小麦对秆锈菌新小种Ug99的抗性研究进展

为了及时了解国际小麦育种的发展动态,介绍了国外在小麦秆锈病新小种Ug99抗性方面的研究进展,主要包括成立国际锈病研究协作网,负责全球范围的小麦锈病研究;基本明确了Ug99的可能传播路线;在肯尼亚对17个国家和组织的4157份小麦品种进行了抗性鉴定,337份表现抗病,为抗病育种提供了重要亲本;明确了现有抗性基因的利用价值,建议利用Sr2、Sr24、Sr26、Sr36、SrTmp和来自1A／1R易位的未知抗性基因,采用持久抗性与主效基因相结舍的策略,通过分子标记辅助选择提高品种选育效率。最后提出了国内技术储备的主要内容。     

小麦对秆锈菌新小种Ug99的抗性研究进展

为了及时了解国际小麦育种的发展动态,介绍了国外在小麦秆锈病新小种Ug99抗性方面的研究进展,主要包括成立国际锈病研究协作网,负责全球范围的小麦锈病研究;基本明确了Ug99的可能传播路线;在肯尼亚对17个国家和组织的4 157份小麦品种进行了抗性鉴定,337份表现抗病,为抗病育种提供了重要亲本;明确了现有抗性基因的利用价值,建议利用Sr2、Sr24、Sr26、Sr36、SrTmp和来自1A/1R易位的未知抗性基因,采用持久抗性与主效基因相结合的策略,通过分子标记辅助选择提高品种选育效率.最后提出了国内技术储备的主要内容.     

我国燕麦秆锈菌生理小种与毒力分析

为了解当前我国燕麦秆锈菌生理小种及其毒力现状,利用12个北美燕麦秆锈菌单基因鉴别寄主,对2013年采集的7份和2012保存的4份燕麦秆锈病标样进行小种与毒力鉴定,并用Pg a-code字母命名系统命名小种,以16个单基因系测定毒力频率。结果表明,从11份燕麦秆锈菌标样中分离成活了26个单孢子堆菌株,鉴定出TKR、TJM和TKM三个生理小种,出现频率分别为61.6%、30.8%和7.6%。26个菌株对Pg 6和Pg 15无毒力,对Pg 10、Pg 13、Pg a和Rodney 0的毒力频率分别为69.2%、61.6%、61.6%和84.6%,对Pg 1、Pg 2、Pg 3、Pg 4、Pg 8、Pg 9、Pg 12、Pg 16和Marvellous毒力频率高达100%。说明当前我国燕麦秆锈菌优势小种为TKR,次优势小种为TKM;Pg 6和Pg 15为有效抗病基因,Pg 1、Pg 2、Pg 3、Pg 4、Pg 8、Pg 9、Pg 12、Pg 16和Marvellous则为无效抗病基因,Pg 10、Pg 13、Pg a和Rodney 0对我国燕麦秆锈菌具有一定的区分作用。     

小麦秆锈菌生理小种21C3CTH SCAR标记的建立

为了建立中国小麦秆锈菌流行小种的分子检测标记,利用RAPD(Random amplified polymorphic DNA)技术对我国小麦秆锈菌6个主要生理小种21C3CTH、21C3CPH、21C3CFH、34MKG、34C2MKK和34C2MKR进行了分析,筛选特异性片段并将其转化为SCAR(Sequence-characterized amplified region)标记。在156条10碱基随机引物中,引物S92(5′-CAGCTCACGA-3′)在小麦秆锈菌生理小种21C3CTH中扩增出一条782bp的特异片段,回收、克隆和测序该特异片段,根据特异片段的核苷酸序列设计了1对SCAR特异引物,经验证,该引物特异性良好。结果表明,小麦秆锈菌生理小种21C3CTH的RAPD标记被成功地转化为SCAR标记,这为该生理小种的分子鉴定和监测奠定了基础。     

2013年鄂西北小麦条锈菌群体毒性结构分析

为了解鄂西北地区小麦条锈菌群体的毒性组成及多态性分布,对2013年分离自鄂西北冬繁区的109份小麦条锈菌标样进行了毒性结构分析。结果发现,鄂西北小麦条锈菌毒性结构复杂,109份标样共鉴定出13个已知的生理小种,其中CYR 33及CYR 32出现频率分别为44.95%和38.53%,为当地优势生理小种;其余11个生理小种频率均低于3%;致病型以Hybrid 46和水源11致病类群为主。鄂西北小麦条锈菌毒性多样性水平具有显著差异,在物种水平上,多态性位点百分率为68.42%,Nei’s遗传多样性指数为0.14,香农信息指数为0.24;在群体水平上,丹江口、枣阳点小麦条锈菌的毒性多样性水平最高,多态性位点百分率为57.89%;荆州、潜江点的毒性多样性水平最低,多态性位点百分率为5.26%。被测菌的毒性相似系数在0.94~1.00之间。相似系数阈值在0.95时,12个群体可被分为3个较大的毒性类群。     

