唐松草作为小麦叶锈菌的转主寄主问题的研究

1984年在内蒙古卓资县白石头沟野外调查中发现4种唐松草和5种禾本科杂草都发生有叶锈病。但无迹象表明该地区自然界唐松草上发生的叶锈病与小麦叶锈病有关。在室内用小麦、华北剪股颖和无芒雀麦叶锈菌的冬孢子对亚欧和瓣蕊唐松草接种,都长出了锈孢子腔和锈孢子。用三种锈孢子分别对小麦、华北剪股颖和无芒雀麦回接,都产生了夏孢子,完成了生活循环。从此得出结论:亚欧和瓣蕊唐松草是小麦、叶锈菌的转主寄主,但在室外不起作用。而田间所见唐松草上的锈病主要与杂草上的锈病有关。     

两种唐松草鉴定为小麦叶锈菌的转主寄主

 引起小麦叶锈病的小麦叶锈菌(Puccinia triticina)是转主寄生菌,其转主寄主主要为唐松草属(Thalictrum)种类,也包括扁果草属(Isopyrum), 牛舌草属(Anchusa), 铁线莲属(Clematis)和蓝蓟属(Echium)的个别种类。然而,迄今,中国仅有亚欧唐松草和瓣蕊唐松草被报道为小麦叶锈菌转主寄主。本文对采集于陕西的东亚唐松草(T. minus var. hypoleucum)、甘肃的贝加尔唐松草(T. baicalense),通过人工接种小麦叶锈菌确定它们是否能够作为小麦叶锈菌的转主寄主。同时,本文作者收集自然条件下贝加尔唐松草组织上受侵染产生的锈子器样品,通过其ITS区序列分析以确定小麦叶锈菌的有性循环是否在田间条件下发生。结果表明,小麦叶锈菌的担孢子均可侵染东亚唐松草和贝加尔唐松草,完成其性子器和锈子器阶段,产生的锈孢子可侵染感病小麦产生夏孢子堆,从而证实东亚唐松草和贝加尔唐松草均可作为小麦叶锈菌的转主寄主。来自贝加尔唐松草22个锈子器样品的ITS区序列比对,表明其与NCBI网上提交的小麦叶锈菌享有95%~96%的序列同源性。由此推测,自然条件下,中国小麦叶锈菌可能侵染感病唐松草完成有性循环。     

林芝地区小麦条锈菌转主寄主小檗的鉴定与分布

西藏自治区是我国小麦条锈病发生与流行相对独立的一个区系,小麦条锈病是严重影响西藏小麦安全生产的重要病害之一,林芝地区是西藏自治区小麦条锈病重要的常发区和流行区。已有研究证实,小檗是小麦条锈菌的转主寄主之一,并在我国小麦条锈菌致病性变异产生新菌系和小麦条锈病的发生过程中起作用。林芝地区小檗种类较多,但目前对林芝地区小檗是否能作为小麦条锈菌的转主寄主缺乏相关的研究和报道。本文针对小麦条锈病常发区的西藏林芝地区小檗资源进行了调查,对小檗能否作为小麦条锈菌转主寄主进行了鉴定。结果表明6种小檗在林芝地区常见且分布广泛,均是小麦条锈菌的转主寄主。这对进一步研究西藏小麦条锈病的发生、流行与病原菌致变性变异起着重要作用。     

青海东部小麦条锈菌转主寄主小檗资源调查与鉴定

 青海省是中国小麦条锈病的重要流行区。研究证实小檗是小麦条锈菌的转主寄主。然而,关于青海省分布的小檗能否作为小麦条锈菌转主寄主鲜有报道。本研究对青海东部的小檗资源进行调查,并对该地区小檗能否作为小麦条锈菌转主寄主进行了室内人工鉴定。结果表明:有10种小檗在青海东部常见且分布广泛,其中匙叶小檗、置疑小檗、松潘小檗、甘肃小檗和近似小檗,是小麦条锈菌的转主寄主小檗的新种类。本研究对进一步研究青海东部条锈菌有性生殖与毒性变异和小麦条锈病的流行奠定了基础。     

我国小麦叶锈菌鉴别寄主抗性基因的推导

 本研究用40个小麦叶锈菌的单孢培养物和21个已知Lr单基因系对我国新旧沿用的16个叶锈菌鉴别寄主的抗性基因进行了推导。结果指出这些鉴别寄主含有Lr1、3、13、14a和26等抗性基因。基因分析表明,原用鉴别寄主鉴定小种的结果不能反映抗性基因信息,建议用已知Lr基因系(品种)作为鉴别寄主,以基因鉴定代替小种鉴定,本文讨论了基因稳定的复杂性和选用鉴别寄主问题。     

