云南省小麦条锈菌不同地理亚群体的遗传结构分析

为明确云南省小麦条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst）在不同地理环境下的群体遗传结构,通过3种不同地理亚群体划分方式,即以县域（Group C）、区域（Group R）和海拔（Group E）对云南省537个Pst单孢系进行不同层次的群体划分,并利用12对SSR引物对其进行遗传多样性和群体遗传结构分析。结果显示,云南省Pst的遗传多样性水平在Group C的亚群体之间差异最大,且来自滇中及滇东北地区的Pst群体的遗传多样性较高。Group R和Group E的亚群体基因流及遗传分化结果表明,云南省Pst菌源交流频繁、遗传分化较小。系统进化树分析结果显示,滇东北与滇中Pst群体类似,滇东南与滇西Pst群体类似。Pst遗传组分呈现出由东向西、由北向南和自低海拔向高海拔变化的趋势,与云南省自东南向西北逐渐攀升的地形及地势吻合。Mantel检验结果表明地理距离与遗传距离不存在相关性,在8个县域亚群体、2个区域亚群体检测到有性生殖。表明来自滇中和滇东北地区的Pst群体具有更高的遗传多样性,地理隔离可能是滇西地区遗传多样性较低的成因,遗传分化发生在...     

西藏林芝与内地小麦条锈菌分子群体遗传结构及菌源关系

 2009-2010年春季,先后从甘肃、四川、陕西和西藏四省的29个县(市)采集到1 391份小麦条锈病标样,繁殖获得961个菌株,利用SSR分子标记进行群体遗传分析结果表明:甘肃天水、平凉和陇南,陕西宝鸡及汉中,四川阿坝和广元等地条锈菌的遗传多样性比较丰富,而四川宜宾及凉山、西藏林芝的遗传多样性水平相对较低。利用Arlequin软件中的AMOVA方法分析结果表明,小麦条锈菌的遗传变异主要存在于群体内部。内地各种群之间菌源交流频繁(Nm＞4),西藏与内地菌源交流很少(Nm＜1)。采用Structure及聚类分析表明,陕西宝鸡与甘肃平凉间,陕西汉中、甘肃陇南、甘肃天水及四川广元间,存在着频繁的菌源交流关系,四川宜宾和凉山与四川阿坝、陕西汉中和甘肃陇南间存在着菌源交流关系。而西藏与内地间几乎没有菌源交流。初步认为西藏林芝小麦条锈菌可能是一个相对独立的遗传群体。     

中国小麦条锈病菌CYR32和CYR33的毒性及基因型多样性

为明确我国小麦条锈病菌当前主要流行生理小种CYR32和CYR33的毒性及基因型特征,从全国11个省(区)随机选取29个CYR32菌株和39个CYR33菌株,利用近等基因系及辅助鉴别寄主对其进行毒性鉴定,利用SSR分子标记技术对其进行基因型分析,并对其进行聚类分析。结果显示,CYR32和CYR33菌系各有17种毒性表型,而且在抗病基因Yr2、Yr17、Yr27、Yr32、Yr43、Yr Sp、Yr Exp2、Yr28、Yr V23上都发生了毒性分化,CYR32和CYR33菌系的多样性指数分别为0.089、0.097;CYR32和CYR33菌系的香农信息指数均值分别为0.44和0.45;当相似性系数为0.93时,CYR32和CYR33菌系分别被聚为5个和8个毒性类群;当相似性系数为0.84时,CYR32和CYR33菌系分别被聚为10个和16个基因型类群。表明在中国鉴别寄主上具有相同毒性谱特征的CYR32和CYR33菌系在近等基因和SSR分子标记中发生了不同程度的毒性和基因型分化。     

