甘肃省小麦白粉菌群体毒性及小麦品种苗期抗白粉病性分析

由Blumeria graminis f.sp.tritici引起的小麦白粉病是危害甘肃省小麦安全生产的重要病害之一,分析病原菌毒性结构和抗病基因有效性对于指导白粉病的有效控制具有重要意义。2013年对甘肃省小麦白粉菌群体进行毒性分析结果表明,91个供试菌系中,对Pm1、Pm2、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3d、Pm3e、Pm3f、Pm4a、Pm4b、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm19、Pm33、Pm5+Pm6、Pm4+Pm8、Pm4b+Pm5b和PmEra的毒力频率达到70%以上,已无利用价值;对Pm13、Pm16、Pm21和Pm24的毒性频率在15%以下,尚可利用。选用甘肃省不同毒性谱的单孢堆菌系,对35个甘肃省及国内生产品种(系)进行苗期致病性测定,发现仅有‘绵麦37’具有优异抗病性。供试白粉菌系对‘定西40号’等22个品种(系)的毒性频率达到60%以上,甘肃省及中国生产品种中,苗期抗病品种(系)匮乏。     

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。     

2004—2005年北方部分麦区白粉病菌小种动态及流行相关区品种抗性分析

对2004和2005年采自东北春麦区及山东、河北冬麦区的小麦白粉病110个标样进行生理小种鉴定和群体毒性频率测定;同时,测定了上述地区及与上述地区白粉病流行密切相关区的91份重要的生产和后备品种(系)的抗性及基因。结果表明:2004和2005年东北春麦区,2005年山东、河北春麦区小麦白粉病菌优势小种均为15号小种,出现频率为13.7%～16.0%,其次为415号和11号小种,出现频率为7.8%～12.0%。2004和2005年小麦白粉病毒力频率分析中,V3a、V3b、V3c、V5、V7、V8和V17的毒力频率均高于73.5%;V2、V4、V12、V16、V19和V21的毒力频率最低,为0～27.4%。上述白粉病流行相关区生产和后备品种(系)总体抗性不强,抗性较强的品种(系)推导出抗病基因主要为Pm21、Pm2 6及未知复合抗性基因等。     

61个小麦后备品种对白粉病的抗性分析及抗病基因推导

为明确中国61个小麦后备品种对白粉病的抗性水平及其抗病基因,将2016年从黄淮海冬麦区、长江中下游冬麦区及东北春麦区的9个市采集分离的269株单孢子堆白粉病菌,分别接种于61个小麦后备品种进行抗性测定;用NTSYSpc 2.10e软件对供试品种表型数据进行聚类分析;用35株鉴别菌株对29个含已知抗白粉病基因小麦材料和61个小麦后备品种进行鉴别,比较其抗谱并推导61个小麦后备品种所含抗白粉病基因。结果显示,61个小麦后备品种间的抗谱存在明显差异,国豪麦5号和7号、BL5008、绵麦系列、黔麦系列、楚麦16号、内麦101和366等18个品种抗谱较宽,抗性频率均大于97.0%;泰科麦5303、邯11-5272和临Y8222等10个品种的抗性频率在42.0%～56.1%之间;郑麦0943等33个品种的抗性频率小于37.9%。聚类分析可将61个小麦后备品种分成5大类,第I类有11个品种,其中8个品种的抗性频率在42.0%～56.1%之间;第II类和第III类共30个品种,抗性频率均小于32.7%;第IV类有2个品种,抗性频率分别为53.5%和53.2%,第V类有18个品种,抗性频率均大于97.0%;聚类显示来自于同一地区且抗性频率相近的品种具有相似或相近的抗性遗传背景。本研究推导出21个小麦后备品种含抗病Pm基因,其中,邯11-5272含有Pm30,安科1503含有Pm2、Pm5a、Pm6、Pm19和Pm30,临Y8222含有Pm5a、Pm6、Pm19和Pm30,云154-15含有Pm5a、Pm6、Pm7、Pm19和Pm2+ta,泰科麦5303等6个品种含有Pm2和Pm30,华麦7号等5个品种含有Pm5a、Pm6和Pm19,扬麦24号等6个品种含有Pm5a、Pm6、Pm19和Pm2+ta。研究表明,54.1%的小麦后备品种对白粉病菌群的抗性频率小于37.9%,存在适宜条件下小麦白粉病暴发流行的风险,因此这些小麦后备品种推广种植时需加强病害预警和监测。     

