小麦白粉病菌对氟唑菌酰羟胺的敏感基线建立

氟唑菌酰羟胺是一种新型琥珀酸脱氢酶抑制剂(succinate dehydrogenase inhibitor, SDHI)类杀菌剂,2019年在我国登记在小麦上防治赤霉病,为明确其对小麦白粉病的潜在防治效果,以及为监测小麦白粉病菌群体对其是否产生抗药性,本文采用离体叶段法测定了2000年前和2019年采自我国河南、山东等9省市的110株小麦白粉病菌菌株对氟唑菌酰羟胺的敏感性。结果表明,采自2019年的88株菌株,其EC50范围为0.010 2~0.766 8 μg/mL,平均EC50为(0.224 3±0.179 6)μg/mL;采自2000年前的22株菌株,其EC50范围为0.052 1~0.882 4 μg/mL,平均EC50为(0.356 3±0.279 6)μg/mL;两组菌株群体间的敏感性无显著差异。氟唑菌酰羟胺对110株菌株的EC50范围为0.010 2~0.882 4 μg/mL,平均EC50为(0.250 7±0.210 3)μg/mL,敏感性频率分布呈单峰曲线,可作为小麦白粉病菌对氟唑菌酰羟胺的敏感基线。本研究结果可为氟唑菌酰羟胺防治小麦白粉病以及未来监测该病原菌对药剂的抗性提供参考依据。     

湖北麦区小麦白粉病菌毒性结构分析

对湖北省不同年度（2001、2003年和 2007年）、同一年度（2007年）不同生态区间的小麦白粉病菌毒性基因频率进行了比较。结果表明,毒性基因 V2、V4b、V13、V20、V21、V2+MLD、V2+6、V4+8和V4b+Mli在测定的 3个年度中毒性频率均低于25%,而V1、V3b、V3c、V3d、V3e、V5、V8、V17和V193个年度的毒性频率均高于50%;白粉病菌毒性结构年度之间和生态区之间均基本相似,但个别毒性基因年度及生态区间存在一定的差异; V2、V3a、V3b、V3c、V3e、V5、V6、V7、V8和V20在十堰以及武昌 2 个生态区毒性频率年度间均有明显的上升趋势,而V4b、V5（MLi）、V13、V21、V5+6则表现为下降的趋势;2007年仅在十堰生态区检测到V2+Mld和V2+6菌株。     

小麦白粉病菌有性生殖与自然群体交配型检测

 本研究根据MAT1-1-1(GenBank登录号HQ171902)和MAT1-2-1(GenBank登录号HQ171899)的部分基因序列设计和筛选其特异性引物,使用PCR方法对2012年度采自四川、陕西、云南、贵州、河南、安徽、江苏、河北、山东和甘肃10个省30个采集地点共516个小麦白粉病菌菌株的交配型基因进行检测。结果显示30个采集地点两种交配型基因都能检测到,其中28个采集地的两种交配型菌株比例(MAT1-1-1 :MAT1-2-1)符合1:1。选择具不同交配型基因的小麦白粉病菌株配对接种,16个随机杂交组合都能产生闭囊壳。对获得的闭囊壳进行子囊孢子释放,均可获得子囊孢子。该研究结果为深入研究有性生殖对小麦白粉病菌株毒性多样性的作用奠定了基础。     

小麦白粉病菌对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂敏感性及其交互抗性

 20世纪70年代后期以来,小麦白粉病在我国小麦产区上升为主要病害,严重制约小麦生产。沿海北部及淮北地区,小麦白粉病常年发生4级左右。目前麦类白粉病的防治药剂主要有三唑类、嘧啶类、苯并咪唑类、甲氧基丙烯酸酯类及硫代氨基甲酸盐类等。但小麦白粉病菌变异快,繁殖迅速,以及药剂长期单一使用,造成小麦白粉病菌易产生抗药性。1995年我国小麦白粉菌对三唑酮的平均抗性水平在16.8倍以上。因而,急需寻找和开发替代三唑酮防治小麦白粉病的新型药剂。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂继三唑类杀菌剂后出现, 是一类内吸保护型杀菌剂,主要作用于真菌的线粒体呼吸链中细胞色素bc1复合物,阻止电子传递,抑制真菌生长。此类药剂于1996年投入德国市场,尚未在我国小麦白粉病防治上大量使用。     

