甘肃陇南中梁系列冬小麦品种抗条锈病性分析及利用

种植抗病品种是防治小麦条锈最经济有效且有利于环境保护的措施。2016年-2018年,在甘肃陇南两个不同生态区甘谷和汪川试验点对8个中梁系列冬小麦品种‘中梁25号’～‘中梁32号’进行了成株期抗条锈性分析,并在温室进行了苗期抗条锈病性评价。成株期抗条锈性鉴定结果表明:‘中梁25号’～‘中梁28号’对接种及自然诱发的条锈菌单孢菌系及混合菌均表现感病;‘中梁29号’对条锈菌CYR32、CYR33、中4-1表现抗病,对条锈菌CYR34和G22-14表现中抗～中感;‘中梁30号’～‘中梁32号’对供试条锈菌单孢菌系及混合菌表现免疫到中抗。抗条锈病基因检测发现:‘中梁26号’和‘中梁27号’含有抗病基因Yr9,‘中梁29号’含有抗病基因Yr26,其余品种含有未知抗条锈病基因。同时对后CYR34时期供试品种在甘肃陇南的利用前景进行了讨论。     

临麦系列春小麦品种抗条锈性分析

小麦条锈病是发生于甘肃省临夏州小麦生产上的最主要病害,种植抗病品种是防治该病最经济有效且有利于保护环境的措施。作者于2013年在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州低温温室和甘谷试验站进行了苗期、成株期分小种接种鉴定,并于2010-2014年对临麦系列春小麦品种‘临麦32号’~‘临麦36号’在甘肃省不同生态区的8个试验点进行成株期抗条锈性分析,结果表明:春小麦品种‘临麦32号’苗期对所有供试菌系均表现感病,成株期对CYR29和CYR32表现中抗-中感;‘临麦33号’除对CYR29苗期表现免疫、成株期表现中抗-中感外,对其余供试菌系均表现感病。对自然诱发的条锈病,两品种也表现感病;‘临麦34号’和‘临麦36号’除对新菌系G22-9、G22-14表现感病外,对其余菌系表现抗病,但自2013年开始两品种在田间也表现感病;‘临麦35号’全生育期对接种及自然诱发的条锈菌均表现抗病。苗期选用24个国内外供试条锈菌单孢菌系进行基因推导分析,发现供试临麦系品种抗性谱与已知基因载体品种的抗性谱均不一致,初步推测供试临麦系品种含有未知抗条锈基因。     

甘肃陇南重要小麦生产品种‘中梁27’抗条锈特点分析及其利用价值

2007-2013年对甘肃陇南重要小麦生产品种‘中梁27’在甘肃省不同生态区进行了全生育期抗条锈特点研究和苗期抗条锈基因推导分析,结果表明:‘中梁27’全生育期对接种的条锈菌CYR29、CYR31、CYR32、Su11-4、Su11-7、Su11-11、Su11-13、HY4、HY7、HY8表现抗病,对CYR33表现中抗-中感,对新菌系贵22-9、贵22-14表现感病。对自然诱发的条锈病,从2012年开始在甘肃田间表现感病。苗期对24个国内外供试条锈菌单孢菌系的抗性谱与已知基因载体品种不一致,推测含有未知抗条锈基因。     

331份四川小麦品种(系)在甘肃陇南抗条锈性表现及利用价值

2014年-2017年度先后对331份四川省小麦生产品种(系)在温室进行苗期人工接种条锈菌混合菌鉴定和甘谷试验站大田成株期分别接种CYR32、CYR33、CYR34、G22-14、中4-1和混合菌鉴定,同时在甘谷试验站和汪川良种场两地进行自然诱发鉴定。结果发现:在人工接种条件下,苗期、成株期表现抗病的分别有‘XK201465’等36份和‘XK20132’等72份材料,分别占10.88%和21.75%;有‘XK62483’等11份材料全生育期表现抗病,占3.32%;两地三年自然诱发鉴定发现,仅有‘XK20132’等5份材料在两地均表现抗病,有‘川农17’等30份材料具有慢条锈性。对供鉴材料在甘肃陇南的利用前景进行了分析。     