国际上小麦叶锈菌生理小种鉴别寄主及其小种命名方法

由于地理生态条件、叶锈菌群体结构、研究历史和研究方法等的差异,不同国家和地区采用相应的小麦叶锈菌鉴别寄主和小种命名方法。美洲、中国、欧洲、埃及、南非等国家和地区均采用以Thatcher为遗传背景的分别含有Lr1、Lr2 a、Lr2 c、Lr3、Lr9、Lr16、Lr24、Lr26、Lr3 ka、Lr11、Lr17和Lr30基因的近等基因系或单基因系作为小麦叶锈菌鉴别寄主,但附加的辅助鉴别品种不尽相同;澳大拉西亚和印度的鉴别寄主自成体系。这种格局不利于国家间研究结果的对比和交流。因此,建立一套国际通用鉴别体系实属当务之急。     

小麦条锈菌中国鉴别寄主阿勃抗条锈病基因遗传分析

阿勃是中国小麦条锈菌重要鉴别寄主之一,该研究采用经典遗传分析、单体分析等方法,通过不同条锈菌系鉴定,系统分析了阿勃抗条锈性的遗传基础及抗性特点.结果表明,在常温条件下,阿勃在苗期对中国小麦条锈菌系水源致病类型1(Su-1)和印度菌系79009的抗性均由2对抗条锈病基因控制,属细胞核遗传,抗79009茵系的2对基因分别定位在3B和7B染色体上,是与已知抗条锈病基因不同的未知新基因,分别暂定名为YrAbb1和YrAbb2.     

小麦条锈菌有性生殖与毒性变异的研究进展

小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis f.sp.tritici Erikss.et Henn.引起的、最具毁灭性的小麦真菌病害之一,在全世界小麦种植的国家或地区均有发生,其流行常常导致小麦严重的产量损失。利用抗病品种是防治小麦条锈病最为经济、有效的措施。然而,由于病原菌毒性变异不断产生新小种,频繁导致品种抗病性"丧失",继而引发病害流行成灾。小麦条锈菌的有性阶段过去一直未被发现,有性生殖与条锈菌变异及其在病害发生中的作用研究一直处于空白状态。近年来,随着小麦条锈菌转主寄主的发现,国内外学者开展了相关的研究工作,取得了一系列重要的研究进展。本文综述了小麦条锈病的发生症状、病菌的生物学特性、转主寄主、有性生殖与条锈菌毒性变异、转主寄主在条锈病发生中的作用、影响有性生殖发生的因素等方面的最新进展,并展望了深入开展小麦条锈菌有性生殖的研究思路。     

小麦条锈菌鉴别寄主和小种命名现状

 中国是世界上小麦条锈病最大的流行区之一,也是限制中国小麦生产的最严重病害之一,特别是当条件适于其发生时会造成巨大的产量损失.小麦条锈菌小种生理专化性研究及小种监测是掌握小麦条锈菌及其毒性变化动态、抗病基因有效性及病害流行预测预报的重要依据,是治理由此病原菌引起的小麦条锈病的基本环节之一.由于地域、条锈菌群体结构、研究水平和历史等的差异,目前国际上不同国家和地区采用相应的小麦条锈菌鉴别寄主和小种命名方法.中国、美国和印度均使用了各自不同的小麦条锈菌鉴别寄主,并采用了相应的小种命名体系,例如从1957至2002年,中国利用10多个鉴别寄主已鉴定和命名了32个小种和30多个致病类型,美国利用10多个鉴别寄主已鉴定和命名了80个小种;另一类是采用1972年Johnson提出的二进制国际小种命名法,这种体系包括了国际鉴别寄主和欧洲鉴别寄主,象一套鉴别寄主被整体使用,欧洲、中东、亚洲、非洲和南美国家及澳大利亚和新西兰均采用此体系监测小麦条锈菌变化,是一套被最为广泛接受和使用的小麦条锈菌小种鉴别方法和命名系统,但随着研究深入和各国实际情况差异等原因,不同研究人员加入了不同的辅助鉴别寄主,以更能准确和实际地反映本国和地区的现实情况,为生产服务,本文对此现状进行了分析和比较.由于此病菌具有长距离气传和扩散的特点(地区间、国家间和洲际间),因而也讨论了未来小麦条锈菌鉴别寄主组成、小种命名方法和研究结果的交流和比较等实际问题.     