小麦品种对小麦白粉病菌侵染信号传递初探

 通过测定抗病性不同的小麦品种在接种小麦白粉病菌后钙调素含量的变化发现其存在差异。如抗病品种钙调素含量高峰出现在接种后4 h,即寄主与白粉病菌接触阶段。而感病品种接种后24 h出现钙调素含量高峰。比较测定了不同的钙调素抑制剂对小麦品种抗白粉性的影响,发现10mmol/L TFP和5 mmol/L CPZ处理使抗病品种变为高度感病,50 mmol/L CPZ处理使小麦感染白粉菌后反应型下降,表明钙调素与小麦抗白粉性有关。     

2007年我国部分麦区小麦白粉菌对三唑酮的抗药性监测

采用拌种离体叶段法测定了我国9个省（市）的112个小麦白粉菌株对三唑酮的抗性。结果表明,供试菌株的平均EC50为57.25mg/L,平均抗性水平为27.39倍,其中86.61%供试菌株已经产生抗性,抗药性比敏感菌株高出10~40倍的菌株占47.32%,四川、山东、甘肃和贵州等地菌株的抗性高于其他地区。此结果可为三唑类杀菌剂在我国的推广应用和制定合理的抗药性治理措施提供依据。     

Inhibition of Blumeria graminis f. sp. tritici Germination and Partial Enhancement of Wheat Defenses by Milsana

ABSTRACT The prophylactic efficiency of Milsana against powdery mildew was evaluated on wheat (Triticum aestivum). A single short spraying on 10-day-old plantlets reduced the infection level by 85% and two long sprayings led to the total restriction of the disease. Although microscopic studies showed that Milsana treatments enhance hydrogen peroxide accumulation at the fungal penetration site, biochemical analysis did not allow us to correlate this accumulation with the activation of several enzyme activities involved in active oxygen species (AOS) metabolism. Only lipoxygenase activity, which is involved in both AOS metabolism and lipid peroxidation, showed a 26 to 32% increase 48-h posttreatment in leaves infiltrated with Milsana. This weak effect of Milsana on wheat lipid metabolism was confirmed at the lipid peroxidation level, which surprisingly, was shown to decrease in treated plants. In order to explain the high efficacy of Milsana, the fungistatic effect on conidia germination was also examined. In planta, we showed that a Milsana treatment resulted in a higher proportion of abnormally long appressorial germ tubes, whereas in vitro, it dramatically inhibited fungal conidia germination. The partial activity of Milsana in terms of defense response induction in the wheat/powdery mildew pathosystem and its newly described direct fungistatic activity are discussed.     

小麦白粉菌有性时期闭囊壳在侵染循环中作用的初步研究

通过对陕西省和河南省小麦白粉病越夏期间场院麦秸垛中闭囊壳发育、存活情况及场院附近自生麦苗发病情况的调查,结果发现闭囊壳保湿培养7~8 d后,子囊孢子形成达到高峰;自生麦苗发病率与闭囊壳存活率之间存在极显著的正相关性,且闭囊壳存活率与海拔高度之间存在显著的负相关性,采自海拔500~900 m的闭囊壳有较高的存活率,海拔超过1 000 m的存活率较低或为零。此结果说明小麦白粉菌有性时期闭囊壳可能是通过侵染自生麦苗在侵染循环中起作用。     

2008年我国部分麦区小麦白粉病菌群体对温度的敏感性

 The sensitivity of 113 isolates of wheat powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. tritici) sampled from 6 provinces or cities in 2008 to temperature was tested by detached leaf segment method with setting up 5 different temperatures indoor. The results showed the mean ET₅₀ (which represents the temperature that is required to obtain 50% of the maximum effect) of all isolates tested was 23.02℃. ET₅₀ values of 17.70% isolates were more than 24℃. The highest and the lowest ET₅₀ of isolates were 25.22℃ and 19.42℃, respectively. There were a certain differences for isolates sensitivity to temperature among different provinces or cites. It was also found that when temperature increased during 22-26℃, the latent period of isolates prolonged, and the latent period of different isolates was different at the same temperature, too. These results will provide a reference for the oversummering division of wheat powdery mildew, as well as the effect of climate to the disease.     

