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。     

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。     

甘肃陇南感病小檗在小麦条锈病发生中起提供(初始)菌源作用的直接证据

陇南是中国小麦条锈菌易变区、小麦条锈病的常发流行区和防治的关键地区.明确陇南小麦条锈菌转主寄主小檗在小麦条锈病发生中的作用,对阐释该地区小麦条锈菌新小种产生的来源和指导小麦条锈病的综合防控具有重要意义.本研究从陇南春季自然受锈菌侵染的堆花小檗及其邻近的小麦上分离获得小麦条锈菌菌系,19个来自发病小檗的单夏孢子堆菌系在中...     

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。     

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。     

紫外线照射对小麦条锈菌生物学效应的研究

 以紫外线(UV)不同剂量照射小麦条锈菌夏孢子,结果表明,其严重削弱夏孢子的存活,剂量效应曲线无明显肩区和尾指数区,小表条锈菌夏孢子对低剂量照射较为敏感;经紫外线照射的夏孢子接种小麦感病品种,其致病性发生改变,潜伏期延长,反应型降低,严重度减少;亦降低了小麦条锈菌的繁殖能力,单叶孢子堆数量减少,孢子堆长度变短,产孢量降低,产孢期缩短。这些生物学效应随照射剂量增加而加强。     

紫外线诱导小麦条锈菌毒性突变的研究

 以紫外线照射小麦条锈菌条中29号小种夏孢子诱发突变,用抗病小麦品种筛选毒性突变体,建立了7个毒性突变菌株,毒性突变率为10^-6~10^-4,各突变菌株都能正常感染其筛选品种,其毒性谱不同于任何已知小种。抗源品种群体对突变菌株有明显的抗性分化。研究证实毒性突变是该菌毒性变异的重要途径。     

小麦条锈菌毒性新菌系研究初报

从田间采集的标样中,首次分离到对具抗病基因(Yr3b、4b)的小麦品种Hybrid4b有稳定毒力的条锈菌菌系。该菌系毒性基因谱宽于条中29号,其致病范围比当前流行小种更广泛,对我国的重要生产品种和主要抗源有较强的苗期和成株期致病性。建议加强对毒性新菌系流行预测研究。     

中国条锈菌新小种条中30、31号的研究

本文报道了1991年以来对新小种条中30、31号鉴定与致病性的研究。继1991年发现对绵阳系成株小麦有致病力的、对Hybrid46有毒的新致病类型91—1,1993年又发现了新的致病类型93—1。根据它们对我国鉴别寄主的反应,命名为条中30、31号。与条中28、29号相比,新小种具有更宽毒性基因组成和更高的相对寄生适合度值,它们对我国生产品种、高代品系和重要抗源有更广的致病范围。证实两个新小种的出现和发展是绵阳系小麦抗条锈变异的主要因素,建议加强对新小种抗病育种和流行预测的研究。     

2008-2009年甘肃省小麦条锈菌生理小种监测结果

2008-2009年对甘肃省657份小麦条锈菌标样生理小种进行了监测,共监测出27个生理小种及致病类型。主要以Hybrid46及水源11致病类群为主。优势小种为条中33号、条中32号。条中33号居第1位,出现频率为21.5%~37.6%。条中32号已由2008年的第2位降到2009年的第3位,出现频率为15.1%~16.0%,基本保持稳定。次要小种水源11-4、5、7类型出现频率略有下降。新类型条中33（F.抗）出现频率为11.6%~18.9%, 水源11-4（F.抗）、水源11-7（尤ⅡS）出现频率不断上升。Yr9、Yr3b+4b、YrSu为我省的主要致病基因。抗锈育种应以条中33号、条中32号、水源11-4为主,兼顾Hybrid46和水源11致病类群中其他致病类型。     

冀鲁豫部分小麦生产品种在甘肃陇南的抗条锈性表现

2007-2008年,在甘肃省农科院植保所甘谷试验站及天水市的不同海拔高度地区,对收集到的146份冀鲁豫生产品种进行了全生育期抗条锈性鉴定及成株期抗条锈性监测。结果发现,仅有绵麦39抗性表现稳定,对接种鉴定及自然诱发的条锈病均表现免疫,合选18、许6、矮抗58等3份材料的抗性表现也相对较好,抗性比例仅为2.74%,其余142份材料均表现感病。文中还对各品种利用前景、评价等进行了讨论。     

中国小麦农家品种红锁条和白蚂蚱的抗条锈性遗传分析

为明确小麦农家品种所含抗条锈病基因组成及其抗病性和遗传特点,通过接种中国小麦条锈菌生理小种CYR31、CYR32和CYR33,对红锁条和白蚂蚱2个农家品种进行抗病性鉴定、基因推导及系谱分析和苗期抗病性遗传分析。结果显示,红锁条和白蚂蚱苗期均高抗3个流行小种CYR31、CYR32和CYR33,成株期高抗CYR32;红锁条和白蚂蚱均含有未知抗条锈病基因;红锁条对CYR31和CYR32的抗病性由2对隐性独立或重叠遗传基因控制,对CYR33的抗病性由1对隐性基因控制;白蚂蚱对CYR31的抗病性由2对显性互补基因控制,对CYR32的抗病性由1对显性基因控制,对CYR33的抗病性由2对隐性独立或重叠基因控制。农家品种红锁条和白蚂蚱含有抗条锈病基因,可以为抗病育种提供新抗源。     

