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。     

小麦秆锈菌新小种Ug99及其对我国的影响分析

Ug99(TTKS)是1999年在乌干达首次发现的对最重要小麦抗秆锈病基因Sr31有强毒力的秆锈菌新小种。大量证据显示:该小种不仅具有极其特殊的毒力组合而且传播十分迅速,除在中非乌干达、东非肯尼亚、埃塞俄比亚、苏丹流行外,Ug99现已越过红海、传到了阿拉伯国家也门,以及巴基斯坦的沿海地区,越来越逼近我国。Ug99堪称我国的超毒小种,我国最典型的秆锈菌小种只能分别克服或Sr5或Sr9 e或Sr11单基因抗性,而Ug99不仅具有Sr5、Sr9 e、Sr11的联合毒力,而且还具有Sr21、Sr31、Sr38的联合毒力,而我国从未有小种能克服后者的抗性。1B/1L(含Sr31)易位系曾是我国使用的重要秆锈抗源,必对Ug99高度脆弱,我国118份小麦品种在KARI的测定结果表明,高感品种频率98.3%。一旦Ug99入侵我国,其他流行条件也完全具备。因此,充分作好防范Ug99流行的准备十分必要。     

小麦秆锈菌新型小种Ug99的研究进展

Ug99(TTKS)为1999年在乌干达首次发现的秆锈菌新小种,对小麦抗秆锈病基因Sr31具有强毒力.此小种致病性极强,传播迅速,给全球小麦生产带来威胁.在肯尼亚用Ug99对我国118个小麦生产品种和材料进行抗病性鉴定结果表明,高感品种占98.3%.该小种一旦传入我国,将对小麦生产造成严重损失.笔者对国内外关于小麦抗Ug99遗传研究、抗病基因分子标记研究现状及我国应对措施进行了概述.     

国外抗Ug99小麦种质及国内品种抗秆锈性鉴定与评价

为预防强毒小种Ug99(TTKSK)及其突变菌株入侵我国引起小麦秆锈病流行、挖掘抗性资源和选育持久性抗病新品种,选用我国小麦秆锈菌主要小种21C3CTH、21C3CFH和34MKG对国外抗Ug99的78个小麦品种(系)和国内142个小麦品种进行田间成株期抗性鉴定,并利用SSR分子标记检测抗Ug99基因Sr22和Sr25在国内小麦品种中的分布。结果表明,国外品种(系)对供试单一小种的抗性频率分别为73.08%、84.62%和97.44%,表现全抗的为71.79%。国内品种对供试单一小种的抗性频率分别为57.04%、62.68%和66.2%,表现全抗的为50.7%,分子标记检测未检出抗病基因Sr22和Sr25。     

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。     

黑龙江省83份小麦品种抗秆锈病基因的分子检测

 为了明确黑龙江省小麦品种(系)对中国秆锈菌的抗性水平和了解抗秆锈病基因在该区域的分布情况,本研究选用中国小麦秆锈菌流行小种21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM对从该区域征集到的83份主要小麦品种(系)进行了苗期抗秆锈病的评价,并利用与抗秆锈病基因Sr2、Sr24、Sr25、Sr26、Sr31和Sr38紧密连锁的分子标记分别进行了分子检测,结合苗期表型及系谱,推测这些品种(系)可能含有的抗病基因。结果表明,83份小麦品种(系)对供试秆锈菌小种均表现抗性,对21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM表现免疫或近免疫的分别为57、53和60份,各占供试材料数量的68.68%、63.85%和72.29%,其他剩余材料对3个供试秆锈菌小种表现中抗或高抗。分子标记分析表明,83份主要小麦品种(系)中有12份可能含有Sr2;克旱3号可能含有Sr25;6份小麦品种可能含有Sr31;19份小麦品种可能含有Sr38;没有检测出含有Sr24和Sr26的品种。因此,黑龙江省小麦品种对中国小麦秆锈病抗性水平相对较高,含有抗秆锈病基因Sr2以及对我国小麦秆锈病表现良好抗性的基因Sr31和Sr38,可能含有其他未知抗秆锈病基因,这些优良抗源材料可作为未来小麦生产育种的种质资源。     

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。     

一九九○年全国小麦秆锈菌小种动态

1990年在我国17个省、市、自治区的42个县采集到小麦秆锈病(Puccinia graminis f.sp.tritici)标样129份,从中分离鉴定了183个菌株。小种命名中同时采用了原半开放式鉴别寄主系统和美国明尼苏达大学禾谷类锈病室代码(Pgt-code)系统构成的复合命名法,共鉴定出21C3和34C2两个小种类群,21C3-CHK,21C3-CFH,21C3-CKK,34C2-MFK,34C2-MKK 和34C2-MKR 等6个小种,其出现频率依次为61.20%、12.6%、7.7%、1.1%、1.1%和0.5%。21C3-CKH 为当前流行小种,21C3小种群的出现频率为97.3%,34C2类群为2.7%。在利用89个菌株对41个 Sr 单基因系的毒力频率测定中,没有发现对 Sr 9e、11和38有毒力的菌株,对Sr25,26,31,35,GT 和 Wld-1的毒力频率均在9%以下。     

