欧洲小麦白粉菌的毒性监测和抗病基因的利用

欧洲小麦白粉菌的毒性监测和抗病基因的利用段霞瑜（中国农科院植保所北京１０００９４）自Ｒｅｅｄ１９１２年首次报道二粒小麦的一些群体对小麦白粉菌免疫以来，欧洲、北美和澳大利亚等地区和国家的小麦遗传学家和育种家，对小麦白粉病抗病基因的研究、转移和利用做了大...     

我国主要小麦推广品种抗白粉病基因的分子检测

为了解我国主要小麦推广品种抗白粉病基因的分布与利用情况,采用分子遗传标记技术,对我国代表性小麦推广品种中Pm2、Pm3、Pm4、Pm6、Pm8、Pm13、Pm21、Pm23等抗病基因进行了分析。结果表明,几乎所有供试品种均含有上述1个或多个抗病基因,部分小麦品种同时携带有4～6个抗病基因;其中携带Pm3、Pm2、Pm8、Pm23和Pm4的频率最高,而Pm13和Pm21等应用潜力较大的抗病基因只分布在少部分品种中。在今后的工作中应该加强新抗源的鉴定和应用的力度。     

36个小麦审定和区试品种(系)的抗白粉病基因推导

明确我国当前小麦审定和区试品种含有的抗白粉病基因, 可为这些品种在小麦抗病育种中的应用及品种合理布局和轮换提供依据。本研究采用24个不同毒性的小麦白粉菌菌株对36个小麦审定和区试品种(系)进行抗白粉病基因推导, 参试品种(系)与46个已知抗病基因小麦品种(系)抗谱比较的结果表明, 11个小麦审定品种中有5个品种对所有供试白粉菌菌株表现抗性, 结合亲本溯源, 推测其中有3个品种可能携有Pm21基因; 另外6个审定品种中有5个品种可能含有抗病基因Pm2, 且其对应的亲本或亲本组合中含有抗病基因Pm2。25个区试品种(系)中有3个可能含有Pm21, 10个含有Pm2, 1个含有Pm2+6,2个含有Pm4b,1个含有Pm8。另外, 参试的36个品种(系)中还有9个品种(系)和已知基因品种抗谱存在一定差异。总体上, 推导出已知基因的品种以含有Pm2基因的品种最多, Pm21基因的品种次之, 建议在生产上加强对Pm21基因品种(系)特别是已审定的携有Pm21基因品种的推广和应用, 应该注意一些省份在育种和生产上应慎用或少用含Pm2基因的品种(系)。     

小麦白粉菌附着胞畸形现象的研究

 研究了70份小麦抗白粉病育种材料和品种上小麦白粉菌附着胞的畸形现象。结果表明:附着胞分瓣是畸形的主要形式,分瓣附着胞丧失了侵入能力,因此分瓣是一种重要的抗病现象。分瓣的发生与寄主的局部抗病反应无关,而与Pm4抗病基因有着密切的关系。     

小麦新品系抗白粉病基因分析

 本文对6个小麦新品系所含的抗白粉病基因进行了遗传分析。将感病品种Liaochun10分别与SM 20121、SM 203390、SM 20125、SM 200332、SM 20126、SM 20005杂交和自交,并将这6个品系互配成半双列杂交组合。用小麦白粉菌15号小种的单孢堆菌系对各杂交组合的亲本、F₁、F₂代群体及F₃代家系进行了苗期抗病性鉴定。遗传分析表明,供试的6个品系对小麦白粉菌15号小种的抗性均由1对显性基因控制。等位性分析推断:SM 20121、SM 203390、SM 20125和SM 200332含有抗白粉病基因Pm12;SM 20126含有抗白粉病基因Pm21;SM 20005含有抗白粉病基因Pm16。建议将这6个品系作为优良抗病亲本利用。     

小麦品种(系)抗白粉病基因推导及分子标记鉴定

利用基因推导法和分子标记对我国主要麦区的小麦品种(系)进行了抗白粉病基因的鉴定。结果表明,南30-10等15个品种(系)含有Pm8,新麦2号等9个品种(系)含有Pm4,中植4号等9个品种(系)含有Pm21,郑麦113含有Pm4b+5b,杨09-111和新紫1号含有Pm2+mld。研究发现,基因推导和分子标记相结合,可大大提高小麦品种(系)抗白粉病基因鉴定结果的准确性,鉴定结果可为抗病育种和品种布局及白粉病的防治提供依据。     

