潜育期小麦条锈菌的高光谱定性识别

小麦条锈病的发生流行严重影响小麦的生产安全,其早期的监测预警对病害发生的防控具有重要作用。本研究利用Hand Held 2地物光谱仪获取不同浓度小麦条锈菌胁迫下的潜育期小麦冠层高光谱数据,基于定性偏最小二乘(discriminant partial least squares,DPLS)、人工神经网络(artificial neural networks,ANN)和支持向量机(support vector machine,SVM)3种方法建立识别潜育期小麦条锈菌的模型,并分析接菌间隔日、建模比及光谱特征的差异对模型效果的影响。结果显示,在全波段(325~1 075 nm)建模,SVM识别效果优于ANN,而ANN优于DPLS,其中以一阶导数为光谱特征所建模型识别效果最优,在不同建模比下其识别准确率均可达到100.00%。     

基于偏最小二乘法的小麦条锈病潜育期冠层高光谱分析

为能够找到更快速、高效的监测早期小麦条锈病的方法,通过获得在0.2、0.1、0.05 mg/m L三种不同浓度小麦条锈菌胁迫下的潜育期小麦冠层光谱数据,利用定性偏最小二乘法建立小麦条锈病潜育期小麦叶片冠层光谱识别模型并分析在3类不同光谱特征(波段、变量、建模比)下的模型准确性及适应性。结果表明,在325~1 075 nm波段内,以伪吸收系数二阶导数[log10(1/R)_2nd.dv]为光谱特征所建模型的平均准确率最高,训练集为97.89%,测试集为92.98%,可优先作为建模时备选的变量参数;在不同波段范围所建模型中,在925~1 075 nm波段内,以伪吸收系数的一阶导数[log10(1/R)]为光谱特征所建模型的平均准确率最高,训练集为98.27%,测试集为94.33%,可优先作为建模时备选的波段范围。表明利用冠层高光谱特征可以实现对小麦条锈病潜育期的定性分析,是一种能早期监测小麦条锈病的无损高效方法。     

基于2002-2012年气象数据的中国小麦条锈病菌越夏区划

为了解气候变暖对我国小麦条锈病菌越夏的影响,本研究基于2002—2012年间691个气象站点7、8月份连续最热10 d均温低于越夏临界温度22℃或23℃的年概率,比较了ArcGIS中反距离权重法、局部多项式插值法、径向基函数法和普通克里格法4种插值方法对我国小麦条锈病菌越夏区划的影响,采用指数模型和球状模型下普通克里格插值法进行了条锈病菌越夏区划;以2002—2012年间7、8月份连续最热10 d的平均温度均值作为区划指标,利用ArcGIS的指数模型和球状模型下普通克里格法进行了高程插值。结果表明,2002—2012年每年的7、8月份连续最热10 d均温低于越夏临界温度的年概率在20%以上的地区可以认为是我国小麦条锈病菌的越夏区,年概率在5%~20%的区域可以视为越夏过渡区,年概率在5%以下的地区可以视为不太适合小麦条锈病菌越夏的区域。表明小麦条锈病菌越夏区仍主要集中于我国西北、川西北地区,但越夏范围有一定缩减。     

平凉市小麦条锈病发生流行趋势预测模型研究

通过对平凉市25年(1984～2008年)的小麦条锈病病情和气象资料综合分析,筛选出影响本市小麦条锈病越夏菌量、秋苗发病、翌年春季流行趋势的主要因子,并应用逐步回归方法建立了本市小麦条锈病越夏菌量、秋苗发病、翌年春季流行趋势预测模型.回测结果表明,模型预测准确率达73.9%～82.6%.对准确预测小麦条锈病短、中、长期发生流行趋势,指导当地乃至全国冬麦区适期开展综合治理、及时控制其为害,有着重要的作用.     