小麦条锈菌异核新菌系的筛选及核游离试验研究

 采用生物学和细胞学方法研究小麦条锈菌的异核作用。不同小种的单孢菌系间的混合接种繁殖筛选出三个新菌系。新菌系的毒性明显不同于相应的原始菌系,新菌系夏孢于芽管的多核率较原始菌系高,这表明三个新菌系是经异核作用产生的。异核体的多核率随继代接种而降低,但有的菌系的毒性仍保持稳定。在采自陇南自然条件的条锈菌的夏孢子群体中,存在有3核和4核体,感病品种上夏孢子的多核率明显高于抗病品种。这一结果表明小麦条锈菌异核作用在感病品种上的发生机率较在抗病品种上的为高。     

用无性系变异获得抗条锈小麦新品系4-8研究

以永良4号春小麦幼胚为外植体进行组织培养,将获得的愈伤组织经过继代培养、分化培养后获得45株移栽成活的再生植株,通过田间条锈病诱发鉴定选择,获得了抗条锈病小麦种质资源材料4-8。研究结果表明,4-8在田间连续5个世代中均表现对当前流行的条锈菌混合菌系(条中31号、条中32号、水-4、水-5、水-7、水-14)免疫;人工接种鉴定中,在苗期对上述混合菌系表现免疫,成株期分小种和混合菌系鉴定中仍表现免疫,说明通过组织培养获得的小麦种质材料4-8具有稳定遗传的条锈病抗性变异,从而为利用体细胞无性系变异进行小麦抗条锈病新种质创制提供了可能。     

2019—2020年苏浙皖三省小麦叶锈菌群体的致病类型鉴定及毒性结构分析

为持续控制小麦叶锈病及促进小麦的抗叶锈病育种工作,2019—2020年自江苏、浙江和安徽3个省采集自然感叶锈病的小麦病叶,经分离获得小麦叶锈菌单孢分离物,利用43个小麦叶锈病鉴别寄主材料对其致病类型进行鉴定,并对其毒性结构进行分析。结果显示,从170份小麦叶锈菌单孢分离物中共鉴定出67个致病类型,主要致病类型为THS、SHJ、PHS和SHS,出现频率分别为8.8%、7.6%、5.9%和5.9%。江苏、浙江和安徽3个省的单孢分离物对携带抗叶锈基因Lr10、Lr12、Lr22a、Lr22b、Lr29、Lr33、Lr35和Lr36的鉴别寄主材料的苗期毒性频率均超过90.0%,而对携带抗叶锈基因Lr9、Lr24、Lr25、Lr28、Lr38、Lr40、Lr41、Lr42、Lr43和Lr13+3ka的鉴别寄主材料的苗期毒性频率均小于10.0%。卡方检验及Fisher精确检验显示,3个省小麦叶锈菌群体对抗叶锈基因Lr1、Lr2a、Lr3、Lr14b、Lr18、Lr21、Lr26、Lr27+31、Lr32和Lr37的毒力存在显著分化。浙江省小麦叶锈菌群体具有较少的毒性因子（4.73）和毒性值（600...     

美国小麦种质资源IR35抗条锈性评价及遗传分析

2006-2011年对美国小麦种质资源材料‘IR35’进行了抗条锈病评价及遗传分析。结果发现,‘IR35’在苗期、成株期均表现中度抗病,苗期基因推导分析发现该品种含有未知抗条锈病基因;遗传分析表明‘IR35’对条锈菌条中32号的抗病性由1对显性基因控制,对条中33号的抗病性由1对隐性基因控制。‘IR35’可作为小麦抗条锈病资源材料进一步研究利用。     

