我国小麦条锈病菌传播与高空气流关系的初步研究

 1982~1984年间每年8月下旬至11月下旬,收集兰州、天水、武都、西宁、拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、丽江、西昌、成都、西安、汉中、宜昌等13个代表性地点的高空气流动向,风速及气流上升与下沉等资料,进一步分析我国主要越夏区的条锈菌源可能传播动向。结果表明,在3000米以下高空,气流复杂多变,向各方向活动,病菌可随气流向各麦区广泛传播;在5500米高空,气流活动以西风为主,占47.5%,其次为西北风,占26.5%,再其次为西南风,占17.6%,而且高空风速达11.3米/秒,这进一步说明3000米以上高空气流对甘、青、宁、川越夏菌源基地由西往东向各个方向吹送条锈病夏孢子更为有利;也说明越夏菌源基地在3000米以下的气流由东往西同样有效。但由于栽培、地理和气候条件的关系,越夏菌源基地以西地区不种冬小麦,向西传播的作用很小。因此,根据高空气流所揭示的动态,确凿阐明了我国小麦条锈病主要越夏菌源基地关键传播时期的菌源是由西往东传播。     

我国小麦秋苗条锈病发生规律及其区间菌源传播关系

全国冬小麦秋苗均可遭受来自西北和西南越夏区条锈菌的侵染与危害, 条锈菌在寄主上进一步繁殖和发展, 引起本地或者外地小麦条锈病流行。不同麦区秋苗条锈病发生时间、发生程度及其菌源传播规律各不相同, 年度间亦存在差异。根据小麦条锈病发生流行频率、病菌越冬和越夏情况、秋季菌源和春季菌源的有无与多少、提供时间及其影响范围与作用, 结合地理生态条件、气候特点、小麦种植区划与栽培模式等, 将中国小麦条锈病发生流行区域划分为8个明显不同的生态区系, 即关中、华北春季流行区; 成都平原、江汉流域冬季繁殖区; 西北、川西北越夏易变区; 云贵高原越夏冬繁区; 新疆冬春麦常发区; 西藏高原青稞、小麦常发区; 南方晚播冬麦偶发区; 内蒙古、东北春麦偶发区。通过病害实地调查、病菌群体遗传多样性和高空气流轨迹分析, 进一步揭示了区间菌源传播关系。陇南、陇中、陇东、宁南、海东、陕西宝鸡以及川西北和云贵高原等地区离越夏区较近, 冬小麦播种较早, 秋苗条锈病发生早、发病重, 秋季随西北气流传播到平原冬麦区和海拔较低的冬麦区侵染危害秋播麦苗, 其菌源数量对全国小麦条锈病发生流行程度起着至关重要的作用, 是中国小麦条锈病的秋季菌源基地, 面积约67万hm2; 成都平原、江汉流域、陕南、豫南、云贵坝区等麦区, 离条锈菌越夏区相对较远, 小麦播种期也较晚, 秋苗发病较晚较轻, 但冬季气候温和, 雨露条件充沛, 条锈菌在冬季可以不断侵染和繁殖, 在早春可积累大量菌源, 然后向北部和西部广大麦区扩散传播, 引起小麦条锈菌春季侵染, 是中国小麦条锈病的春季菌源基地, 面积约200万hm2。云贵高原越夏冬繁区可为我国广大麦区特别是长江中下游麦区提供部分菌源, 荆州等鄂东南地区是云贵菌源向长江下游麦区传播的中转站。云南与甘肃之间存在大量的基因流, 推测云南可能是中国小麦条锈菌重要的起源中心。西南和西北秋季菌源对长江流域麦区的相对重要性有待进一步研究明确。     

2006年西北川西北小麦条锈病越夏概况和有关问题的探索

简述了2006年我国重要越夏区西北和川西北小麦条锈病菌越夏概况和特点,分析了条锈病越夏菌量低的原因,提出了进一步对小麦条锈病菌源区精准勘界、验证和评价定西和临夏等地菌源作用和地位,探求条锈病菌越夏菌源量引起全国大部地区流行的作用底限的建议。     