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。     

我国小麦秆锈菌群体毒性基因的初步研究

利用29个抗秆锈病小麦单基因系(或近等基因系)对来自我国云南、陕西、辽宁、四川等16个省(区)的74个菌株进行了测试,分析了我国小麦秆锈菌群体的毒性基因频率、毒性因子、毒性值和毒性基因组合的多样性。结果表明:(1)毒性基因V6、V7b、V8a、V9d、V9g、V10、V17、V36、Vw1d—1的出现频率较高(68.9％—98.6％),其对应的抗性基因为目前我国小麦秆锈菌的无效基因;其次为V5、V9b、V13、V21、V24、V25、V27和V37(39.2％—62.2％);毒性基因V9e、V11、V22、V26、V29、V30、V31、V32、V33、V38、VGt和VTmp的出现频率达0％—30％,其对应的抗性基因为目前我国小麦秆锈菌的有效基因。(2)我国小麦秆锈菌群体毒性与北美相比存在着很大的异质性,其毒性因子和毒性值分别为7.0和701.05,且毒性基因组合比较丰富,分布较为均匀。     

2012年部分麦区小麦白粉菌群体对三唑酮敏感性及其与毒性的关系

 抗病品种和化学防治是控制植物病害最有效的两种措施,病原菌在长期选择压下可改变其群体结构,以逐步适应品种抗性和杀菌剂压力。本研究采用拌种离体叶段法对 2012年采自我国9个省(市)的129个小麦白粉病菌Blumeria graminis f. sp. tritici单孢堆分离物进行了三唑酮敏感性检测,同时采用31个已知抗病基因品种(系)对其进行苗期毒性测定,并对二者之间的相关性进行分析结果表明:129个供试菌株对三唑酮的EC₅₀为 109.97 mg/L,平均抗药性水平达到52.62倍,变异系数为 107.2。所有供试菌株中,99.22% 的菌株产生了抗药性,其中高抗菌株占58.91%,中抗菌株占37.98%。北京菌株的抗药性水平明显高于其他8个省市。利用Popgen1.32软件对9个省(市)小麦白粉病菌群体的毒性多样性分析结果表明,四川群体毒性基因多样性水平最高,Nei基因多样性H值为0.224 1,浙江群体最低,H值为0.096 8。小麦白粉菌群体对三唑酮的敏感性和毒性的相关性分析表明,EC₅₀或EC₅₀变异系数与毒性多样性之间均不存在显著的相关性,但EC₅₀与毒性基因数目之间的关系符合对数方程。此结果可为杀菌剂和抗性品种的合理利用提供依据。     

小麦与秆锈菌非亲和性互作对秆锈菌生长发育的影响

 本文研究了小麦与秆锈菌3种典型类型非亲和性互作对秆锈菌生长发育的影响。结果表明,完全非亲和性互作ISr5-Ra/21C₃ CKR(Sr5/P5)使秆锈菌芽管生长方向与叶片长轴夹角显著变小,比对应的亲和性互作ISr5-Sa/21C₃ CKR(sr5/p5)平均小6.22°。高度非亲和性互作ISr 11-Ra/34M KG(Sr11/P11)使秆锈菌附着胞总分化率显著降低,接种后第1、2 d平均分别降低21.16%、33.37%,3种类型非亲和性互作对附着胞在气孔上的定位无影响。各类非亲和性互作对秆锈菌菌落扩展有不同程度极显著抑制作用。完全非亲和性互作、高度非亲和性互作及中度非亲和性互作ISr 6-Ra/34C2 MFR(Sr6/P6)侵染点寄主细胞坏死率分别为66.7%~76%、近100%及52.4%~87.1%。     

小麦白粉菌的联合致病性分析

 根据传统应用的生理小种研究方法存在着因鉴别品数的不同及其数目的改变而引起小种命名的混乱;同小种不同菌株致病性不同及有限的鉴别寄主不能及时区分出危险性小种等问题,本文改用病菌群体对品种的毒力频率和联合致病性方法,用河南各地的90个小麦白粉菌株分别接种9个已知抗性基因的品系和8个推广或区试品种所得到的侵染型资料,分别计算菌株群体对各对品种的联合致病性系数和联合毒性系数.结果表明本省小麦白粉菌群体中的V₁和V₃c、V₁和V₅及V₃b和V₃C等毒性基因是联合的;花培28和周80—48及周80—48和郑州831等品种组合搭配种植可有效地控制小麦白粉病.因此这套方法对生产和抗病育种的作用是直接的.文中提出应根据研究对象和研究目的不同,选择适当的研究方法,以提高病原物致病性研究结果的有用性.     