2004—2008年东北春麦区小麦白粉病菌种群毒性动态分析

采用全国统一的9个鉴别寄主离体叶片法鉴定侵染型和Gilmour八进制法命名小种,对2004--2008年采自东北春麦区的辽宁、黑龙江等省不同县市的298个小麦白粉病菌标样进行生理小种及毒力频率分析,并利用已知抗白粉病基因的22个小麦品种(系)对参试菌株进行毒力频率测定.结果表明:2004--2006年优势小种为生理小种15号,出现频率分别为13.7%、15.6%和20.3%;2007年优势小种为17号小种,出现频率为10.2%;2008年411号小种上升为优势小种,频率达20.6%;2004--2008年毒性基因V4b、V2+6、V4+8、V12、V16、V18、V20、V21、V22和V23毒力频率较低,在0～28.0%之间,其对应抗性基因Pm4b、Pm2+6、Pm4+8、Pm12、Pm16、Pm18、Pm20、Pm21、Pm22和Pm23抗性较强,可作为有效的抗病基因加以利用.     

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。     

东北春麦区2006-2007年小麦白粉病菌群体毒性监测

对2006-2007年采自黑龙江、吉林、辽宁的80份小麦白粉病菌标样进行分离、纯化得到113个单孢子堆菌系,经生理小种及群体毒性频率测定,共鉴定出29个生理小种,优势小种均为15号小种。15号小种在2006年和2007年的频率分别为15.3%和14.8%,其次为415号和11号小种。小麦白粉菌毒性基因v1、v3 a、v3 b、v3 c、v5、v6、v7、v8、v1+2+9和v17毒力频率较高(>66%),而v2、v4、v12、v16和v21毒力频率较低(<21%),说明目前在东北春麦区含有Pm2、Pm4、Pm12、Pm16和Pm21等抗病基因的品种在育种中有较高的利用价值。     

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)。     

陕西省小麦白粉菌群体毒性结构及遗传多样性

为明确近年来陕西省小麦白粉菌Blumeria graminis f. sp. tritici群体毒性及遗传变异情况,利用32份已知抗白粉病基因小麦品种(系)对2013年和2014年陕西省小麦白粉菌群体毒性结构进行测定,并应用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)标记对2014年陕西省西安市、咸阳市、渭南市、宝鸡市及陕西省毗邻的甘肃省天水市5个小麦白粉菌地理群体共118株白粉菌菌株进行遗传多样性分析。毒性监测结果显示,供试小麦白粉菌群体对Pm1c、Pm2、Pm3d、Pm4a、Pm4b、Pm5b、Pm13、Pm21、Pm24、Pm30、Pm2+6、Pm2+Mld、Pm2+6+?、Pm4b+5b、Pm4+?、Pm5+6的平均毒性频率在0～17.23%之间,表明这些基因抗性保持较好;对Pm1a、Pm3b、Pm3c、Pm3e、Pm3f、Pm7、Pm8、Pm19、Pm1+2+9的平均毒性频率介于69.17%～99.60%之间,表明这些基因抗性已丧失。用筛选出的6对AFLP标记共扩增出831个多态性位点,多态性位点百分比为94.86%;小麦白粉菌群体遗传多样性指数和香农信息指数分别为0.1151和0.2036,遗传变异主要来源于群体内变异。群体间基因流为4.7939,表明5个小麦白粉菌群体间基因交流广泛。群体间遗传距离和地理距离两者显著正相关。     

四川西南部小麦白粉菌群体毒性及遗传多样性分析

为明确四川西南部白粉菌群体毒性及其遗传变异情况,本文将2011年采自四川西南部的小麦白粉病标样进行单孢子堆分离纯化,共获得48个白粉菌菌株,并将其按采集地划分为4个地理群体。利用28份已知抗白粉病基因材料测定了群体的毒性频率,并运用SRAP分子标记技术探讨了其遗传多样性。毒性测定结果表明,白粉菌群体毒性较强,群体间毒性结构存在差异。供试群体对Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3d、Pm5a、Pm6、Pm19的平均毒性频率达50%以上,而Pm13、Pm XBD、Pm5b、Pm2+6、Pm5+6抗性保持良好,平均毒性频率在10%以下。群体间毒性遗传距离与地理距离之间有一定的相关性,但未达到显著水平。用筛选出的10对SRAP引物共获得160个清晰、稳定的扩增位点,多态性频率为50.63%;白粉菌群体遗传多样度(h)、Shannon信息指数(I)分别为0.198 8、0.322 7,遗传变异主要源于群体内部。群体间基因流数值均在6.50以上,说明四川西南部白粉菌群体间菌源迁移频繁,基因交流较为充分。M antel Test分析表明SRAP标记解释的群体遗传多样性与地理距离、毒性多样性间的相关性未达到显著水平。     

