小麦条锈菌生理小种条中32号及水源14致病类型在甘肃的流行与发展趋势

小麦条锈菌新毒性小种的产生与发展是造成条锈病大流行及品种抗锈性丧失的主导因素。1999～2004年采用条锈菌生理小种变异监测、致病性及寄生适合度测定、毒谱分析、哺育品种调查等方法,对条中32号及水源14致病类型的流行预测进行了系统研究。结果表明,条中32号及水源14致病类型已经成为甘肃省第一、二位优势小种,两小种毒性谱宽、致病力强、寄生适合度高、哺育品种面积大,其流行趋势已超过条中31号,将继31号后成为危害甘肃省小麦生产的流行小种。小麦条锈菌毒性群体结构已进入以条中32号和水源14致病类型为代表的Hybrid46和水源11致病类群占优势的新时期,这也对全国小麦条锈菌群体组成产生重要影响。     

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。     

我国小麦条锈菌生理小种毒性基因及致病性特点分析

 本文首次研究了我国小麦条锈菌生理小种的毒性基因型,探讨了我国小种与国际命名小种的关系,证实了我国条锈菌系具有与世界其它地区菌系所不同的独特致病毒谱,指出条锈菌在中国的流行是一个相对独立的区系。讨论了我国现有小种致病性及毒性基因进化关系。     

中国小麦条锈菌主要流行菌系的寄生适合度研究

 为了预测我国未来小麦条锈菌的优势种群,本研究采用抗性组分法测定了我国条锈菌主要流行菌系的寄生适合度。结果表明:决定我国小麦条锈菌最重要的寄生适合度属性为条锈菌的产孢能力(繁殖力),其次为条锈菌的侵染能力,再次为扩展能力;建立了小麦条锈菌寄生适合度属性3个主成份的数学模型;在供试的菌系中,Su11-4、Su11-14和CY32相对寄生适合度较高,已经成为我国目前小麦条锈菌的优势小种(类型);CY31由于其寄生适合度较低,出现频率逐年下降,已成为次要小种,感染"中四"苗期的新菌系T4类型,由于其寄生适合度低,也不会成为今后一个时期的流行小种。     

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。     

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。     

小麦条锈菌相对寄生适合度继代测定方法的探讨

 将小麦条锈菌条中28号与条中27号小种等量混合,分别接种在铭贤169和东方红3号小麦品种的麦苗上。繁殖5个夏孢子世代并逐代检测混合群体中2小种所占比例。结果表明:随着世代数的增加,条中28号小种的比例均逐代上升,而且在东方红3号上上升速度更快。按照Leonard等人(1969)的公式,求得条中27号在2品种上的相对寄生适合度分别为0.7028和0.5807(以条中28号的适合度为1)。另外证明选择适当的鉴别寄主,依据病点数推测混合群体中小种比例的方法是可行的。最后,就相对寄生适合度测定方法进行了讨论。     

生物间遗传学在防治河北省小麦叶锈病研究中的应用

作者应用生物间遗传学的观点和方法,对河北省的小麦品种与叶锈菌的相互作用进行了分析。供试的叶锈菌是来自河北省的177个标样,供试的28个小麦品种包括河北省的主要生产品种、区试品种(系)抗源和新鉴别寄主。用毒力频率法分析品种与叶锈菌群体的关系,有6个品种即鉴61、保麦2号、翼植88-5163、石86-2848、唐86-4043和百农3217表现较抗病。根据这6个品种对叶锈菌群体的反应、列出33种不同的毒性公式,在此基础上,根据若干品种对叶锈菌群体同时表现抵抗或感染计算抗性组合,为品种合理布局选择最佳组合,在小种鉴定方面,用新鉴别寄主对177个菌株的反应鉴定出频率在3.4%以上的小种8个,其中以V1,9-16和V1,9-12,14-16的频率较高,分别为13.6%和10.7%,也是近两年来北方冬麦区常出现的小种类型。在小种鉴定的基础上,根据28个品种与6个优势小种互作所出现的浸染型来推导品种和叶锈菌的基因型,共推导出7个抗性基因分散在不同的品种中。     

蛋白激酶TaPiPK1在小麦抗条锈病反应中的功能分析

由条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis f. sp.tritici(Pst)引起的条锈病,长期严重威胁小麦安全生产。Pst通过毒性变异产生新毒性小种或致病类型,能克服生产上已应用的抗病基因,导致抗病品种感病。因此,挖掘抗条锈病基因资源对小麦抗病遗传改良和加快抗病新品种培育具有重要意义。蛋白激酶在应答病原菌侵染,传递植物免疫信号中发挥重要作用。本研究通过小麦转录组数据分析,筛选到参与应答Pst、小麦白粉菌Blumeria graminis f. sp.tritici和赤霉病菌Fusarium graminearum侵染的蛋白激酶基因TaPiPK1。该蛋白激酶基因编码551个氨基酸,C末端含有一个STK激酶结构域。利用RT-qPCR检测发现,TaPiPK1在小麦与条锈菌非亲和互作的前期上调表达;TaPiPK1主要定位于细胞质与细胞膜。利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默技术(BSMV-VIGS)瞬时沉默TaPiPK1,显著降低小麦‘水源11’对条锈菌非亲和小种CYR23的抗性,表明TaPiPK1参与小麦抗条锈病反应并发挥重要作用。因此,TaPiPK1有可能作为潜在的基...     