甘肃省甘谷县小麦条锈菌群体遗传结构分析

为明确我国小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici主要越夏地区的群体遗传结构及演变情况,利用SSR荧光检测技术,对甘肃省甘谷县2013—2015年期间连续5个小麦生长季采集的141株小麦条锈菌单孢系基因组DNA进行分子标记分析,对小麦条锈菌季节亚群的遗传多样性进行分析。结果表明,甘谷地区小麦条锈菌的遗传多样性丰富,有效等位基因数为1.71,Shannon信息指数为0.66,2014年秋季(2014A)亚群体的基因型多样性低于其余亚群体。分子变异方差分析结果显示,小麦条锈菌季节亚群体间变异仅占21%,变异主要出现在亚群体内部,表明甘谷地区各季节亚群体间遗传分化水平差异较小,小麦条锈菌群体在一个小范围内基本能维持稳定状态。主坐标分析(PCoA)、遗传分化、基因流以及共享基因型分析均表明2014年秋季(2014A)亚群体的遗传结构与相邻季节亚群体存在一定差异,表明越夏过程对甘谷地区个别年份小麦条锈菌群体周年稳定性造成较大的影响,越冬过程对小麦条锈菌群体的影响相对较小,春季受外来菌源干扰的可能性较低。     

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。     

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。     

甘肃南部小麦白粉菌群体的毒性及多基因片段分析

 为了解甘肃小麦白粉病菌的毒性变化动态及其群体遗传结构,利用毒性监测及多基因家系法,对采自甘肃省大陇南地区陇南、天水两市的49个小麦白粉菌的单孢子堆分离物进行群体遗传结构研究。毒性监测结果显示:供试菌株对抗病基因Pm12、Pm16、Pm18、Pm21的毒性频率均低于10%,表明上述抗病基因可以在育种和生产中继续使用;近些年定名的抗病基因Pm23、Pm25、Pm30、Pm34、Pm35的毒性频率为35%～95%,并在陇南、天水两市间存在差异,说明这些基因的利用需要慎重;对Pm4b的毒性频率已大幅度上升;在相似系数为0.752时,除11号菌株之外,其余聚为四类。选择AOX、EFA、PKA、PPA、TUB五个基因片段对供试菌株的多基因家系分析表明:基因序列聚为两类,病菌在陇南、天水两市间及各县市间存在传播。甘肃省大陇南地区病菌毒性多态性较高;白粉菌在各地区间存在交流的同时,也存在一定的独立进化。     

小麦-滨麦易位系M8657-1抗条锈病基因遗传分析和分子标记

 M8657-1, one of the wheat translocation lines derived from Leymus mollis Trin. Hara, is possessed of effective resistance at all stages to Su-ll and other dominant races of Puccinia striiformis f. sp. tritici in China. Seedlings of the parents, F₁, and F₂ progeny derived from the cross of M8657-1 (resistant) Mingxian169 (susceptible) were inoculated with Su-ll in greenhouse to identify and map the probable new stripe rust resistance gene. The results suggested that the stripe rust resistance in M8657-1 was conferred by a pair of recessive genes. Simple sequence repeat (SSR) technique was used to detect molecular marker associated with the resistance gene:208 pairs of wheat SSR primers were used to screen the two parents, as well as resistant and susceptible bulks and then three SSR markers were selected for genotyping the F₂ population. The geue, temporarily designated as YrLml, was found to be located on the chromosome 7DL and flanked by three SSR markers GDM67, WMC150 and WMC671, with the genetic distance of 5.0, 9.7 and 11.8cM, respectively.     

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。     

2010-2012年甘肃省小麦条锈病菌生理小种变化动态监测

小麦条锈菌新小种的产生并成为优势小种是造成品种抗锈性丧失及历次条锈病大流行的先决因素。为了系统监测小麦条锈菌生理小种的变异,对2010-2012年采自甘肃省28个县（市）的1 008份小麦条锈菌标样进行了鉴定。结果表明：2010、2011和2012年分别监测到30、23和25个生理小种和致病类型,优势小种仍为CYR33和CYR32,其中CYR33出现频率分别为19.06%、29.88%和16.29%;CYR32出现频率分别为24.49%、16.69%和30.57%;其次为2010年首次监测到的感染‘贵农22’的新致病类型G22-9,其出现频率分别为2.81%、7.99 %和10.86%,在2012年已上升为继CYR33和CYR32之后的第三位小种类型;同时在2011年监测到新致病类型G22-14,其出现频率也较高,分别为7.40%和2.57%。感染‘贵农22’新菌系的出现及扩展,标志着我国小麦条锈菌群体结构又一次发生重大变异,应引起育种和推广部门的高度重视。     