平凉市小麦条锈病越冬菌源分布区域勘定及主要影响因子研究

通过多年调查研究, 明确了甘肃省平凉市小麦条锈病菌越冬区域为海拔1 980 m以下的小麦种植区, 主要越冬区域在海拔1 750 m以下; 在对该市27年小麦条锈病历史资料系统分析的基础上, 研究筛选出了当年秋苗发病程度、冬季11月-翌年2月降水总量、翌年1月份平均气温、翌年1月31日前积雪日数等小麦条锈病越冬菌量的主要影响因子, 采用多元逐步回归方法组建了当地小麦条锈病越冬菌量预测模型, 回测准确率为72%, 对开展其综合治理有积极的指导作用。     

SIMYR—小麦条锈病流行的简要模拟模型

 把小麦条锈病(Puccinia striiformis West)的侵染过程划分成传染、潜育期(和显症)以及病斑扩展等三个主要环节,分别进行了试验和试验数据的统计分析,通过逐步回归建立了根据有关气象因素预测日传染率的回归方程,用逻辑斯谛模型根据有效积温预测显症率,分三阶段确定病斑产孢面积日增量,采用FORTRAN Ⅳ语言编成小麦条锈病流行的电子计算机模拟模型SIMYR,它由一个主程序和五个子程序组成。
用未参加组建本模型的田间病情数据对模型进行了初步检验,认为其结构基本合理,并以不同初菌量、不同品种抗病性和不同药剂防治时期进行了模拟试验。对这一模型现存的问题和改进途径也进行了讨论。     

平凉市小麦条锈病越夏菌源分布区域精准勘测及主要影响因子研究

通过多年调查研究,明确了当地小麦条锈病菌主要越夏寄主、越夏方式和越夏菌源量的影响因子,精准界定了越夏菌源分布区域;通过对历史资料系统分析,研究筛选出了主要相关因子,采用多元逐步回归方法组建了当地小麦条锈病越夏菌量预测模型,回测准确率为73.91%,对开展其综合治理有积极的指导作用。     

商洛市小麦条锈病发生特点及测报技术探讨

2001年以来,小麦条锈病在商洛市重发流行的频次较20世纪80年代至90年代末显著增多,给当地小麦生产带来严重威胁。通过对商洛市不同时期、不同气候区域小麦条锈病的发生规律和流行特点的总结与分析,提出基于气象分析在小麦条锈病的中、长期预报中存在局限性,要提高数值化预报准确率,需要对病害调查数据进行统一标准化,达到调查数据根据需要在不同流行区域之间、不同预报水平上进行统计分析。针对商洛市不同时期病害的发生特点,提出越冬及早春菌源扩散区在测报防治中地位突出,在准确掌握越冬及早春菌源扩散区的基础上,开展春季关口前移防治。     

小麦条锈菌生理小种动态预测

为定量预测小麦条锈病菌小种变化,通过田间小种圃人工接种试验、品种抗病性鉴定历史数据分析和专家评估等三种方法,获得了在中国多年栽种的192个小麦品种与24个小麦条锈病菌生理小种或菌系的接近实际的相对寄生适合度数据。以其为主要参数,结合历年不同小麦品种种植面积构建了多品种-多小种互作模型Cultivar-Race Dynamics Mode(CRDM)。该模型用VB6.0语言可视化编程,输入某年小麦条锈病菌各小种频率就能输出未来若干年各小种的频率。初步检验结果表明,此模型结构虽简单,但可以大体预测小种变化趋势。同时就模型的改进和条锈菌小种预测问题也进行了讨论。     

关中西部小麦条锈菌贵农22致病类群的监测

正小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis West.f.sp.tritici Eriks.Henn.)引起的气传病害,是我国和全世界最重要的病害之一。一般年份可造成小麦减产10%~30%,流行年份减产50%~60%,甚至绝收。小麦条锈病是大区流行性病害。陕西地处越夏菌源基地和黄淮海冬麦区的地理接合地域,是条锈病流行的重要"桥梁"地带~([1])。早期研究认为甘     

