甘肃、青海地区小麦条锈菌监测及群体遗传多样性分析

【目的】了解甘肃和青海小麦条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）春季流行传播路线、群体遗传多样性和生殖模式,明确春季流行期两省小麦条锈菌的传播关系及菌源交流规律,进而为两省小麦条锈病的预测预报、确定越夏初始菌源来源和有效治理提供理论依据。【方法】选择条锈病常发生的地区作为调查和研究区域。甘肃省4个试验点：陇南市文县、陇东平凉市崆峒区、中部麦区定西市临洮县、临夏州临夏县;青海省2个试验点：西宁市城北区、海东市互助县。2017年秋季,在甘肃和青海省6个试验点内根据当地小麦播种适期依次种植82份变异观察圃材料。2018年4—8月,对试验点82份变异观察圃材料进行田间病害调查,并采集到551份小麦条锈菌标样,使用15对引物进行SSR分子标记分析。利用GenAlEx和POPPR v2.5.0软件对数据进行相关分析, 不显著的rbarD值表示连锁平衡,用于推断群体是否发生有性重组。【结果】82份变异观察圃材料在甘肃地区发病比青海地区严重。15对引物组合共扩增出81个位点,每对引物组合产生的多态性位点为2—12个。551份样本克隆矫正后,共鉴定出505个多位点基因型（MLG）,其中仅有32个MLG被克隆并进行了2—6次重新采样。甘肃和青海群体总的基因型多样性（G=0.917）较高,其中,甘肃平凉群体的最高,青海互助群体次之,甘肃临洮群体最低。小麦条锈菌的遗传变异主要在各群体内部个体之间。春季流行期,菌源在各群体之间交流频繁,青海东部（互助和西宁）群体与甘肃（平凉和临夏）群体之间的基因流高于青海（互助和西宁）群体与甘肃文县群体之间的基因流。最小时空网络图（MSN）和非参数主成分分析（DAPC）表明青海互助和西宁的群体与来自于甘肃平凉和临夏的群体之间菌源关系最密切,差异最小;与临洮群体遗传距离相对较远且临洮群体相对独立;文县群体则是一个完全独立的群体,与其他5个群体之间的差异最大。连锁不平衡分析表明,甘肃文县、临夏和青海西宁群体存在不显著的rbarD值表示连锁平衡,是有性生殖群体,其中文县群体（rbarD=0.0139,P=0.186）显示出明显的有性重组特征。【结论】小麦条锈病春季流行期,甘肃地区与青海东部地区的传播路线以甘肃平凉、临夏到青海的传播为主,甘肃文县到青海的传播为辅。甘肃文县、临夏和青海西宁3个群体存在有性生殖现象,对甘肃、青海地区条锈菌丰富的遗传多样性的形成具有一定作用。     

小麦条锈病菌新菌系G22-9(CYR34)和G22-14流行趋势预测

为预测小麦条锈病菌新菌系G22-9(CYR34)和G22-14的未来流行趋势,科学指导小麦抗病育种及条锈病治理,采用常规鉴定法于2009—2016年对甘肃省2 330份小麦条锈病菌标样进行了生理小种鉴定及消长动态监测,并对G22-9(CYR34)和G22-14的致病性及寄生适合度进行了测定。结果发现:新菌系G22-9(CYR34)和G22-14在甘肃省的出现频率加快,已从2009年的0分别上升到2016年的34.85%和6.43%,其中G22-9(CYR34)已发展为甘肃省第1位流行生理小种。与主流生理小种CYR32和CYR33相比较,G22-9(CYR34)和G22-14具有毒性谱宽、致病力强、寄生适合度高、哺育品种多等特点。建议在甘肃省特别是小麦条锈病常发易变区的陇南麦区,针对新菌系的出现,及时调整小麦品种布局及育种目标,以持续控制条锈病的发生流行。     

冬小麦品种‘兰天23号’苗期抗条锈性遗传分析

2014年在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室,进行了‘兰天23号’/‘铭贤169’组合的亲本及其F1、F2、BC1代对条锈菌主要流行小种CYR32、CYR33及新菌系G22-9的遗传分析。结果表明,接种CYR33,F2代植株抗感分离比为144R∶54S,符合3R∶1S的理论比值;接种CYR32,F2代植株抗感分离比为62R∶22S,符合3R∶1S的理论比值;接种G22-9,F2代植株抗感分离比为85R∶24S,符合3R∶1S的理论比值;F1代植株对供试菌系均表现免疫,BC1代植株抗感分离比均符合1R∶1S的理论比值,表明‘兰天23号’对3个供试条锈菌系的抗病性均由1对显性抗性基因控制。通过系谱分析推知,该抗病基因来源于抗病亲本‘SXAF4-7’。     