陕西小麦条锈病发生面积预测模型

为提高陕西省小麦条锈病发生面积的预测准确度,以2010年-2018年陕西省小麦条锈菌冬繁区和越冬区的发生县区数、发生面积、温度和降雨量为数据集,通过Pearson相关性分析筛选病害流行的主要影响因子,利用全子集回归筛选病害流行的因子集。以筛选得到的影响病害流行的5个因子,即累计发生县区数、冬繁区条锈病发生面积、1月平均温度、1月平均降雨量和3月平均降雨量为自变量,采用全子集回归和BP神经网络算法开展小麦条锈病发生面积的预测研究。结果表明,全子集回归和BP神经网络算法对2019年-2020年的小麦条锈病发生面积预测准确度均达90%以上,预测2021年陕西省小麦条锈病发生面积分别为46.11万hm~2和52.85万hm~2。     

临麦系列春小麦品种抗条锈性分析

小麦条锈病是发生于甘肃省临夏州小麦生产上的最主要病害,种植抗病品种是防治该病最经济有效且有利于保护环境的措施。作者于2013年在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州低温温室和甘谷试验站进行了苗期、成株期分小种接种鉴定,并于2010-2014年对临麦系列春小麦品种‘临麦32号’~‘临麦36号’在甘肃省不同生态区的8个试验点进行成株期抗条锈性分析,结果表明:春小麦品种‘临麦32号’苗期对所有供试菌系均表现感病,成株期对CYR29和CYR32表现中抗-中感;‘临麦33号’除对CYR29苗期表现免疫、成株期表现中抗-中感外,对其余供试菌系均表现感病。对自然诱发的条锈病,两品种也表现感病;‘临麦34号’和‘临麦36号’除对新菌系G22-9、G22-14表现感病外,对其余菌系表现抗病,但自2013年开始两品种在田间也表现感病;‘临麦35号’全生育期对接种及自然诱发的条锈菌均表现抗病。苗期选用24个国内外供试条锈菌单孢菌系进行基因推导分析,发现供试临麦系品种抗性谱与已知基因载体品种的抗性谱均不一致,初步推测供试临麦系品种含有未知抗条锈基因。     

陕甘川豫主要后备小麦品种对中国条锈菌优势种群苗期抗性的聚类分析

为了弄清我国小麦条锈病主要流行区后备小麦品种的抗锈性,选用6个条锈菌优势菌系,对陕、甘、川、豫四省近年来培育的200份后备小麦品种进行苗期和成株期鉴定,并分别对不同省份后备品种的抗条锈性进行聚类分析。结果表明,供试品种对我国条锈菌优势种群的抗锈性表现为:四川省后备品种抗锈性最强,对供试菌系全免的品种占80.82%;其次为陕西省和甘肃省,分别为52.73%和50.00%,河南省的最弱,全免的品种仅占22.22%;从抗性类型种类和分布来看,陕西省后备品种抗性分化明显,中间类型少,甘肃省品种的抗性类型分布比较均匀,表明陕西省后备品种的抗锈基因较单一,甘肃省后备品种中所含的抗病基因类型复杂,显示甘肃省近年来重视抗源多样化育种带来了成效;成株期抗锈品种数量明显多于苗期,表明后备品种中存在大量的成株抗锈品种。     

临夏地区小麦条锈菌越夏特点

通过多年对临夏州小麦条锈病的调查,明确了小麦条锈病在临夏州的流行规律及越夏条件。临夏州小麦条锈病具有流行危害时期长,越夏菌源量大,突发性强,发生范围广及新的生理小种出现频率高等特点,提出了综合治理临夏州小麦条锈病对保护全国小麦生产的重要意义。     

小麦品种C591的抗条锈性遗传分析

C591是原产于印度的普通小麦品种,苗期和成株期均对中国小麦生产上流行的条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)主要生理小种表现良好抗性。本文以感病品种Taichung29作母本、C591作父本通过杂交制备了F₁代、F₂代和BC₁代种子,用人工接种方法研究了C591及其杂交后代对小麦条锈菌不同生理小种的苗期抗性并进行了遗传分析。结果显示,C591与Taichung29杂交F₁代植株对小麦条锈菌条中19号、条中29号和条中32号小种均表现出与C591相似的高抗,说明C591中的抗条锈基因主要为显性表达。根据杂交F₂代、BC₁代植株的抗性分离情况和F1代植株及亲本的抗性表现,说明C591中至少具有3对抗条锈基因,针对条锈菌不同的生理小种其有效性是不同的。对条中32号小种的抗性受1对显性基因控制,对条中29号小种的抗性受1对显性基因和2对隐性基因的独立控制,对条中19号小种的抗性受2对显性基因独立控制。结果表明,C591作为抗源在我国小麦抗锈育种中具有较大应用价值。