小麦禾谷孢囊线虫及抗线虫性基因研究进展

禾谷孢囊线虫是危害禾谷类作物的病原线虫，培育和推广禾谷孢囊线虫抗性品种是最经济、安全、有效的防治途径。我国自1989年首次有该病的报道以来，目前在河北、河南等省、市区均有发现，而且危害面积呈正扩大趋势。根据禾谷孢囊线虫对抗病基因的毒性差异表现，可将其分为13个致病类型，但仍有效的致病类型被发现。在小麦中已鉴定出十多个小麦禾谷孢囊线虫抗性基因位点，这些抗性基因多为显性基因，针对不同的禾谷孢囊线虫致病类型，其抗性水平表现也不相同。利用分子标记技术可对抗性基因进行快速定位，从而为抗虫能种创造条件。同时，基因克隆技术使抗源得到进一步拓展，为小麦禾谷孢囊线虫抗性基因创制提供了一条简捷、有效的途径。     

2015年宁夏小麦田禾谷孢囊线虫的分布

为明确宁夏地区小麦田孢囊线虫分布情况及线虫种类,2015年8月,采用z字形取样法对宁夏5个地级市的14个县(市/区)小麦孢囊线虫的分布与发生情况进行了调查.结果发现,206份小麦根际土壤样本中,有98份检测出了孢囊,检出率为47.6％.被调查的14个县(市/区)小麦田均有禾谷孢囊线虫分布,其中固原市各县/区禾谷孢囊线虫的发生是首次报道.贺兰县的孢囊线虫检出率最高,达88.9％,彭阳县的检出率最低,为11.1％;14个县(市/区)依据孢囊线虫检出率的大小顺序为:贺兰县＞原州区＞西吉县＞中宁县＞永宁县＞青铜峡市＞平罗县＞同心县＞泾源县＞利通区＞惠农区＞隆德县＞海原县＞彭阳县.其中贺兰县、青铜峡市、同心县发生最严重,每100 mL土样孢囊数在20个以上的样品分别为5.6％、8.3％和11.1％.对所分离的主要线虫群体进行形态学显微观察和测量,并对其rDNA-ITS序列进行测定和聚类分析.结果表明,来自宁夏地区的小麦田孢囊线虫主要群体均为燕麦孢囊线虫(Heterodera avenae).     

部分国内外小麦种质资源对燕麦孢囊线虫的抗病性

燕麦孢囊线虫是小麦生产上的重要病原线虫。为筛选抗燕麦孢囊线虫的小麦种质资源,采用室内接种方法测试了104个国外小麦品种（系）和37个国内小麦品种对燕麦孢囊线虫的抗病性,并利用不同抗性评价标准在自然病田对37个国内小麦品种的抗病性进行了评价。室内接种试验表明,104份国外小麦品种（系）中有高抗品种（系）14个,中抗品种（系）12个,中感品种（系）27个,其他均属高感,37个国内参试品种均属感病品种。自然病田鉴定结果表明,采用不同的评价标准对37个国内品种的评价结果具有较大差异。依据Andersen等的评价标准,37个小麦品种中有7个品种表现感病,30个品种表现抗病,与室内接种测试结果差异较大;依据Ireholm的标准,仅良星66表现抗病,其他品种均表现感病,与室内测试结果接近;依据Soriano等的标准,37个品种均表现感病,与室内测试结果相同。建议在筛选抗孢囊线虫小麦资源时首先采用Andersen等的标准进行初筛,然后利用Soriano等的标准进行田间评价。     

山东及河南濮阳禾谷孢囊线虫分布调查与rDNA-ITS-RFLP分析

为进一步明确山东省和临近山东的河南濮阳地区禾谷孢囊线虫病(Cereal cyst nematode,CCN)的发生状况及种类组成,于2013年6-8月,对山东省12个地级市124个点及河南省濮阳市19个点麦茬田采集的土样进行检测,分离孢囊,并通过rDNA-ITS-RFLP分析技术研究了山东省和河南省共15个禾谷孢囊线虫群体核糖体DNA(rDNA)内转录间隔区(ITS)的遗传变异。结果表明,山东省各县(市)的孢囊平均检出率为66.13%,河南省濮阳市的孢囊检出率为80.95%,其中山东聊城市和河南濮阳市发病相对较重;rDNAITS-RFLP鉴定结果表明,山东和河南两省的CCN为Heterodera avenae,不同地区CCN同源性高达99.8%以上,8种限制性内切酶AluⅠ、AvaⅠ、HaeⅢ、HindⅢ、HinfⅠ、RsaⅠ、PstⅠ、TaqⅠ共产生18个酶切片段,其中,AvaⅠ和HindⅢ不能酶切。酶切结果稳定,所有地区鉴定结果一致。     