2011年西藏地区小麦条锈菌生理小种群体结构分析

为了解西藏地区小麦条锈菌生理小种群体结构,2011年对采自西藏地区的130份小麦条锈菌标样进行鉴定并进行了群体结构分析。结果表明,西藏地区小麦条锈菌群体结构复杂,小种类型丰富;共监测到26个小种(类型),分别是CYR17、CYR18、CYR19、CYR20、CYR26、Lov10-2、Lov10-3、Lov10-14、Lov10-15、Lov13-4、CYR31、CYR32、HY-6、HY-13、CYR33、Su11-1、Su11-2、Su11-3、Su11-4、Su11-5、Su11-6、Su11-8、Su11-10、Su11-25、Su11-35、Su11-45。其中,CYR32频率最高,达到31.54%;其次为CYR33,频率为28.46%;跟随其后的Su11-1和Su11-4频率均为6.15%。这4个小种为西藏地区优势小种,是当前西藏地区抗条锈病育种的主要考虑对象。其他小种(类型)频率均低于5%。毒力频率分析表明,Yr1、Yr3、Yr6、Yr9、YrA等抗性基因在西藏地区已经失效。     

2016-2019年甘肃省小麦叶锈菌群体结构及多样性分析

为明确甘肃省小麦叶锈菌的生理小种类型及群体毒性结构,2016-2019年采用44个近等基因系和已知小麦抗叶锈病基因的品种,对甘肃省采集的231份小麦叶锈病标样进行了生理小种鉴定及毒性分析。结果表明,在标样中共鉴定出135个致病小种类型,其中出现频率较高的小种类型为THTP（6.49%）、THTS（6.06%）和THTT（5.63%）,其次为TKTT（3.46%）、NHFF（3.03%）和LHFF（2.60%）;毒性基因 V9、 V19、 V23、 V25、 V28、 V29、 V47和 V51的出现频率在15%以下,其相对应的抗叶锈基因 Lr9、 Lr19、 Lr23、 Lr25、 Lr28、 Lr29、 Lr47和 Lr51在抗病育种中具有较好的利用价值;被测小麦叶锈菌在物种水平上的Nei’s基因多样性指数（H）为0.104 6,Shannon信息指数（I）为4.281 5,说明甘肃省内小麦叶锈菌遗传多样性丰富;通过UPGMA聚类分析,甘肃省小麦叶锈菌群体毒性遗传相似度系数范围为0.855 4～0.993 7,陇东地区（平凉和庆阳）与陇南地区（天水和陇南）亲缘关系最近,与中部地区（定西和兰州）亲缘关系较远。     

我国部分麦区 2011-2012年小麦白粉病菌小种及毒力分析

为了解我国部分春麦区和冬麦区小麦白粉病菌小种和毒力状况,2011-2012年对采自辽宁、黑龙江等东北春麦区及山东、湖北、四川等冬麦区的小麦白粉病菌标样进行生理小种鉴定和群体毒性频率测定.结果表明,2011-2012年东北春麦区优势小种均为411号小种,而山东、湖北等冬麦区的优势小种为377号小种,四川麦区的则为317号小种.小麦白粉病菌毒性基因V3b、V5、V7、V8、V1+2+9、V17毒力频率较高(＞90.0％),而V2、V4a、V4b、V12、V13、V16、V18-V23、V5+6毒力频率较低(＜31.4％),表明目前含有Pm2、Pm4a 、Pm4b、Pm12、Pm13、Pm16、Pm18-Pm23、Pm5+6等抗病基因的品种在我国部分麦区育种中仍有较高的利用价值.     

中国小麦条锈菌毒性变异研究进展

由小麦条锈菌(Puccinia striiformis Westend.f.sp.tritici Eriks.)引起的小麦条锈病是影响世界小麦生产的严重病害,具有传播范围广、流行频率强等特点。条锈菌毒性变异一直是小麦条锈病防治与研究中的重大难题。我国小麦条锈菌毒性变异研究可追溯到20世纪50年代,在过去的60多年中已开展了大量比较深入的研究工作。本文从小麦条锈菌生理小种种类及其鉴定方法、小麦品种及环境与条锈菌毒性变异的关系、毒性变异途径及变异速率等方面介绍了我国的研究概况。同时,深入探讨了条锈菌生理小种概念的内涵及存在的问题,提出了急需开展研究的条锈菌毒性变异监测体系、有性过程导致的毒性变异在条锈病流行中的作用等问题。     