阿坝州小麦条锈病发生规律的研究

1979—1985年在四川省阿坝州越夏区进行条锈病发生规律调查。该地区海拔2900米以上的晚熟小麦约2.5万亩,条锈病持续发生至9月下旬,为自生麦苗和部分早播秋苗提供菌源。自生麦苗的发病面积近3万亩,其中休闲地约2.5万亩,主要分布在松潘、黑水2400—2900米地区,自生麦苗较多,发病较重;荞麦复种地约4000亩,主要分布在黑水、茂汶和汶川等地1700—2500米地带,自生麦苗较少,发病较轻。自生麦苗提供菌源的关键时期是9月上旬至10月下旬。秋苗发病面积约3.7万亩,主要分布在松潘、黑水2700—2950米地带,自9月中旬至12月下旬不断发生流行,而以8月中旬至9月中旬播种的秋苗发病较重,菌源较多,这在越夏菌源传播中起着很重要的作用。条锈菌在阿坝州又可越冬,构成周年侵染循环,常年流行,这不仅严重危害当地小麦生产,而且向广大冬麦区秋苗提供大量菌源。因此,综合治理阿坝州越夏区至关重要。     

湖北省西北部山区小麦条锈菌越夏研究简报

 越夏是小麦条锈菌周年循环中的一个关键环节,前人研究已经证明,我国小麦条锈菌越夏地点有多处,分布在西北、西南、华北地区(一般在海拔1600 m以上、夏季最热一旬的旬平均气温不超过23 C的地方),其中甘肃陇南和陇东、青海东部农区、宁夏六盘山地区、四川西北部是越夏菌源的重要"基地"。     

应用HYSPLIT-4模式分析小麦条锈病菌远程传播事例

 小麦条锈病的发生及大区流行与病原菌的远程传播密切相关。预测小麦条锈病大区流行的关键是搞清病原菌的远程传播路线和孢子云浓度变化规律。气流是菌源传播的主要动力,因此,气流运动的物理模型是对小麦条锈病菌远程传播事例分析的有力工具。本研究利用再分析格点资料(NCEP/NCAR Reanalysis Data),基于HYSPLIT-4模式,对历史上我国小麦条锈病菌远程传播的经典事例(分别发生于1960、1964、1975和1983年)进行了分析,着落区孢子浓度时间序列模拟结果与观察到病害发生前几天的降雨事件是相符的,结果表明小麦条锈病的远程传播及发生时间可通过计算大气环流运动来预测,病原菌孢子的沉降除由于孢子自身重力而引起的沉降外,很大程度上还受到降雨引起的湿沉降的影响。HYS-PLIT-4模式可用于探讨我国小麦条锈病区域间菌源传播关系问题,进行病害的预测预报,进一步指导我国小麦条锈病越夏和越冬调查以及菌源区综合治理和小麦品种布局。该研究在方法和技术上也可为研究其它病原菌远程传播提供借鉴。     

甘肃地区小麦条锈病菌越夏规律的初步研究

 小麦条锈病菌主要在海拔2300公尺左右的晚熟春麦和海拔1400-1500公尺以上的自生麦苗上越夏。根据自然地理区划、越夏特点和菌源传布作用等,初步将甘肃省的越夏地区划分为以下四个区:(1)陇东晚熟春麦及自生麦苗越夏区;(2)洮岷晚熟春麦及自生麦苗越夏区;(3)陇南半山地带自生麦苗越夏区;(4)天祝高寒山区晚熟春麦越夏区。这四个越夏区中以洮岷越夏区的菌源最多。     

陇南南部小麦条锈菌越夏的初步研究

 1980年和1981年的田间调查和系统观察结果表明,陇南南部是新发现的条锈菌越夏区。它位于甘肃省东南部,包括武都、文县、成县、宕昌、舟曲和迭部等六县。康县也可能属于这一越夏区。从地理位置看,陇南南部越夏区把我国西南和西北两大片条锈菌越夏区连成一片,对交流这两个地区的越夏菌源具有重要作用。     