不同小麦品种(系)对禾谷孢囊线虫的抗性评价

为了筛选抗禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)的小麦资源,以禾谷孢囊线虫保定群体为试虫,采用室内接种方法测试了41份来自CIMMYT的小麦品种(系)的抗病性;分别采用室内接种法和田间病圃法测试了27份国内冬小麦品种和1份饲用小麦品种的抗病性。结果表明,在41份CIMMYT小麦品种(系)中,2个属高抗,7个属中抗,其他均属感病。所有参试的国内小麦品种在室内和田间测定中均表现为高感。比较三种不同小麦品种抗孢囊线虫鉴定方法,室内接种鉴定比田间病圃鉴定发病严重,且简便易行,鉴定结果更可靠。     

稳定大豆孢囊线虫群体变异的对策

稳定大豆孢囊线虫群体变异的对策黑龙江省农业科学院大豆研究所薛庆喜，姚远大豆孢囊线虫是一种两性繁殖的二倍体（２ｎ＝１８）生物。通过本身群体的寄生性基因进行遗传重组而寄生在寄主上。大豆孢囊线虫有着广泛的寄主，国外报道这种线虫的寄主植物有１７０多种，但主要...     

禾谷孢囊线虫初始密度对其繁殖及小麦生长和产量的影响

为明确土壤中禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)初始密度(Pi)与小麦生长和产量的关系,在2011-2013年的两个冬小麦生育周期里,通过网室盆栽试验,分析了土壤禾谷孢囊线虫初始密度对其繁殖及小麦生长和产量的影响。结果表明,禾谷孢囊线虫的繁殖系数(Rf)随Pi的增加而减少,当Pi为0.5个卵·mL-1土时,Rf达到8.7;当Pi为64个卵·mL-1土时,Rf仅为2.8。小麦株高、茎叶干重、根干重及产量均与Pi呈显著负相关。当Pi≥8个卵·mL-1土时,小麦植株生长受到抑制,产量显著下降,因此田间禾谷孢囊线虫的初始密度高于该值时,应当采取有效措施进行防治。     

小麦品种对禾谷孢囊线虫（Heterodera avenae） 江苏沛县群体的抗性鉴定

为了筛选对禾谷孢囊线虫病(Cereal cyst nernatode,CCN)具有抗性的小麦品种,采用室内二龄幼虫接种法、网室卵接种法和田间病圃法测定了收集自5个省份的40个小麦品种对小麦孢囊线虫江苏沛县群体的抗性。室内二龄幼虫接种测定结果表明,供试材料中无免疫品种,华麦1号、温粮58和豫麦66-18系表现为高抗,扬麦13和徐麦7086表现为中抗,烟农5158表现最感病,平均单株白雌虫数达104.7个;田间病圃测定表明,上述5个品种仅华麦1号表现为抗病。网室卵接种法测定结果与室内二龄幼虫接种法及田间病圃法测定结果差异较大,显示该方法不适用小麦品种的CCN抗性鉴定。     

不同地区禾谷孢囊线虫对不同类型杀线剂的敏感性

为明确不同地区禾谷孢囊线虫对不同类型杀线剂的敏感性,采用浸渍法分别测定了灭线磷、噻唑膦、涕灭威、丁硫克百威、阿维菌素及甲维盐六种药剂对河南清丰、河北保定、安徽颍上、山东泰安和青岛五个地区的禾谷孢囊线虫二龄幼虫的室内毒力。结果表明,六种杀线剂对五个地区线虫的毒力表现为:甲维盐>阿维菌素>灭线磷>涕灭威>噻唑膦>丁硫克百威。灭线磷、噻唑膦、涕灭威和丁硫克百威对各地区线虫的LC50值都在582.7mg.L-1以上,不同地区线虫对同一药剂的敏感性存在一定差异,但相对毒力指数均在1.31以下;阿维菌素对各地区线虫的LC50值为26.0～66.3mg.L-1,甲维盐对各地区线虫的LC50值为20.1～35.3mg.L-1,不同地区线虫对这两种药剂的敏感性存在较大差异,相对毒力指数最高达2.55。     