小麦秆锈菌生理小种鉴别寄主及命名方法的演变

为了监测小麦秆锈菌生理小种变化动态及其毒力变异规律,为预防Ug99入侵并开展相应抗源筛选创新提供参考,全面介绍了国内外不同时期小麦秆锈菌生理小种的鉴别寄主及相应的小种命名法的演变情况：(1)Stakman′s标准鉴别寄主与小种命名;(2)Roelfs单基因鉴定法的鉴别寄主与小种命名;(3)中国当前和以后拟采用的小麦秆锈菌小种鉴定的鉴别寄主名称与小种命名。这些介绍将有助于小麦秆锈病研究者与育种学家间的信息交流。     

Variation in Puccinia graminis f. sp. tritici detected on wheat and triticale in South Africa from 2009 to 2013

To determine phenotypic diversity of Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt), the cause of stem rust of wheat, samples of infected stems were collected during 2009–2013 from commercial wheat fields, experimental plots, and rust trap nurseries across major wheat growing regions of South Africa (SA). Pgt races were identified based on their avirulence/virulence profiles on seedlings of 20 standard and five supplemental differential lines. Nine Pgt races were identified from 521 isolates pathotyped. Predominant races were TTKSF (2SA88, South African race notation) with 39%–85% frequency and BPGSC + Sr27,Kiewiet,Satu (2SA105) with 10%–20% frequency. Race TTKSF is virulent on major resistance genes such as Sr5, Sr6, Sr9e, and Sr38 and is one of the variants of the highly virulent Ug99 race group originally detected in East Africa. Race TTKSP (2SA106), also a member of the Ug99 lineage, was detected in 2009 and 2010. A new race virulent on Sr31, PTKST (2SA107), was detected in 2009. Two new races, TTKSF + Sr9h (2SA88 + Sr9h) and BFBSC (2SA108), were identified in 2010. Race TTKSF + Sr9h is similar to TTKSF except for its virulence on Sr9h. Race BFBSC appears related to Pgt races characterized by avirulence for Sr5 and often attacking triticale. Simple sequence repeat (SSR) analysis indicated that race BFBSC forms part of the non-Ug99 group of South African Pgt races. Despite some similarity in avirulence/virulence phenotype with the non-Ug99 races, BFBSC represents a third distinct genetic lineage within this group. Genes Sr13, 14, 22, 25, 26, 29, 32, 33, 35, 36, 37, 39, 42, and 43 that are effective against the new and other Pgt races can be used in resistance breeding in SA. Races like PTKST and TTKSF + Sr9h were also reported in other Southern African countries suggesting that they probably spread to SA from neighbouring regions. The new races are additions to nearly 30 Pgt races identified since the early 1980s, and suggest continued variability of the Pgt population in SA. Therefore, surveys should be conducted regularly to timely detect and manage new races, and utilize the latter in screening and identification of effective sources of resistance.     

Impact of UV-B radiation on aspects of germination and epidemiological components of three major physiological races of Puccinia striiformis f. sp. tritici

Global climate change is increasingly being recognized as an uncertainty of plant diseases. In particular, the increased solar UV-B (280–315 nm) radiation reaching the earth's surface has stimulated considerable studies on plant diseases in recent decades. The effects of UV-B radiation on the urediospore germination of three physiological races of Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst), namely, CYR31, CYR32 and CYR33, and on epidemiological components of wheat stripe rust caused by Pst were investigated in this study. In the germination experiments, seven UV-B intensity treatments including 0 (control), 50, 100, 150, 200, 250 and 300 μw/cm², were set. Under each UV-B intensity, Pst urediospores were irradiated for 15, 30, 45 and 60 min. The results showed that the germinability of Pst urediospores was reduced with an enhancement of the radiation intensity and an increase in the radiation time and that CYR31 was more sensitive to UV-B radiation than CYR32 and CYR33. To investigate the effects of UV-B on the epidemiological components of wheat stripe rust, three treatments with different UV-B radiation doses were set. The results indicated that an enhancement in UV-B radiation could reduce the infection efficiency, lesion expansion rate, sporulation quantity and AUDPC and could prolong the incubation period. The results demonstrated that CYR33 was the most stable and exhibited the strongest tolerance and that CYR31 was the most vulnerable under different UV-B radiation levels. This finding indicated that CYR33 may have more advantages to survive under enhanced UV-B radiation.     