小麦条锈菌冬孢子生物学特性研究进展

由小麦条锈菌引起的小麦条锈病是我国广大麦区的严重病害,研究其冬孢子产生原因与作用对于解析该病菌的生活史及遗传变异机制至关重要.通过对国内外相关研究成果的整理,综述了小麦条锈菌冬孢子的形态特征、生物学特性、寄主范围及其作用与功能等方面的研究进展.     

小麦叶锈菌相对寄生适合度变异研究

 本研究采用小麦叶锈菌的4个单孢菌株和由这4个单孢菌株组成的1个混合菌株,分别对5个小麦慢锈品种接种,继代繁殖8代和16代后,对所表现的潜伏期、侵染效能和产孢量进行测定,并提出用病害量=1/潜伏期×侵染效能×产孢量作为参数来评价相对寄生适合度。结果表明,继代互作后,潜伏期、侵染效能或产孢量在某些特定的品种:菌株组合中发生了显著变化,并相应地导致病害量也发生了显著变化。说明通过小麦叶锈菌与小麦品种间的继代互作,可以导致叶锈菌的相对寄生适合度发生变异。但这些变异,未能导致慢锈品种变为快锈品种或快锈品种变为慢锈品种。
为了检查寄生适合度属性的变异是否由于锈菌本身的变异,对各组合的第1、8和16代的叶锈菌的夏孢子芽管的核相进行了观察,并进行小种鉴定。结果表明,继代互作后锈菌出现的异核现象仅占0.18-2.00%,不能解释是寄生适合度发生变化的原因。小种鉴定,也没有观察到毒性发生变异。作者认为,在寄主和病原物长期相互作用的过程中,一些微观上的变异未必能在宏观上观察到,当人们检查到明显的变化时,可能是由于突变,也可能是由于渐变造成的。量变质变,质变建立在量变基础上。     

1992~1996年我国小麦叶锈菌毒性动态

 利用已知抗叶锈病基因的小麦近等基因系(或单基因系)作鉴别寄主,监测来自我国12个省(市、区)的499份叶锈标样。结果表明:(1)在发现的诸多致病类型(毒性基因组合)中,PHT出现频率较高(26.6%),为优势类型,其余类型的出现频率均在7.4%以下;(2)毒性基因V2a、V9、V15、V19、V20、V24、V28、V29、V37、V38和V13+3Ka的出现频率小于30%,V2b、V18、V25、V27+31和V33+34的出现频率在30%~60%之间,其对应的抗性基因可视为我国小麦叶锈菌的有效抗病基因;(3)不同生态区的叶锈菌株,毒性基因(或基因组合)的组成特点、出现频率及多样性等差异较大。文中建议采用"固定鉴别基因+辅助鉴别基因"的复合鉴定系统,并对小麦抗叶锈病生态育种及抗锈基因分区部署等问题进行了讨论。     

赤眼蜂Trichogramma sp.nr.mwanzai的寄主嗜好性试验研究

采用选择性试验与非选择性试验两种方法,对肯尼亚的一种新记录的赤眼蜂Trichogramma sp.nr. mwanzai作了寄主嗜好性的初步观察研究。结果表明:该蜂对玉米禾螟、Busseola fusca和Eldana succhrina的卵均能寄生,但最喜欢玉米禾螟的卵。对家蚕卵不能寄生。在自然条件下也不能寄生Busseola fusoa产在叶鞘下的卵。在非选择性试验中,该蜂在玉米禾螟卵和粉螟卵上的单雌产子数与子代蜂雌雄性比差异均不显著。     

1990-1993年我国小麦叶锈菌生理小种及其致病性特点研究

1990—1993年共鉴定了来自全国18个省(区)的496份叶锈菌标样。根据在全国统一的8个鉴别寄主上的反应,划分为16个生理小种和10个未定型,其中叶中4号为优势小种,出现频率为60.5％,是目前小麦抗叶锈病育种的主要对象。其次是叶中34号、叶中3号、叶中44号、叶中19号、未定Ⅲ型和叶中5号,其出现频率分别为9.5％、7.7％、5.2％、2.4％、2.0％和1.4％。小种致病性特点分析结果表明:①不同小种对我国主要麦区大面积种植的生产品种和重要抗源的毒性各不相同,以叶中4号毒力最强,毒谱最宽;②同一小种不同菌株(系)的毒性既有共性,也具异质性,但共性是主要的;③抗性基因在不同的遗传背景中反应不尽相同。作者还对锈菌生理专化研究方法进行了讨论。     