苏皖鲁豫麦田小麦孢囊线虫调查以及rDNA ITS序列特征分析

为给小麦孢囊线虫综合治理提供一定的理论依据,通过对苏皖鲁豫接壤地区30块田的调查和分析,探讨了这些地区麦田小麦孢囊线虫的发生情况及线虫群体之间亲缘关系。结果表明,采集的30份样品中都能检测到孢囊线虫,孢囊密度为每100g土壤1～80个。进一步对30个小麦孢囊线虫群体的rDNA-ITS区PCR扩增、测序,对其序列进行比较分析发现,30个分离物的核苷酸序列同源性为97.1%～100%,与已报道的中国菌株（AY148382,EU106175）、澳大利亚菌株（AY148395）和俄罗斯菌株（AY148351）群体的进化关系最为接近,且位于进化树的同一个分枝,都属于禾谷孢囊线虫Avenae组。     

禾谷孢囊线虫的田间侵染规律及垂直分布研究

为了解禾谷孢囊线虫(CCN)在小麦田间的侵染规律和分布动态,在2010-2012年的两个冬小麦生育周期里,定点调查CCN(Heterodera avenae)江苏沛县群体的田间生活史及不同虫态的数量.结果表明,在小麦生长季节中CCN只能完成一代生活史;小麦越冬前有少量二龄幼虫(J2)孵化,能侵入根系,但不能正常发育;返青期小麦的根围土壤中出现J2孵化高峰,大量侵入根系后,至抽穗期完成发育,在根系上形成肉眼可见的白色雌虫,在根内及土中可见少量雄虫;小麦成熟收获期,白色雌虫开始变褐形成孢囊,落入土中越夏.从田间垂直分布调查结果看,田间孢囊主要分布在土表下0～10 cm土层,孢囊线虫孵化的J2也主要分布在0～10 cm土层中,并且在返青期出现高峰,这与CCN的田间侵染规律相吻合.     

休闲与轮作对燕麦孢囊线虫种群动态的影响

为明确休闲与轮作对燕麦孢囊线虫病害的防治效果,通过盆栽模拟和田间试验相结合的方法,分析了土壤休闲、轮作和连作对燕麦孢囊线虫种群动态的影响。结果表明,燕麦孢囊线虫的孵化不受寄主或寄主种类的影响;不同处理土壤中二龄幼虫数量以及孢囊内的虫口密度变化趋势一致,河北地区燕麦孢囊线虫孵化高峰期主要在3-4月份。休闲一年后燕麦孢囊线虫的减退率为89.8%。小麦与茄子、甜瓜和冬瓜轮作一年后线虫减退率分别为93.8%、90.7%和90.7%,轮作二年后线虫减退率为98.8%。在自然病田,小麦连作一年后虫口密度上升36.8%,连作两年后虫口密度上升49.2%。说明小麦连作后燕麦孢囊线虫的发生呈上升趋势,休闲或轮作一年以上可有效地降低土壤中燕麦孢囊线虫的虫口密度。     

燕麦孢囊线虫在两个小麦品种上的侵染特征比较

为明确小麦有芒品种鲁麦21和无芒品种济南17对燕麦孢囊线虫(Heterodera avenae,Ha)平度群体侵染的反应差异,于2014-2015年小麦生长季开展田间小区试验。通过小区定期取样、土壤中线虫分离和根组织中线虫染色后镜检,测定2个小麦品种上Ha不同虫态群体密度及其动态变化。结果表明,鲁麦21与济南17的Ha 2龄幼虫的土壤孵出量和根系侵入量基本无差异。济南17上Ha 3龄幼虫和4龄幼虫的发生量较多,分别是鲁麦21的1.6倍和1.5倍。济南17上Ha的白色雌虫发生量明显较少,低于鲁麦21的1/3。济南17上Ha的繁殖系数(P_f/P_i)为0.6,仅为鲁麦21的1/3。依据繁殖系数评价,济南17抗病,鲁麦21感病。推测济南17既不抑制孵化,也不抑制发育,其抗性属抗繁殖(抗雌虫形成)类型。     

湖北麦区不同轮作模式下小麦赤霉病菌种群结构和毒素化学型分析

为明确不同轮作模式对小麦赤霉病菌种群结构和毒素化学型影响,于2019-2020两个小麦生长季,从湖北襄阳、枣阳长期稻-麦轮作和长期玉-麦轮作田分别采集小麦赤霉病穗,采用组织病理学分离镰孢菌单孢堆菌株,并对其采用特异性引物进行致病种和毒素化学型分子鉴定.结果表明,从采集样品中共分离获得191个镰孢菌单抱堆菌株;亚洲镰抱菌...     