四川地区小麦叶、秆锈菌的越冬和越夏

小麦叶锈病是四川冬、春麦上的常发病害,但仅在局部地区偶尔流行;叶锈菌在盆地内以夏孢子越冬,仅很少夏孢子能越夏,其主要越夏场所在海拔800～3 500 m地区的各类小麦上,而在1 900 m海拔地区、6～8月均温19.5℃的地方越夏菌量最大,呈显著优势。小麦秆锈病则是春麦区偶然流行的病害,其在盆地内常年无越冬菌源,但可在盆地内直至3 500 m海拔地区的小麦上越夏,其中以1 500 m以下,特别是700 m左右,6～8月均温23℃的地方越夏菌量较大。     

四川绵阳地区小麦条锈病流行规律研究

研究结果表明,绵阳地区小麦条锈病发生流行很频繁,其流行频率比陕西关中常发区还要高,只要有一定面积的感病品种,条锈病就流行。秋苗发病早,密度大,菌源多,病菌在冬季可不断侵染繁殖、扩展蔓延,没有明显的越冬阶段。在春季,锈病流行早,发展快,3月下旬至4月上旬即达到高峰,病情严重。因此,认为这类流行区可向其它麦区提供菌源,起到菌源传播的桥梁作用。本文还讨论了品种抗性退化和综合防治问题。     

四川省小麦条锈病流行区划及菌源传播路径分析

四川省是我国小麦条锈病菌Puccinia striiformis Westend f.sp.tritici Eriks的菌源地和常发区,近10年秋苗病害始见期提前、流行期加长、危害损失呈上升趋势.在实地调查基础上,利用GIS技术对全省132个小麦主产县(市、区)1987-2006年小麦条锈病发生情况进行系统分析.结果表明,四川省小麦条锈病流行区域可划分为川西北越夏区、川西南越夏及冬繁区、盆地冬繁区和川东南春季流行区.GIS软件分析发现病菌孢子在四川盆地内的传播路径为沿岷江、涪江、沱江和嘉陵江等4条河流自北向南、自西向东传播.     

应用real-time PCR 定量检测田间小麦条锈菌潜伏侵染的研究

 为快速、及时地定量检测处于潜育状态下的小麦条锈菌菌量,本研究于2009－2010年实施田间试验,在北京和甘肃各设3个试验小区,将小区分割成1 m×1 m或1.5 m×1.5 m的小格。初春刚返青叶片出现症状前,在每小格内采集30片叶,提取叶片基因组DNA,应用已建立的real-time PCR定量测定方法,计算每个样本的分子病情指数(molecular-detected disease index, MDI）。在本试验的天气条件和试验设计下,采样10 d后,调查田间标记采样点的发病情况,计算病情指数DI,比较MDI和DI的关系,建立回归模型。结果表明：甘肃甘谷3个试验小区的MDI和DI存在极显著的相关性（R₂¹=0.813 6,R₂²=0.884 5,R₂³=0.592 8）;北京上庄3个试验小区的MDI和DI也存在极显著的相关性（R₂¹=0.742 3,R₂²=0.578 4,R₂³=0.858 4）。本研究证明了应用分子生物学方法可估测小麦条锈病潜育侵染程度的可能性,为建立分子定量测定田间潜育侵染量系统提供了可靠依据。     