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。     

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。     

小麦条锈菌细胞质效应子Hasp8抑制植物基础免疫

为明确小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici效应子Hasp8的功能,以小麦条锈菌CYR31侵染水源11小麦叶片的cDNA为模板,通过PCR技术扩增获得Hasp8基因的完整编码区序列,采用qRTPCR技术测定Hasp8基因的表达情况,利用农杆菌介导马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)瞬时表达体系在烟草上验证Hasp8基因是否能够抑制由Bax蛋白诱导的细胞坏死,将Hasp8基因构建到pCAMBIA1302载体用于在烟草上瞬时表达Hasp8进行亚细胞定位以明确该效应蛋白的作用空间;并将Hasp8基因构建到p EDV6载体上用于荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens介导的瞬时表达系统以明确该效应蛋白是否能够抑制病原相关分子模式引发的免疫反应和效应蛋白诱导的免疫反应。结果表明,Hasp8基因编码117个氨基酸,N端含22 aa的信号肽;qRT-PCR结果显示,Hasp8基因在小麦条锈菌CYR31侵染小麦水源11的早期上调表达。烟草瞬时表达Hasp8基因能够抑制由Bax诱导的细胞坏死;烟草上亚细胞定位发现效应子Hasp8...     

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。     

不同海拔对天水市小麦条锈菌夏孢子萌发的影响

为明确不同海拔对天水市小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici夏孢子萌发的影响,于显微镜下观察天水市低、中、高海拔地区小麦条锈菌夏孢子在不同温度下的萌发及融合情况,并对与夏孢子萌发相关的温敏基因的表达水平进行测定。结果显示,低海拔和中海拔地区的小麦条锈菌夏孢子的最适萌发温度为9℃,萌发率分别为64.72%和54.21%,高海拔地区的小麦条锈菌夏孢子的适宜萌发温度在12～16℃之间,平均萌发率为59.09%;高海拔和低海拔地区小麦条锈菌夏孢子都存在芽管融合和孢子融合现象,其中高海拔地区小麦条锈菌夏孢子的异核率为6.13%,超过了其无性阶段变异的阈值1%。与夏孢子萌发相关的10个温敏基因在不同海拔地区小麦条锈菌夏孢子中的表达趋势不同,其中,与能量代谢相关的葡萄糖转运蛋白基因和低亲和力磷酸转运蛋白基因在高海拔地区小麦条锈菌夏孢子中的表达量高于低海拔地区小麦条锈菌夏孢子,与毒性变异相关的易化因子超家族（major facilitator superfamily,MFS）转运蛋白基因在高海拔和低海拔地区小麦条锈菌夏孢子中的表达模式均呈上升趋势。表明由于海拔...     

许彦平等：甘肃河东地区小麦条锈病菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）越夏气候区划

为明确气候变化等环境条件对小麦条锈病菌越夏区域和海拔高度的影响,采用修订的小麦条锈病菌越夏气象指标,即夏季最热8 d平均气温为主导指标、期间大气相对湿度为辅助指标,利用地理信息系统（GIS）,进行甘肃河东小麦条锈病菌越夏气候区划研究。结果表明,甘肃河东地区小麦条锈病菌可越夏范围向西向北有所扩展、海拔高度下限有所下降。陇中北部、陇中南部、陇东高原、六盘山区、陇南北部、陇南南部可越夏海拔高度下限分别为1 700、1 400、1 200、1 200、1 100 m和2 000 m,与二十世纪80年代相比,分别下降了600、200、200、200、500 m和500 m,区域范围向西向北扩展到了陇中北部和甘南州等地。可越夏区以上涉及国土面积达到了近790多万公顷（hm²）,占区域总面积的79%。     

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。