限水减氮对高产麦田群体动态和产量形成的影响

为解决河北省水资源匮乏和麦田施氮量偏多问题,于2013~(-2)014和2014~(-2)015年度,在河北省石家庄市藁城区分别设置限水灌溉的单因素试验和限水减氮的二因素裂区试验,研究了限水减氮对河北省高产麦田群体动态和产量的影响。结果表明,在2013~(-2)014年度,限水灌溉处理(拔节期45mm、开花期30mm、灌浆期30mm,春季总灌水量105mm)与节水灌溉对照(拔节期60mm、开花期60mm,春季总灌水量120mm)间小麦叶面积指数、光能截获率、生物产量、穗数和穗粒数差异均不显著;限水灌溉的千粒重显著增加,籽粒产量为10 081.08kg·hm~(-2),水分利用效率为27.98kg·hm~(-2)·mm-1。在2014~(-2)015年度,限水灌溉处理中W3处理(拔节期37.5mm、开花期15mm、灌浆期15mm,春季总灌水量67.5mm)的叶面积指数、光能截获率与节水灌溉对照(拔节期67.5mm、开花期67.5mm,春季总灌水量135mm)无显著差异,穗数和穗粒数有所降低,但千粒重显著增加,籽粒产量8 903.70kg·hm~(-2),比节水灌溉对照减产7.95%,生物产量降低7.15%,但水分利用效率和灌水利用效率分别提高9.28%和84.10%,且未显著增加0~140cm和0~200cm土层贮水的消耗,是本试验条件下保证高产高效的最佳限水灌溉模式。120、180和240kg·hm~(-2)的3个施氮水平间各指标差异均不显著。综合节水高产和减氮增效的现状,以小麦拔节期灌水37.5mm、开花期15mm、灌浆期15mm的灌溉模式结合生育期施N 120kg·hm~(-2)为本试验条件下的最优限水减氮组合。     

小麦CBL基因家族鉴定及表达模式分析

类钙调磷酸酶（CBL）蛋白是植物中独特的Ca²⁺传感蛋白,对植物应对非生物胁迫具有重要作用。为探究小麦CBL基因的功能,利用生物信息学方法从小麦全基因组数据库中共鉴定出68个小麦CBL基因家族成员,并对其进行了理化性质、基因结构、进化树和共线性分析。结果表明,小麦CBL蛋白为酸性亲水性蛋白质,其对应基因分布于18条染色体上,亚细胞定位分布广泛,核中最多;蛋白结构域高度保守,都含有EF hand结构域,且同一类群中的大多数成员具有相似的motif。与水稻进行种间共线性分析发现,二者的CBL基因之间存在较多的共线性关系。以强抗寒冬小麦品种东农冬麦1号和东农冬麦2号为材料,对转录组分析显示出的8个在低温下表达差异显著的CBL进行qRT PCR分析发现,这8个基因在不同小麦品种和不同组织部位都存在明显的差异表达,分蘖节中CBL的表达量在-25 ℃时达到峰值,而叶片中CBL的表达量在-10 ℃时达到峰值,说明CBL基因在低温胁迫调节中起重要作用。     

栽培模式对鲁中地区小麦群体数量、产量和水分利用的影响

为筛选黄淮麦区高产麦田的水分高效利用栽培模式,以冬小麦品种泰山4241为材料,通过2010-2012年在泰安市的田间试验,比较了5种栽培模式下小麦群体数量、产量和水分利用效率的差异。结果表明,在5种栽培模式中,节水模式1(总施氮量210kg·hm-2,追氮比例为40%,灌底墒水+越冬水+拔节水,10月10日播种,基本苗225万株·hm-2)的小麦产量结构较合理,收获指数和水分利用效率相对较高,其中收获指数和水分利用效率两年平均较农户模式分别增加1.45%和3.05%,产量略高于农户模式。因此,该模式具有节水、节肥和高产的特点,在鲁中地区具有一定的推广价值。