田间空气中小麦白粉菌分生孢子的动态监测研究

2012和2013两年度采用Burkard定容式孢子捕捉器,对田间空气中小麦白粉病菌分生孢子的监测结果表明,小麦冠层内、外白粉菌分生孢子浓度存在显著的正相关性,冠层内的白粉菌分生孢子浓度明显高于冠层外;田间空气中分生孢子的浓度逐渐升高,到小麦灌浆期达到最大值之后逐渐降低。时间序列分析结果表明,两年度田间空气中白粉菌分生孢子浓度均符合ARIMA(1,1,0)模型且与温度有显著的相关性,建立了基于温度的白粉菌分生孢子浓度预测模型,模型回归效果均达到了显著水平。研究结果发现,田间白粉病病情与空气中病菌分生孢子和关键气象因子具有显著相关性,并在此基础上分别建立了基于空气中分生孢子浓度,以及基于分生孢子浓度和气象因子的田间白粉病病情预测模型,其中基于分生孢子浓度的预测模型普适性要优于基于分生孢子浓度和气象因子的预测模型,可以用来预测田间小麦白粉病的发生流行程度。     

Sensitivity of Wheat Powdery Mildew (Blumeria graminis f.sp. tritici) towards Metrafenone

A monitoring study on the current sensitivity situation of wheat powdery mildew (Blumeria graminis f.sp. tritici) towards metrafenone was performed in 2009 with 2509 isolates. Airborne isolates were randomly collected in different regions of the most important European cereal growing regions. The sensitivities of the majority of isolates were comparable to the baseline sensitivity, which was determined in 2000 before market launch of the compound. Ninety-two isolates showed sensitivities outside the baseline. Eighty-four of them were classified as moderately adapted and could still be inhibited with registered rates of metrafenone in glasshouse tests under various preventive or curative conditions. Eight isolates were identified to be resistant, which were not fully inhibited at registered rates. Resistance management strategies and further extensive monitoring studies are indicated for a sustainable use of metrafenone against wheat powdery mildew.     

小麦白粉病菌对温度不同敏感性菌株的寄生适合度研究

 利用离体叶片接种法,将12个对温度不同敏感性的小麦白粉病菌株分别在18℃和22℃条件下的流行组分（潜育期、侵染几率、单病斑累积产孢量和病斑日扩展面积）和寄生适合度进行了测定。结果表明,对温度不同敏感性菌株的流行组分在18℃和22℃条件下均存在显著性差异,且单病斑累积产孢量与病斑日扩展面积的相关性最高。各供试菌株在22℃条件下的寄生适合度均低于18℃条件下的寄生适合度。在两温度条件下,对温度低敏感性菌株平均寄生适合度高于对温度高敏感性菌株,特别是在较高温度下这种趋势更为明显。     

2012年我国部分麦区小麦白粉菌群体对温度敏感性研究

采用小麦离体叶段法,设置18、22、23、24、25和26℃共6个温度处理,对2012年采集的小麦白粉菌样分离得到的139个单孢堆菌株的温度敏感性进行了测定,这些菌样分别采自于四川、北京、甘肃、河南、浙江、陕西、青海、山东、新疆和云南10省(市、区)。结果表明:供试的139个菌株平均ET50为23.14℃,其中ET50最高为24.46℃,最低为21.34℃;58.76%的供试菌株ET50值在23℃和24℃之间,仅有2.03%的供试菌株的ET50≥24℃。对供试菌株温度敏感性频率分布的正态检验结果发现,自然环境中小麦白粉病菌群体已受到温度的选择压力。此研究结果可为了解和预测全球气候变暖对小麦白粉病长期发生趋势的影响提供依据。     

2009年我国部分麦区小麦白粉病菌群体对温度的敏感性研究

 用小麦离体叶段法,设置22、23、24、25和26℃共5个温度处理,对2009年采自四川、北京、甘肃、河南、河北、陕西和湖北七省（市）的小麦白粉菌标样分离获得的129个单孢堆菌株对温度的敏感性进行了测定。结果表明,供试的129个菌株平均ET₅₀为22.49℃,其中ET₅₀最高为24.48℃,最低为19.88℃,供试菌株中40.52%的ET₅₀介于23℃和24℃之间,占参试菌株的近一半,7.63%的供试菌株ET₅₀≥24℃。不同省（市）的病菌群体对温度的敏感性存在一定差异,且病菌群体对温度的敏感性差异与经纬度存在显著或极显著的负相关关系。研究结果获得了温度对此病害的终止阈值平均为26.65℃,且对温度相对不敏感菌株在较高温度下的潜育期较短、病害的严重度较高。不同敏感性菌株的频率分布结果表明,自然环境中病菌群体已受到温度的选择压力。     

2009年我国部分麦区小麦白粉菌群体对三唑酮和嘧菌酯的敏感性测定

自1976年以来,三唑酮一直就是我国防治小麦白粉病的主要药剂.1991年首次在山东省发现抗性菌株,之后其他地区也相继有抗药性菌株的报道.本实验室从1995年就开始监测小麦白粉菌对三唑酮的抗药性,研究结果表明,平均抗性水平和抗性菌株的频率均总体呈上升趋势[1-3].     

