4.8%~11.7%),由于条中32号逐年持续上升,2001年超过条中31号而位居第一。其次是条中29和30号,两者出现频率基本相当,1997~1999年条中29号略高位第3(3.3%~4.0%),条中30号位第4(2.6%~3.3%),2000~2001年,条中30号略高位第3(3.6%~7.3%),条中29号位第4(2.7%~3.1%)。出现频率较高的还有条中23号、25号、26号、28号和Hybrid 46-4、5、7、8,水源11-3、4、5、7、11、13和14,其它为稀有小种和致病类型。相对于东部黄淮海流域,甘肃、四川、陕南和云南及其毗邻地区条锈菌群体结构复杂,内部多样性高,几乎所有小种和致病类型都可监测到。从整个条锈菌群体衡量Hybrid 46和水源11致病类群占有很大份额,1997~2001年两者总的年出现频率分别为78.5%、80.2%、76.6%、78.7%和87.4%,致使我国小麦条锈菌群体均匀度低,这与我国小麦品种抗病基因较简单、且主要集中在Yr9为重要抗源的"洛类"衍生系(80%以上)和以繁6为抗源的繁6衍生系有一定关系。     

2013-2016年甘肃省小麦条锈菌生理小种变异监测

2013-2016年对1 000份甘肃省小麦条锈菌标样进行生理小种鉴定和监测, 结果表明:共监测到56个生理小种及致病类型。贵农22致病类群已占据优势地位, 出现频率由2013年的28.72%上升到2016年的66.76%。新小种条中34号(原代号贵22-9)出现频率由2013年的11.28%上升到2016年的34.85%, 居第一位; 条中32号出现频率由2013年的15.38%下降到2016年的9.12%, 居第二位; 贵22-14致病类型2016年出现频率6.43%, 居第三位; 条中33号出现频率由13.85%降为5.63%, 居第四位。次要小种HY4、HY8、水11-4、水11-5、水11-7及贵22-8、贵22-45、贵22-74等类型出现频率较低, 在051%~615%之间。毒性频率分析发现, 到2016年对 Yr9、Yr3b + Yr4b、YrSu、Yr26 基因的毒性频率均超过58%, 其中对 Yr26 超过72%, 甘肃省小麦条锈菌群体已进入以条中34号为主、贵农22致病类群占优势的新的变异活跃期。抗锈育种应以针对条中34号、条中32号、条中33号为主, 兼顾贵农22、Hybrid 46和水源11致病类群中其他类型。