4个冬小麦新品系抗白粉病基因的鉴定

 分别用含有已知抗白粉病基因Pm2、Pm4b、Pm6的品种和感病品种与作者培育的4个抗白粉病新品系杂交,在温室鉴定了亲本和F₂代幼苗对北京地区优势白粉病菌株E09号的反应,以确定它们含有的抗病基因。结果:CA9550含有2对有效抗病基因Pm2和Pm4b;CA9640、CA9641和CA9648均含有1对有效抗病基因Pm2。     

2010-2017年河南省小麦白粉菌群体的毒性变化动态监测

为了解河南省小麦白粉菌群体毒性结构及年度动态变化, 对河南省近8年来的小麦白粉菌群体毒性进行了监测, 结果表明其病菌群体对小麦白粉病抗性基因或组合Pm1a、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm3e、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17、Pm19、Pm1+2+9的毒性频率高于70%, 这些基因为无效抗病基因; 对抗性基因或组合Pm1c、Pm2、Pm5b、Pm12、Pm13、Pm16、Pm21、Pm22、Pm23、Pm24、Pm35、Pm36、Pm46、Pm“XBD”、Pm2+Mld、Pm2+6的毒性频率低于30%, 其中对抗性基因Pm12、Pm16和Pm21的毒性频率为0%, 这些基因依然为有效的抗病基因。病菌群体对Pm4a、Pm4b、Pm4+8等抗性基因或组合的毒性频率近年来总体呈上升趋势, 且毒性频率已达到30%~70%, 应加强对这些抗病基因或组合的重点监测, 并建议在抗病育种中谨慎使用。     

陕西省小麦抗白粉病基因及新育成小麦品种(系)抗白粉病分析

为明确已知小麦抗白粉病基因载体品种以及2005—2007年陕西省新育成小麦品种(系)的抗病性,采集陕西关中不同地区小麦白粉病菌作为菌源,分年度在人工诱发病圃中对32份已知抗白粉病基因品种及578份新育成小麦品种(系)进行鉴定。结果表明,目前在陕西省仅Pm21、Pm4a、Pm5 6、Pm2 Talent及小黑麦具有优良的抗病性;Pm4b、Pm5(Mli)、Pm13、Pm19、Pm"Era"、Pm2 Mld的抗病性较弱;其它基因抗病性较差。新育成的小麦品种(系)中绝大部分对白粉病表现感病,苗期和成株期均抗病的材料仅27份,占4.67%,成株期抗病性的46份,占7.96%,其中,簇毛麦后代材料抗病性较高。     

植物免疫蛋白制剂阿泰灵诱导小麦抗病增产效果及作用机制

阿泰灵是我国自主研发的植物免疫蛋白制剂,能诱导多种植物的广谱抗性,并能促进植物生长、提高产量,但在小麦生产中尚未开展相关研究。2016年作者分别在山东省和河南省开展了阿泰灵对小麦抗病和促生长的田间试验,并初步研究了阿泰灵诱导小麦抗病的作用机制。研究结果表明,用400倍阿泰灵稀释液拌种,并分别在返青期、拔节期和扬花期进行1000倍喷雾使用,能显著提高小麦叶片的叶绿素含量、须根数和根系活力;对小麦纹枯病、白粉病和叶锈病3种病害的诱抗效果达到29.3%~64.9%;穗长、穗粒数和千粒重也显著提高,产量增加15%以上。阿泰灵喷雾处理小麦6叶期幼苗后12~24 h,POD、SOD和CAT防御酶活性提高45%,抗病相关基因PR-1、PR-2和PR-5也比未处理小麦转录表达提高10倍。以上研究结果表明,阿泰灵能有效促进小麦生长,并提高小麦抗病性;防御酶活性提高和抗病基因上调表达是阿泰灵诱导小麦抗病增产的重要作用机制之一。