小麦条锈病生防菌株的筛选、鉴定及其防治效果

为获得对小麦条锈病具有生防潜力的菌株,通过土壤稀释法和皿内拮抗法分离筛选对小麦条锈菌Puccinia striiformis f.sp.tritici（Pst）有良好拮抗作用的菌株,基于形态学观察、生理生化特性和16S rDNA系统发育分析对其进行分类鉴定,测定其抑菌活性、抑菌谱及生防特性,并通过盆栽试验进一步验证其生防潜力。结果显示,筛选出1株菌株XH可以显著抑制Pst夏孢子萌发,结合形态学和分子生物学特征将其鉴定为直丝紫链霉菌Streptomyces rectiviolaceus;菌株XH发酵滤液对Pst夏孢子的萌发抑制率为94.36%,致死率达91.53%,且该菌株对测试的7种常见植物病原菌均有抑制作用,可以分泌淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶和嗜铁素,具有固氮作用;盆栽试验结果显示,菌株XH的菌体悬浮液和发酵滤液可显著降低小麦叶片的Pst侵染量,对小麦条锈病的防治效果分别为54.26%和67.22%。表明菌株XH作为小麦条锈病生防菌株具有较好的开发应用潜力。     

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。     

小麦条锈病抗病遗传及菌源基地基因布局研究进展

小麦条锈病是世界范围内严重影响小麦生产安全的重要病害。我国是世界上最大的小麦条锈病流行区,自成独立的流行体系。培育和种植抗病品种是防治病害最有效的措施。然而,小麦品种对条锈病的抗性常常由于病菌新小种的产生而丧失,这既是一个重大科学问题,也是一个亟待研究解决的生产实际问题。如何有效、合理地利用小麦的抗病性,植病学家和育种学家进行了一个多世纪的研究与探索,提出了各种理论与策略,开展了各种实践与探索。该文就小麦抗条锈病遗传及其基因布局研究进展进行综述,主要包括抗性鉴定评价、抗病基因发掘与利用、数量抗性位点定位、抗病基因克隆与功能解析、近等基因系创建与应用,以及抗源创制、抗病生态育种和大区基因布局等,并对深入开展抗条锈病基因发掘与利用和大区基因布局进行展望,以期为抗病育种和病害持续治理提供参考。     

小麦品种天选43抗条锈性遗传分析及抗病基因的分子标记

 天选43是由8845-01-01-1-1和抗源材料贵农22杂交选育而成的普通小麦品种,对我国目前所有条锈菌生理小种均表现良好抗性。为明确其抗条锈性遗传基础,本研究选用当前条锈菌流行小种CYR32和CYR33,对天选43与感病品种铭贤169杂交F₁、F₂和F₃代群体进行遗传分析,同时应用460对SSR引物对接种CYR32的天选43/铭贤169 F₂代150个单株群体进行抗病基因定位。结果表明,天选43对CYR32抗性由1对显性基因控制,而对CYR33抗性由1对隐性基因控制。筛选到10个与抗CYR32基因连锁的SSR标记Xwmc134、Xgwm413、Xbarc187、Xwmc406、Xcfd65、Xgwm18、Xbarc181、Xbarc137、Xwmc419和Xgwm230,两侧距离目的基因最近的标记为Xgwm18和Xgwm413,遗传距离分别为0.8 cM和3.4 cM,并初步将其抗病基因定位于小麦染色体1BS上,暂命名为YrTx43。基因来源、抗病遗传分析、分子标记检测及染色体位点分析表明,YrTx43很可能是与Yr24、Yr26具有等位性的抗条锈基因。     

Temperature adaptation in Australasian populations of Puccinia striiformis f. sp. tritici

Stripe rust, caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici, is one of the major fungal pathogens of wheat. A new pathotype was introduced to Australia in 2002 and several derivative pathotypes were detected in subsequent seasons. It has been suggested that the severity of stripe rust outbreaks in Australia since 2002 could be as a result of traits other than virulence in the pathogen population. This study was conducted to investigate the hypothesis that the stripe rust pathogen population dominant in Australia since 2002 was better adapted to warm temperature conditions compared to previous pathogen populations. Sixteen pathotypes were selected to examine the influence of two contrasting temperature regimes during the 24 h incubation (10°C and 15°C) and the subsequent post‐inoculation (17°C and 23°C) periods on latent period and infection efficiency on four susceptible wheat cultivars. In addition, the effect of two contrasting incubation temperatures on urediniospore germination was examined. The results indicated that pathotypes of P. striiformis f. sp. tritici detected after 2002 did not show evidence of adaptation to high temperatures, which suggests that other factors contributed to the observed increased aggressiveness.     