四川省小麦条锈菌耐高温性鉴定及其cDNA文库构建

近年条锈菌越夏调查发现,小麦条锈菌耐高温性增强,越夏海拔下限有所降低。本研究通过在高温(21±0.2)℃条件下接种,评价了119个来自四川省的条锈菌菌株耐高温性,并构建了耐高温菌株SC-PX1-4-3萌发夏孢子的cDNA文库。结果发现来自四川的条锈菌群体中耐高温菌株占35.3%,主要分布在成都市、凉山市、简阳市和广元市。夏孢子萌发率统计分析表明,耐高温菌株在高温条件下比温度敏感菌株具有更高的萌发率。采用SMART技术构建了耐高温菌株萌发夏孢子cDNA文库,库容为2.1×106cfu,插入片段平均多大于1.0kb。本研究结果初步明确了四川省小麦条锈菌群体中耐高温菌株组成和分布区域,不同菌株在夏孢子萌发阶段对高温的耐受性存在显著差异,为进一步研究条锈菌耐高温机制奠定基础。     

Spatial genetic diversity and interregional spread of <Emphasis Type="Italic">Puccinia striiformis</Emphasis> f. sp. <Emphasis Type="Italic">tritici</Emphasis> in Northwest China

In China, wheat stripe rust, caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici, is one of the most destructive diseases of wheat. The Longnan and Linxia regions in Gansu Province and Qinghai Province are the major over-summering regions for the pathogen and key epidemiological zones in Northwest China. Population genetic diversity and interregional long-distance spread of the wheat stripe rust pathogen in Northwest China were studied using SSR markers. The genetic diversity in the Longnan population was much higher than those in the Linxia and Qinghai populations. Therefore, the molecular data confirmed that the Longnan region is a center of genetic diversity for P. striiformis f. sp. tritici in Northwest China. The low genetic differentiation (Gst = 0.15) and the extensive gene flow (Nm = 1.37) were found among the three regions in Northwest China. The most important conclusion of this study is that the stripe rust inoculum in Qinghai can come from both Longnan and Linxia, but mainly from Longnan directly in the spring.     

河南省小麦条锈病越夏规律初步研究

鉴于近年小麦条锈病在河南省发生为害新特点,为了弄清该病病菌是否能在本省越夏,为开展综合防治提供理论依据,于2004～2009年进行了本项研究工作。调查研究结果证明,小麦条锈病病菌能在本省豫北、豫西海拔1 100 m以上地区越夏。越夏后的条锈病病菌能侵染当地和豫西南地区的小麦秋苗,引起冬前发病和春季流行。自生麦苗是条锈病病菌越夏的主要寄主。     

甘肃陇东1975～1994年小麦条锈病流行因素初析

本文着重以品种与条锈菌的适应度为背景，从越夏、越冬、春季流行等环节对甘肃陇东１９７５～１９９４年小麦条锈病流行因素作了初步分析，并提出有关指标。     

PstVosA1转录因子基因在调控小麦条锈菌耐高温反应中的生物学功能分析

 小麦条锈病是典型的冷凉生态区气传真菌病害,病原菌在越夏易变区(即秋季菌源基地)的越夏情况决定了冬季繁殖区条锈菌的初侵染菌源。小麦条锈病的发生流行极易受到温湿度关键气象因子的影响。近年来的调查研究发现,我国小麦条锈菌越夏海拔下限逐年下降,且越夏区范围进一步扩大,说明条锈菌耐高温胁迫能力增强,给未来小麦条锈病流行规律研究及制定防治策略带来了全新挑战。真菌特有的Velvet转录因子家族中VosA基因参与了真菌生长发育和次生代谢的调控,但关于该转录因子在条锈菌耐高温性中的作用却知之甚少。实时荧光定量PCR分析发现,温度敏感菌系蓬9和耐高温菌系A4在侵染寄主过程中PstVosA1基因均受高温胁迫诱导表达,但耐高温菌系PstVosA1相对表达水平明显高于温度敏感菌系蓬9。利用寄主诱导的基因沉默技术(HIGS)沉默小麦条锈菌耐高温菌系A4中的PstVosA1基因能显著降低在高温(21℃)接种条件下的平均发病严重度、孢子堆密度和生物量。研究结果说明PstVosA1基因正调控小麦条锈菌耐高温胁迫反应过程,增加该基因的表达水平,有利于增强小麦条锈菌耐高温性。