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。     

竹叶酵素制备及其在土壤改良中的应用

试验研究了竹叶酵素的制备过程及其对碱性化竹林土壤的改良效果。结果表明：竹叶酵素的酸度较高,固相部分pH值为3.77~4.95,液相部分pH值为3.45~4.03,并含有较为丰富的营养物质;碱性土壤施入酵素后,土壤pH值明显降低,土壤养分含量增加,土壤改良效果显著;竹叶酵素还具有延长竹叶绿期、促进竹株生长的作用。竹叶酵素是一种绿色、环保、低成本的土壤改良剂,可在生产中推广应用。     

越橘叶片转录组SSR发掘及其多态性研究

对高丛越橘品种‘布里吉塔’叶片转录组序列进行了简单重复序列（SSR）位点搜索和分析,发现了22 058个SSR位点,总发生频率为21.32%。SSR重复类型以二核苷酸发生频率最高（77.70%）,三核苷酸次之（21.45%）。选用53对SSR引物在8个越橘属植物中进行PCR扩增,筛选出15对条带清晰且能稳定扩增的SSR核心引物。使用核心引物对39份越橘属种质进行分析,有效等位基因数最大值为7.11（VcSSR19）,最小值为1.41（VcSSR41）,平均值为3.90。香农多样性指数变化范围是0.64 ~ 2.31,平均值为1.55。观察杂合度和期望杂合度的变化范围分别是0.050 ~ 0.900和0.293 ~ 0.870,平均值分别为0.457和0.677。使用5对引物可以完全区分39份种质中的38份。南高丛越橘品种‘莱格西’和‘蓝雨’与蔓越橘品种、越橘属野生种具有更近的亲缘关系,是与野生种进行杂交育种的合适种质。     

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。     

大麦条锈菌专化型鉴定及其致病性初步分析

【目的】对2012年采自甘肃省和青海省大麦(青稞)上的条锈菌进行了专化型鉴定和致病类型测定,并选用甘肃省和青海省的16份大麦上的条锈菌和11份小麦上的条锈菌对27份大麦品种进行了苗期致病性测定.【方法】采用涂抹接种及撒孢子粉接种的方法.【结果】16份大麦条锈菌标样均为大麦条锈菌小麦专化型,其致病类型鉴定为贵22-9、贵22-56、贵22-82、贵22-91、水11-13、水11-13(中四感)、水11-102、水11-157、水11-200、水11-203和小麦条锈菌5个未归类型。大麦条锈菌对大麦品种‘果洛’‘藏青25’‘昆仑1号’‘康青3号’‘昆仑12号’的毒性频率分别为56.25%、37.50%、25.00%、62.50%、21.43%,小麦条锈菌对大麦品种‘果洛’‘藏青25’‘昆仑1号’‘康青3’‘昆仑12号’的毒性频率分别为36.36%、18.18%、54.54%、45.45%、9.09%.【结论】大麦品种‘果洛’‘康青3号’‘藏青25’‘昆仑1号’和‘昆仑12号’可被采自大麦和小麦上的条锈菌侵染,为共同感病寄主.     

223份小麦农家品种田间抗条锈病性评价及抗病基因分子检测

为发掘更多的小麦条锈病抗性种质资源,了解小麦抗条锈病性基因在甘肃省小麦农家品种中的分布状况,选用甘肃省223份小麦农家品种,采用人工接种与自然诱发相结合的方法于2015—2017年进行了连续2个小麦生长季的成株期抗条锈病性鉴定与评价,并利用已知的6个Yr基因分子标记对其进行抗条锈病性基因类型检测。结果显示,在供试的223份小麦农家品种中,成株期表现抗病的有50份,占总数的22.42%,其中表现免疫、高抗和中抗的分别有42、3和5份,分别占总数的18.83%、1.35%和2.24%;有99份品种具有慢条锈病特性,占总数的44.39%。Yr基因分子标记检测结果表明,可能携带Yr26、Yr9、Yr5、Yr10、Yr15和Yr18的小麦农家品种分别有112、8、92、12、77和22份,分别占供试材料的50.22%、3.59%、41.26%、5.38%、34.53%和9.87%;有41份品种未检测到供测的6个抗条锈病性基因。     

荞麦壳水不溶性膳食纤维提取工艺的优化

[目的]确定化学浸提法提取荞麦壳水不溶性膳食纤维的最佳工艺参数,为合理利用养麦壳资源提供参考依据.[方法]采用化学浸提法对荞麦壳水不溶性膳食纤维进行提取,探讨料液比、碱解时间、碱解温度和NaOH浓度对水不溶性膳食纤维提取率的影响,并采用正交试验设计优化提取工艺.[结果]NaOH浓度对水不溶性膳食纤维提取的影响最大,其次是碱解温度和碱解时间,料液比影响最小;化学浸提法提取荞麦壳水不溶性膳食纤维的最佳工艺条件为:料液比1.0∶15.5,碱解时间60 min,碱解温度45℃,NaOH浓度4%.从荞麦壳中提取的水不溶性膳食纤维持水力300.25g/g,膨胀力5.57 mL/g,色泽为焦黄色,可用作食品添加剂.[结论]化学浸提法能有效提取出荞麦壳水不溶性膳食纤维,且方法简单、可控、耗时短,适用于工厂化大规模生产,但必须控制好NaOH浓度.