The development of a PCR-based method for detecting <Emphasis Type="Italic">Puccinia striiformis</Emphasis> latent infections in wheat leaves

Stripe rust of wheat caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici is one of the most important diseases on wheat worldwide, especially in temperate regions with cool moist weather conditions. A rapid and reliable detection of the pathogen in latent infected wheat leaves during overwintering of the fungus in the dormant stage will contribute to determine the initial inoculum potential and thus to predict early outbreak and to improve effective management of the disease. To achieve this aim, a PCR-based method was developed for specific and sensitive detection of P. striiformis. Specific primers were designed according to a genome-specific sequence of P. striiformis. To evaluate the specificity of the primers, seven different isolates and races of P. striiformis as well as six other pathogens of wheat were tested. All isolates of P. striiformis yielded a distinct band of a fragment of 470 bp, while using DNA of the other wheat pathogens as a template no amplification product was detected. The sensitivity of the primers was tested using serial dilutions of total DNA from P. striiformis; the limit of detection was 10 pg of DNA. Using extracts from P. striiformis-infected wheat leaves, the fungus could be determined in the leaves before symptoms appeared. The stripe rust could also be detected in the dormant stage by the PCR assay in samples of wheat leaves taken during the winter season. The application of the PCR assay may be useful for rapid and reliable detection of P. striiformis in latent infected leaves of overwintering wheat plants.     

83份西农系小麦品种（系）抗性鉴定及抗病基因分子检测

为西北农林科技大学小麦新育成品种（系）在黄淮麦区的大面积推广,该研究对83份西农新育成的小麦品种（系）进行苗期抗条锈病和白粉病鉴定,成株期抗条锈病、白粉病、叶锈病和赤霉病鉴定,并在田间自然环境下对其抗性进行鉴定及对相关抗病基因进行分子检测。结果显示,在苗期人工接种鉴定中,有63、29和16份小麦品种（系）分别对条锈菌Puccinia striiformis f.sp.tritici生理小种CYR32、CYR33和CYR34表现出抗性,9份小麦品种（系）对3个条锈菌生理小种均表现出抗性;有10、3和0份小麦品种（系）分别对白粉菌Blumeria graminis f.sp.tritici生理小种E15、E09和A13表现出抗性。在成株期人工接种鉴定中,有23、15、28和62份小麦品种（系）分别对条锈病、白粉病、叶锈病和赤霉病表现出抗性。在83份小麦品种（系）中有6份在苗期和成株期均对小麦条锈病表现出抗性。在田间抗性鉴定中,有57、6、65和40份小麦品种（系）分别对条锈病、白粉病、赤霉病及叶锈病表现出抗性。在83份小麦品种（系）中,3份含有Yr5基因,22份含有Yr9基因,3份含有Yr17基因,2份含有Pm24基因,14份含有Lr1基因,所占比例分别为3.6%、26.5%、3.6%、2.4%和16.8%。     

22份中国小麦生产主栽品种抗条锈病基因解析

为挖掘新的小麦抗条锈病基因,掌握小麦生产主栽品种的抗条锈病基因携带情况,有效防控小麦条锈病,采用抗性鉴定、基因推导分析和分子标记技术对22份小麦生产上主栽品种进行了研究,通过抗性鉴定比较22份小麦主栽品种与已知基因载体品种的抗谱。结果显示,共推测出14份供试品种携带已知抗条锈基因,8份供试品种携带未知抗条锈基因,是新的抗锈基因资源;聚类分析结果显示,供试22份小麦品种可分为2个大类6个亚类;利用SSR分子标记检测抗条锈病基因Yr1、Yr10和Yr24的携带情况发现,11份品种携带Yr1基因,2份品种携带Yr10基因,22份品种均不携带Yr24基因。部分生产主栽品种携带新的抗条锈病基因,表明小麦品种选育中避免了抗性基因单一化,并加强了未知基因的利用。     

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。