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。     

2008年我国主要麦区白粉菌群体对三唑酮和喹氧灵的敏感性监测

采用拌种离体叶段法对我国6个省(市)分离的小麦白粉菌108个和104个单孢堆菌株分别对三唑酮和喹氧灵的敏感性进行了测定,并对两者之间的交互抗性进行分析。结果表明,供试菌株对三唑酮的平均EC50为94.34mg/L,平均抗性水平达45.14倍,有97.25%菌株产生了抗性,其中高抗菌株(抗性水平40)占35.19%,中抗菌株占55.56%。河北菌株的抗性水平明显高于其他五省。小麦白粉病菌群体对喹氧灵的敏感基线为0.0059mg/L,且与三唑酮无交互抗性。此研究信息可为小麦白粉病抗药性持续治理措施的制定以及杀菌剂生产和使用策略提供依据。     

小麦秆锈菌鉴别寄主品种Orofen对小种21C3和34C2抗病基因的单体分析

 用中国春单体系列和二体中国春作为母本与Orofen杂交。选择出所有类型的单体杂种F1植株,令其自交结实。在温室内(10-25℃)用秆锈菌小种21C3和34C2的单孢菌系分别接种鉴定各杂交组合的F₂代苗期的抗性分离表现。对小种21C3,除2D和6D之外,其它单体类型和二体对照的F₂代都符合抗病15:1感病的分离比例;对小种34C2,除2D之外,其它单体类型和二体对照的F₂代都符合抗病3:1感病的分离比例。用Orofen与含有国际上已定位于2D和6D染色体上的已知Sr基因的品系(或品种)杂交。对小种21C3,Orofen与含有Sr5和Sr6的单基因系的杂交F₂未分离出感病的植株;对小种34C2,只有与含有Sr6的单基因系的杂交F₂代未分离出感病的植株。这表明,Orofen在2D染色体上含有Sr6,它兼抗小种21C3和34C2,分别提供0-1;1⁺⁺x^-和;1-;1⁺⁺x^-的抗性效应;而在6D染色体上携带抗病基因Sr5,它只抗小种21C3.控制0-;1^-的侵染型。对无毒性的小种,Sr5对Sr6的抗病效应是上位的。     

小麦白粉菌群体的毒性基因研究

 1987-1989年间,自四川收集的85个小麦白粉菌株接种在11个已知抗白粉病单基因小麦品种及近等基因系上。试验结果表明:v1,v3b,v3c,v5毒性基因频率很高,达90%以上,次为v3a,v7,v8(88.2-65.9%),v2,v6分别为42.4%和37.6%,v4a,v4b频率最低(15%以下),毒性基因组合中,以v2+v6,v2+v4a,v2+v4b,V4b+v6,v4a+v8的出现极少,表示含有相对应抗性基因组合的品种是高度抗病的。供试的四川小麦白粉菌株,多数均具有7-8个已知毒性基因,毒谱较广。这给该地区小麦抗白粉病育种工作增加了难度。     

基于小麦白粉病菌rDNA ITS序列的PCR分子检测

 Wheat powdery mildew(Blumeria graminis f.sp.tritici) is the one of main wheat diseases in China.Based on the internal transcribed spacer(ITS) sequences of ribosome of B.graminis f.sp.tritici,three molecular primer pairs(F1/R,F2/R and F3/R) were designed to detect the fungal pathogen of wheat powdery mildew.The species specificity of these primers was confirmed.F1/R was demonstrated a higher sensitivity than the other two primer pairs,and could detect as low as 1 pg DNA of B.graminis f.sp.tritici.Furthermore,F1/R primer pair was used to detect the pathogen DNA extracted from wheat leaves showing chlorosis and typical symptoms of powdery mildew caused by artificial inoculation with B.graminis f.sp.tritici.The preliminary results demonstrated the usefulness of this primer pair and its potential applications in efficient detection of wheat powdery mildew pathogen from leaves with latent infections at early growth stages of wheat.     

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。     

2002年部分麦区小麦白粉病菌对三唑酮的抗药性监测及苯氧菌酯敏感基线的建立

 采用拌种离体叶段法测定了2002年采自北京、江苏、山东、山西、河北、新疆和四川7省市部分麦区的109个小麦白粉病菌菌株对三唑酮和苯氧菌酯的敏感性,结果表明小麦白粉病菌群体对三唑酮敏感性EC₅₀平均值是63.70 μg/mL,平均抗性水平为30.48倍,最高抗性水平达142.97倍。其中江苏、山东、四川三地的菌株抗药性水平明显高于河北、北京、山西和新疆。同时测得病菌群体对苯氧菌酯的敏感基线EC₅₀值为85.82μg/mL,且白粉病菌对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂苯氧菌酯和三唑类杀菌剂三唑酮之间无交互抗性。该结果可为这两类杀菌剂在生产上的合理应用和抗药性治理提供依据。