100个小麦品种资源抗条锈性鉴定及重要抗条锈病基因的SSR检测

了解小麦品种资源对中国条锈菌生理小种的抗病性水平及其所含重要抗条锈病基因,可为合理种植和利用小麦品种提供理论依据。选用中国小麦条锈菌不同生理小种CYR17、CYR32、CYR33和V26及条锈菌混合小种分别对100个小麦品种资源进行苗期和成株期抗条锈性鉴定,并采用SSR分子标记技术检测重要抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr18、Yr24和Yr26。结果表明,在苗期对4个生理小种均表现抗病性的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种;在成株期表现抗病性的有‘Yeoman’、‘兰天1号’、‘小红麦’等88个品种;苗期和成株期均抗病的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种。SSR检测发现,‘贵农22’可能含有Yr5,‘兰天23号’、‘兰天24’号、‘中梁04260’和‘中梁04335’可能含有Yr10,‘Little Joss’和‘中梁5号’可能含有Yr15,‘清农3号’、‘兰天2号’、‘中梁04335’等19个品种可能含有Yr18,检测品种可能均不含Yr24和Yr26。在鉴定中保持稳定抗病性的‘Mos311’、‘兰天15号’等8个品种在抗病品种选育中有重要应用价值。     

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。     

89份河北、山西小麦品种抗条锈性评价及抗条锈病基因检测

为明确北部麦区河北、山西育成品种对中国小麦条锈病的抗性水平及部分已定位抗条锈病基因的分布状况, 利用小麦条锈菌当前优势小种CYR32、CYR33和CYR34对89份来自河北、山西的小麦品种在温室进行苗期分小种抗性鉴定, 在小麦条锈病不同流行区甘肃清水、四川郫县、湖北荆州设置鉴定圃进行成株期抗性鉴定; 采用与部分已知基因紧密连锁的分子标记进行抗病基因检测。结果显示, 苗期仅‘长4640’‘晋麦91号’‘科农2009’3份品种对CYR32、CYR33和CYR34均表现抗性; 在甘肃清水、四川郫县、湖北荆州鉴定圃中抗病材料的比例分别为39.33%、24.72%和58.43%, ‘长4640’和‘晋麦91号’为全生育期抗性。通过6个已知抗条锈基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18 和Yr26 对89份小麦品种进行分子标记检测, 结果表明, 13份品种检测到Yr9标记, 2份检测到Yr18标记, 未检测到Yr5、Yr10、Yr15和Yr26。以上结果表明, 河北、山西小麦品种对越冬菌源基地的条锈菌的抗性水平很低, 同时成株期抗性基因的利用率低, 今后应加强对新抗病基因的利用, 育种过程中尽可能在不同流行区进行异地鉴定。     

甘肃省小麦白粉菌群体毒性及小麦品种苗期抗白粉病性分析

由Blumeria graminis f.sp.tritici引起的小麦白粉病是危害甘肃省小麦安全生产的重要病害之一,分析病原菌毒性结构和抗病基因有效性对于指导白粉病的有效控制具有重要意义。2013年对甘肃省小麦白粉菌群体进行毒性分析结果表明,91个供试菌系中,对Pm1、Pm2、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3d、Pm3e、Pm3f、Pm4a、Pm4b、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm19、Pm33、Pm5+Pm6、Pm4+Pm8、Pm4b+Pm5b和PmEra的毒力频率达到70%以上,已无利用价值;对Pm13、Pm16、Pm21和Pm24的毒性频率在15%以下,尚可利用。选用甘肃省不同毒性谱的单孢堆菌系,对35个甘肃省及国内生产品种(系)进行苗期致病性测定,发现仅有‘绵麦37’具有优异抗病性。供试白粉菌系对‘定西40号’等22个品种(系)的毒性频率达到60%以上,甘肃省及中国生产品种中,苗期抗病品种(系)匮乏。     