小麦秆锈菌不同小种间相对生存能力研究

 将我国小麦秆锈菌优势小种21C3分别与历年来出现频率很低的34C1或116小种的夏孢子等量混合,在不同温度条件下,转接于八个来自次要越冬区长江中下游感病的生产品种上。经几个夏孢子世代的继代转接结果表明:21C3小种的毒力虽弱但与34C2或116种相比,其相对生存能力强;而34C2和116小种的毒力虽强,但相对生存能力却弱。小种间毒力强弱与其生存能力强弱呈负相关的现象,可能是我国小麦秆锈菌21C3小种在相当长的时期处于优势的原因之一。在一定高温条件下,虽能影响小种频率上升或下降的速度,但未能左右其总的趋势。试验应用的继代品种对不同小种的感病性没有显著差别。     

山西省小麦白粉病寄主范围研究

用小麦白粉病菌11个生理小种的混合菌种,对山西省小麦近缘植物的4个属、15个种的63份材料进行接种,除3份免疫外,其余均接种成功。用其中3个属,11个种的39份小麦近缘植物产生的小麦白粉病菌,对小麦回接亦全部成功。小麦白粉病菌生理小种对小麦近缘植物的寄生像在小麦上一样,有明显的寄生专化性。感病小麦近缘植物的94.7%对小麦白粉病菌的感病性,随生育期增长而急剧下降。文中也初步讨论了小麦白粉病中间寄主的作用。     

我国小麦秆锈菌的毒性分析

 用40个近等基因系(near-isogenic line)对我国小麦秆锈菌的毒性进行了测定。按照美国禾谷类锈病室(Cereal Rust Laboratory)规定的密码(Code)命名的系统,小种HKR是最普通的毒力组合;占全部70个标样、127份菌株的33.1%。第二个优势小种是RKR,占全部菌株的24.4%。没有发现对Sr9e,11、38,Gt和Tmp有毒力的菌株。对Sr13,22,24,26,29,30,37的毒力频率较低、均在10%以下。毒力频率值在90%以上者(接近90%)的有Sr6,7a、7b、8a、9a、9d、9f、9g、10、12、14、15、16、18、20、28、34、36、dp-2和H。我国小麦秆锈菌无论是毒力组合或毒力频率都与北美的有很大区别。     

寄主卵排列对松毛虫赤眼蜂寄生的影响

本文描述了群聚寄主卵和间隔分布的寄主卵对松毛虫赤眼蜂子代分配的影响。单头雌蜂产卵于群聚寄主卵时,平均每粒寄生卵的子蜂数明显少於单粒寄主卵时的子蜂数,但每头雌蜂所产的总子蜂数和被寄生的寄主卵数随着寄主卵群的卵数增加而增加。表明,雌蜂产卵于群聚寄主卵时能减少在每粒寄主卵中所分配的子蜂数,而增加寄生的寄主卵数目。密度制约是限制每头雌蜂寄生寄主卵数目的因素。在分散的寄主卵中,平均每粒寄生卵的子蜂数随着卵粒间距离增加而增加,但每头雌蜂所产的总子蜂数和被寄生的寄主卵数并没有明显地随着寄主卵粒间的距离大小而改变。可见,在分散寄主卵中,雌蜂的生殖力则是限制每头雌蜂寄生寄主数目的一个重要因素。     

寄主植物对棉铃虫生理代谢的影响

作者研究了取食不同寄主植物的棉铃虫(Heliothis armigera Hübner)在生长发育和生理代谢上的变化。结果表明:(1)取食不同寄主植物的幼虫发育天数差异较大,其顺序是:棉铃(14天)=人工饲料(14天)<扁豆(16天)<番茄(19天)<青椒(23天);(2)所有供试害虫均含有17种游离氨基酸,谷氨酸、甘氨酸和精氨酸是主要组成成份,第3龄期的差异比较显著;(3)多功能氧化酶和羧酸酯酶的活力随幼虫发育逐渐减小。3龄时期幼虫的活力较高于其他时期,取食青椒的棉铃虫酶活力高于其他4种植物。上述结果说明,幼虫第3龄期可能是解毒的关键时期,代谢过程是多酶系的复合反应,酶活力的变化与棉铃虫的生长发育不成正比,多功能氧化酶是重要的解毒酶,羧酸酯酶作为水解酶起到一定的辅助作用。