陕西省小麦白粉菌群体的毒性监测和年度动态变化

通过对陕西省近6年来的小麦白粉菌群体毒性监测结果表明,供试陕西省病菌群体对抗病基因Pm1c、Pm2、Pm4a、Pm4b、Pm4c、Pm5b、Pm12、Pm13、Pm16、Pm21、Pm24、Pm30、Pm35、Pm40、Pm46、Pm2+Mld、Pm2+6、Pm4+8和Pm4b+5b的毒性频率均低于30%,是当前的有效抗病基因(组合);对抗病基因(组合)Pm1a、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3e、Pm3f、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17、Pm19、Pm25和Pm1+2+9的毒性频率均高于70%,说明抗病性能较差,已不适合在育种和生产上使用。病菌群体对抗病基因Pm3d、Pm24、Pm35和Pm"XBD"毒性频率呈下降趋势,对Pm2、Pm4a、Pm4b、Pm5b、Pm2+6、Pm4+8、Pm4b+5b呈上升趋势,应加强对其重点监测。监测发现,病菌群体对抗病基因Pm12、Pm16、Pm21和Pm46的毒性频率为0,对Pm1c为0.63%,表明这几个基因是目前最为有效的抗病基因,应加快对其合理利用的步伐。     

小麦白粉病菌分生孢子田间传播的初步研究

2015年度采用定容式孢子捕捉器对田间空气中小麦白粉病菌分生孢子传播的初步研究表明,在病害发生初期病菌分生孢子捕捉量比较低,但随着菌源中心病害的逐渐加重,病菌分生孢子在距菌源中心20 m和40 m远处捕捉量随之增大。线性弧度相关分析结果发现,距菌源中心北向20 m和40 m处的孢子捕捉量与风向存在显著正相关性;距菌源中心不同距离处的孢子捕捉量之间均存在极显著正相关性,且在相同方向上,距菌源中心20 m处孢子捕捉量显著高于40 m处孢子捕捉量。     

2011年我国主要麦区小麦白粉病菌群体对三唑酮和苯锈啶的敏感性

 小麦白粉病(Wheat Powdery Mildew)是我国小麦生产上常发性病害之一^[1]。小麦白粉病的防治主要采用抗病品种和化学药剂,辅之以栽培措施的综合防治技术。由于目前生产上抗病品种相对缺乏,药剂防治成为我国小麦白粉病防治的主要措施之一^[2]。自20世纪80年代以来三唑类杀菌剂一直是我国防治小麦白粉病的主要药剂,由于长期、大范围、单一的使用导致小麦白粉病菌对三唑类杀菌剂的抗药性大大提高。监测结果表明,2009年我国小麦白粉病菌群体对三唑酮的平均抗性水平已经达到56.58倍,抗性频率达到99.09%,其中高抗菌株占49.09%^[3]。目前小麦白粉病菌对三唑酮的抗性形势十分严峻,寻找三唑类杀菌剂的替代药剂成为控制该病害的迫切需求。     

利用AFLP分子标记和无毒基因构建小麦白粉菌遗传连锁图谱

 本研究以具有8个无毒基因差异的2个小麦白粉菌亲本菌株CPW-1和E17进行杂交,获得97个后代菌株。以此为材料,利用AFLP分子标记的方法,对小麦白粉菌亲本及其杂交后代群体进行多态性分析,应用MAPMAKER/EXP(3.0b)并结合MapDrawV2.1软件构建小麦白粉菌的遗传连锁图谱。该图谱有10个连锁群,含117个标记位点(5个无毒基因位点和112个AFLP位点),总长1425.1cM。此图谱为首个在小麦白粉菌中构建的具有117个位点的遗传连锁图谱,而且首次获得了与无毒基因紧密连锁的AFLP分子标记位点。这些工作为无毒基因的定位和克隆、为全面进行小麦白粉菌的遗传学研究奠定了基础。