中国小麦条锈菌生理小种同工酶分析

 本文首次报道利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析我国小麦条锈菌11个主要流行生理小种及美国小麦条锈菌白化菌系夏孢子提取物中酯酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、谷草酰胺转氨酶、多酚氧化酶的同工酶图谱。结果表明:我国小麦条锈菌不同生理小种具有同工酶表型异质性,而同一生理小种的不同单孢系间或不同地理来源的菌系间同工酶表型相同,即生理小种群体内部可能具有同工酶表型同质性。依据同工酶资料的统计分析结果,将所测的中国小麦条锈菌的11个生理小种划为5个类群:A群(条中8号)、B群(条中10号)、C群(条中17号)、D群(条中19、22、23、25、27、26号)、E群(条中28、29号),它反映出小种间遗传基础的相似性及演化特点。结合对美国条锈菌菌系同工酶测定,并与国外同类研究结果比较,揭示出中国小麦条锈菌具有独特的同工酶表型。同工酶表型分析是研究锈菌毒性变异的一个有力工具,建议建立起中国小麦条锈菌毒性菌系多种同工酶标准图谱,用作研究小麦条锈菌毒性变异和群体遗传学的参照系。     

78个重要小麦品种苗期抗条锈性的聚类分析

选用20个具有不同毒性谱的条锈菌菌系,对78个重要小麦品种材料进行了苗期接种鉴定,以得到的数据为基础,用类平均法对供试小麦品种的抗条锈性进行了聚类分析。鄂恩1号等19个品种被聚在一类,它们具有Yr9或与之相似的抗性;碧玛1号等10个品种被聚在一类,它们具有Yr1或与之相似的抗性;兰天5号等9个品种聚为一类,它们可抗所有供试菌系或仅对1～2个菌系感病;还有些品种被分别聚合为几小类。获知了一批具有未知抗条锈基因或基因组合的重要小麦品种的抗性特点,本结果可为小麦生产品种的合理布局与利用、抗锈育种中抗源的选用以及生产品种抗性变异预测提供重要依据。     

源自陕、甘野生小檗的小麦条锈菌有性生殖后代的毒性分析

 小麦条锈病是我国最具毁灭性的小麦病害之一,其流行常常造成小麦严重减产。种植抗病品种是防治该病害最经济、有效和环保的措施。但是,由于新毒性菌系的出现,抗病品种在种植短短数年内便“丧失”其抗病性。研究证实病原菌毒性变异产生新菌系是导致小麦品种抗病性“丧失”的根本原因。近年来,随着小麦条锈菌转主寄主小檗的确定,发现自然条件下我国小麦条锈菌在野生小檗上可以完成有性生殖。本研究通过对2015年自然发病小檗小麦条锈菌的分离及其单夏孢子堆纯化,利用中国鉴别寄主进行了毒性测定分析。从陕西、甘肃两省的3种感病小檗共分离获得小麦条锈菌菌系8个,其中有1个菌系与已知小种Su11-126的毒性完全匹配,其余7个为新菌系;93个单夏孢子堆群体可分为47个不同的致病类型,包括14个已知小种类型,33个新小种类型;有56个菌系与已知小种的毒性完全匹配,37个为新小种。本研究再次获得了条锈菌自然条件下存在有性生殖并因此导致新菌系产生的证据,证实了野生小檗在我国小麦条锈菌的生活史和病害循环中具有作用。     

感染“中四”小麦条锈菌T4新菌系的寄生适合度研究

 为预测T4新菌系在我国未来小麦条锈菌的流行趋势,本研究以高感品种铭贤169为试材,以我国条锈菌5个主要流行小种（菌系）CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4为对照,采用主成分分析法测定了T4新菌系的寄生适合度。结果表明：在供试菌系范围内,决定其寄生适合度属性的3个主成分依次为条锈菌的侵染能力、扩展能力和产孢能力(繁殖力);通过建立数学模型计算供试菌系的侵染能力、扩展能力和产孢能力,结果表明：CYR33和CYR32相对寄生适合度较高,Su11-4的寄生适合度居中,CYR31及CYR29其寄生适合度较低,而感染“中四”苗期的新菌系T4,相对寄生适合度最低。结合该菌系对我国目前推广品种和后备品种致病性和毒性结果分析,该菌系在今后一段时间内不会成为我国小麦条锈菌的优势菌系。     