冬小麦品种北京837抗叶锈病基因的染色体定位研究

 1990~1993年间,引用中国春全套单体系列和抗叶锈病小麦近等基因系(或单基因系)为材料,采用单体遗传分析和基因推导相结合的方法,对冬小麦品种北京837抗叶锈病基因进行染色体定位研究,明确其对生理小种叶中1号的抗性系由分别位于染色体1B和6B上的两个显性互补基因所控制。位于1B染色体上的基因可能是Lr26,位于6B上的可能是Lr3a,二者可抵抗我国小麦叶锈菌群体中的部分生理小种(或毒性基因组合)。     

寄主品种-病原物小种寄生适合度中水平抗性与侵袭力关系的初步研究

 通过8个马铃薯品种与2个晚疫病菌生理小种组合寄生适合度的测定,对品种-小种寄生适合度中水平抗性与侵袭力之间的关系进行了研究。从初步研究结果可基本确定,在没有垂直抗性或垂直抗性被相应毒性基因克服了的组合中,品种水平抗性和小种侵袭力以乘积的方式构成寄生适合度。其关系可表示为:相对寄生适合度=品种水平抗性(以相对感病性表示)×小种侵袭力。     

2002—2014年陕西省小麦条锈菌生理小种变化动态和小麦品种(系)的抗病性

为明确陕西省小麦条锈菌的群体结构、变异动态和新育成小麦品种(系)的抗病性,为病害流行预测、防治以及抗病育种提供依据,本研究于2002—2014年从陕西省8个市(区)的28个县(区)和毗邻的甘肃省、四川省和湖北省部分地区共采集鉴定小麦条锈菌标样2 779份,监测到条锈菌生理小种和致病类型45个,其中,CYR33和CYR32为目前陕西省小麦条锈菌主要流行小种,新致病类型G22-9和G22-14虽然目前出现频率不高,但对贵农系列、92R系列以及Moro均有毒性,且出现频率呈上升趋势。目前小麦条锈菌群体中Hybrid46致病类群和水源11致病类群占绝对优势,这与我国小麦品种抗病基因单一化有较大关系,应加强开发和利用新的、多元化的抗源材料。对2 952份陕西省新育成小麦品种(系)抗病性测试结果表明,其整体抗性水平呈上升趋势。综合条锈菌生理小种监测和抗病性分析结果,目前小麦抗条锈病育种应以抗CYR33和CYR32为主,同时注意对G22-9和G22-14的抗病性研究。     

小麦条锈菌新菌系V26的SCAR检测标记

 建立小麦条锈菌生理小种的快速分子检测技术体系对小麦条锈菌的监测和防治策略的制定具有重要价值。条锈菌V26是近年来出现的,对我国目前小麦抗病育种中普遍应用的抗条锈病基因Yr26具有毒性的新菌系。该菌系的出现,对我国当前小麦生产、抗病育种都造成了严重威胁。本研究选用189条随机引物对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、T4、Su11-4和V26等7个条锈菌生理小种(菌系)进行了扩增,筛选V26的特异性RAPD片段,并对其进行克隆和测序。根据测序结果,设计并合成SCAR特异性引物, 将V26的RAPD标记转化为稳定的SCAR标记。使得对该菌系的快速检测成为可能,同时也将会为条锈菌新小种的监测提供更为准确的科学依据。     

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。     

鄂西北地区小麦条锈菌主要流行小种的寄生适合度研究

 为准确预测条锈菌流行小种在鄂西北地区的变异动态,本研究采用抗性组分法测定了CYR32、CYR33对当地主栽品种的寄生适合度。结果表明:决定鄂西北小麦条锈菌最重要的寄生适合度组分依次为条锈菌的侵染能力、扩展能力和产孢能力;建立了小麦条锈菌寄生适合度属性3个主成份的数学模型;从总体结果看CYR32、CYR33均表现较高相对寄生适合度,且CYR32略高于CYR33,但相比感病对照品种和外来品种,供试小种对当地主栽品种鄂麦352和襄麦55表现出较低的寄生适合度。     

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。     

中国小麦条锈菌4个主要流行小种的寄生适合度

 以12个全国大面积种植的小麦生产品种和1个高感品种为试材,利用抗性组分法研究了中国小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)4个主要流行小种条中32号、条中31号、水源11-14和水源11-4的寄生适合度。因子分析结果表明,病害量是度量条锈菌生理小种寄生适合度最重要的参数,其次是夏孢子生活力、产孢能力、产孢面积、产孢期,由此提出寄生适合度=(产孢量×侵染概率×夏孢子堆密度×夏孢子萌发率)/潜育期。研究还发现,条中32号的寄生适合度最高,致病性最强,与目前该小种为优势小种的事实相符;水源11-14的寄生适合度较高,有较大的发展潜力,在抗病育种中应予以高度重视。     

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?     

利用小种标记分析云南省两个县的小麦条锈菌群体

 小麦条锈病是由小麦条锈菌（Puccinia striiformis f.sp. tritici）引起的气流传播病害,在世界各主要麦区均有发生,也是我国小麦生产上危害最严重的病害之一。小麦条锈菌毒性变异频繁,易产生新毒性小种,导致小麦品种的抗病基因失效,引起小麦条锈病周期性流行。因此,了解小麦种植区的条锈菌群体结构组成及变异,对于制定更为有效的条锈病控制方法具有重要的意义。     

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。