春小麦品种抗秆锈病基因Sr33的分子检测

为了给小麦抗秆锈病品种的选育提供理论依据,利用与Sr33紧密连锁的SSR引物BARC152对国内外引进的58份抗Ug99的春小麦品种以及黑龙江省主栽小麦品种18份进行SSR检测.结果表明,国内外引进的58份抗Ug99春小麦材料中仅有1份材料含有Sr33,占检测材料的1.7％;黑龙江省18份主栽春小麦品种中有3份材料中含有Sr33,占检测材料的16.7％.表明Sr33在引进的抗Ug99材料和黑龙江省主栽小麦品种中占有的比例均很少,今后要加强Sr33在小麦抗病育种中的应用.     

陕西省小麦白粉菌毒性结构及主栽小麦品种抗性基因的初步分析

为了解陕西省小麦白粉病菌毒性结构以及主栽小麦品种的抗白粉病基因状况,分别从关中和陕南地区的23个市、县采集白粉病标样,利用32个已知抗病基因品种(系)进行苗期毒力频率测定.同时在6个不同生态区对已知抗病基因品种的成株期抗病性进行了监测.结果表明,V1、V2、V3a、V3b、V3c、V3d、V3f、V5、V6、V8、V17、V2+Ta、V4+8、V1+2+19、V"Era"苗期毒力频率均在60%以上,成株期Pm3d、Pm5、Pm"Era"、Pm7、Pm21、Pm4+8在2个生态区表现感病.由此推断,陕西省优势毒性基因谱为V3d、V5、V"Era"、V4+8.已知抗白粉病基因Pm13、Pm2+Mld、Pm4b+Mli、Pm"XBD"成株期在不同生态区均表现抗病,且苗期毒力频率很低,应在小麦抗病育种中加以有效利用.陕西省主栽小麦品种抗病基因初步分析结果表明,武农148、远丰175、远丰139可能分别含有Pm8、Pm21、Pm17等抗病基因,其他6个品种抗病基因尚不明确.     

天水地区高山、半山和川区小麦条锈菌夏孢子多核率研究

为了明确天水地区不同海拔高度对小麦务锈菌变异的影响，对采自天水地区高山、半山、川区的感病品种上的条锈菌夏孢子进行了染核观察。结果表明．小麦条锈菌夏孢子的多核率以高山区最多(0．55%)，半山区次之(0．50％)，川区最少(0．42%)。选取8个夏孢子多核率高于l％的菌系，在高感品种铭贤169上分别进行继代培养，测定供试菌系每代夏孢子的多核率。有些夏孢子多核率下降较快，如97-33等3个菌系，有些夏孢子多核率下降较慢，如97-44等5个菌系。     

陇南不同区域内两个小麦品种上条锈菌群体的毒性分析

为了解陇南越夏区内小麦品种铭贤169和小偃22上条锈菌的毒性组成及遗传多样性,利用19个中国小麦条锈菌鉴别寄主对陇南4个越夏区内两个小麦品种上采集分离的236个单孢菌系进行毒性分析。结果表明,陇南越夏区小麦条锈菌群体毒性结构复杂,不同区域间毒性多样性存在显著差异。在236个菌系中,198个被鉴定为13个已知小种(致病型),其中CYR32和CYR33为优势小种,频率分别高达30.51%和29.24%;其他11个小种(致病型)主要是水源11类群和Hybirde 46类群,频率较低,不足5%。另外38个菌系是能稳定侵染贵农22的新菌系,可归为两类,分别具有CYR32和CYR33致病特点,频率分别为7.20%和8.90%。所以当前抗病育种应以CYR32和CYR33为主,兼顾水源11、Hybirde 46、V26等其他致病类群。在铭贤169上,条锈菌群体毒性Nei’s基因多样性指数和香农信息指数分别为0.20和0.33,在小偃22上分别为0.17和0.28,说明铭贤169上的条锈菌群体毒性多样性高于小偃22,这种差异可能是寄主的定向选择作用和环境条件共同作用的结果。     

中国小麦主要抗叶锈病基因的有效性评价

为了给小麦抗叶锈基因的发掘和利用提供理论指导,对目前我国小麦主要抗叶锈病基因的有效性进行了评价。认为Lr1、Lr3、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr14a、Lr16和Lr26等基因单独应用已基本失效,但与Lr13和Lr34等合适的基因组合起来能够表现出残余的抗病作用;Lr9、Lr19、Lr24和Lr38等是典型的垂直抗病性基因,应慎重应用;虽然Lr13具有慢锈性、Lr23表现免疫,但这两个基因均对致病类型有专化性,遇到毒性致病类型时慢锈性或免疫特性均会失效。认为目前我国小麦中对叶锈病起抵抗作用的主要是Lr12、Lr13、Lr23、Lr34和Lr35等成株抗病基因、某些未知基因和水平抗病性基因。