小麦条锈菌毒性新菌系研究初报

从田间采集的标样中,首次分离到对具抗病基因(Yr3b、4b)的小麦品种Hybrid4b有稳定毒力的条锈菌菌系。该菌系毒性基因谱宽于条中29号,其致病范围比当前流行小种更广泛,对我国的重要生产品种和主要抗源有较强的苗期和成株期致病性。建议加强对毒性新菌系流行预测研究。     

纳米银对小麦条锈菌的抗菌效应研究

以小麦条锈病感病品种"铭贤169"幼苗为材料,在接种小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)CYR32前后不同时间点对小麦叶面进行不同浓度的纳米银(AgNPs)药剂处理,以接种13d后的产孢率和产孢抑制率考查纳米银对小麦条锈菌的抗菌效应。结果表明,纳米银可显著抑制小麦条锈菌CYR32在小麦幼苗叶片上产孢。在0.5~4μg/mL的4个浓度水平中,0.5μg/mL AgNPs对小麦条锈菌的抑制率最高;在接种前1 d,接种后4 d、8 d和12 d的4个喷药时间中,接种后第4 d喷药对小麦条锈菌的抑制作用整体上最好。总的来说,纳米银试剂有良好的抑菌防病效果,具有开发成新型杀菌剂的良好潜力。     

中国西北地区禾谷类条锈菌群体的毒性结构分析

为明确中国西北地区大麦条锈菌群体的毒性结构及其与小麦条锈菌的交流程度,采用"Flor基因对基因"假说,对采自甘肃省的398份小麦条锈菌标样和采自甘肃、青海及四川省的67份大麦条锈菌标样进行毒性测定、致病类群及专化型分析,同时对侵染大麦的小麦条锈菌标样进行致病范围测定。结果表明,大麦条锈菌与小麦条锈菌对17个小麦条锈病近等基因系材料均致病,其中,小麦条锈菌对近等基因系的13个抗性基因的毒性频率在56.82%及以上,而大麦条锈菌仅对1个抗性基因的毒性频率达到56.82%以上。通过对2个条锈菌专化型群体进行致病类群分析,发现二者都含有贵农22、水源11、杂46及中四致病类群,表明大麦条锈菌与小麦条锈菌的毒性结构有较大差异,但2个专化型之间有毒性交流,贵农22类群在小麦条锈菌和大麦条锈菌专化型群体中均占第一位。利用100份甘肃省小麦条锈菌对大麦进行致病性测定,发现有10.00%的小麦条锈菌能够侵染西北地区的大麦主栽品种。     

2010-2011年小麦条锈菌群体的温度敏感性与毒性及遗传多样性的关系

为了明确小麦条锈菌毒性、遗传多样性以及温度敏感性三者之间的关系,本研究利用21个已知抗条锈病基因近等基因品系对2010-2011年生长季采自6个省市78株已知温度敏感性(ET50)的小麦条锈菌群体进行毒性鉴定,并利用AFLP技术对其进行遗传多样性分析。苗期毒性鉴定结果表明,不同省市小麦条锈菌群体的毒性基因多样性存在一定差异,甘肃菌株群体毒性多样性指数H值最高,为0.269 3,云南菌株群体最低,为0.150 4。遗传多样性结果显示,6省市小麦条锈菌群体遗传多样性指数H值范围在0.125 5~0.165 3之间,遗传一致度GI为0.964 7~0.987 2,遗传距离GD为0.012 9~0.036 0。三者的相关性分析表明,条锈菌群体毒性多样性与平均ET50显著负相关,与ET50变异系数正相关,而与遗传多样性没有显著的相关关系。