小麦白粉病菌越夏,越冬和春季菌源毒性结构比较

 分析了1992年和1993年不同时期采集的小麦白粉病菌越夏、越冬和春季菌源共238个菌株的生理小种、毒性基因结构和对9个推广品种的毒力频率。结果表明三种菌源在生理小种和毒性基因组成及出现频率是相似的,对9个推广品种的毒力频率均较高。这样在白粉病菌毒性和品种抗病性研究中,可以采集应用越夏和越冬菌株标样,避免了夏季高温季节保存菌株的工作;而且从毒性结构方面进一步证实白粉病菌主要以分生孢子在夏季侵染高海拔地区的自生麦苗而越夏,再逐渐扩展至秋播麦苗越冬后导致春季大田发病,病菌的子囊孢子在平原地区侵染循环上作用不大。     

小麦白粉菌无毒位点的遗传特性

 通过小麦白粉菌菌株之间的有性杂交,获得1个白粉菌杂交分离群体。对该群体中各个体在鉴别寄主上进行了无毒性/毒性反应的测定,结果表明:对应于小麦抗病基因Pm 4a、Pm4b和品种白免3号、Era抗性的小麦白粉菌无毒性分别由1对基因控制;对应于Pm 3b的无毒性/毒性分离在杂交群体中偏离1对或2对基因的分离比例。对应于Pm4a、Pm 4b和白免3号抗性的3个无毒位点之间完全连锁,在杂交群体中共分离;该3个位点与Era抗性对应的无毒位点之间不具有连锁性。     

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。     

50个小麦生产及后备品种(系)的抗白粉病基因推导

为明确我国小麦品种(系)中抗白粉病基因的组成,利用25个不同毒性的小麦白粉菌菌株对50个小麦生产及后备品种(系)进行抗白粉病基因推导,结果表明,参试的50个小麦品种(系)中有8个小麦品种(系)对供试的25个菌株全部感病,5个品种含有抗病基因Pm8,2个品种含有Pm4a,9个品种含有Pm2+6,4个品种含有Pm2,22个品种(系)可能含有供试基因之外的其他抗性基因或新基因。此研究结果可为小麦抗病育种以及品种利用提供依据。     

河南省小麦白粉病菌生理小种及其致病性测定

1990—1991年,于小麦生长季节从河南省14个县(市)采集了126个白粉菌株。根据9个鉴别寄主的抗感反应进行小种划分,并用毒性公式和八进制法编码。结果表明,15号小种的频率最高,达17.46%,与国内其它地区的结果基本一致。但对鉴别寄主毒力频率分析发现不同年份及地区间,小麦白粉菌群体有较大差异;而且同小种不同菌株对豫麦2号等10个推广品种的致病性存在明显差异。原因在于传统小种鉴定方法存在较大弊端,现行鉴别寄主中与生产基本无关的高抗品种较多,缺乏代表性的生产品种,不能准确反映当地小麦品种与当地白粉菌群体问的互作。提出应对鉴别寄主予以修改,或用病菌群体毒性基因结构测定代替优势小种分析,以提高研究结果的实用性。     

甘肃小麦白粉病抗源材料的筛选及抗病基因库的组建

2002-2005年,对收集到的30份已知抗白粉病基因载体品种在甘肃省的不同生态区进行了抗病性监测,结果表明:Pm1、Pm3 a、Pm3 b、Pm3 c、Pm3 f、Pm4 a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田间抗病性丧失,失去利用价值;Pm2、Pm19、Pm4+8、Pm4、Pm5+6、Pm13在田间抗病性较低,不宜单独作为亲本利用;Pm1+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2 x、Pm4 b、Pm4 b+5、Pm20、Pm21、Pmxbd在田间抗性表现良好,在今后的育种工作中应充分加以利用。同时经过4年抗病性监测,从省内外2 638份小麦品种(系)材料中筛选出了抗病性强、综合农艺性状优良的92R137、贵农21等优异材料10余份,初步组建了抗白粉病基因库。文中还对抗病基因现状和利用及今后如何避免由于抗源单一化带来的白粉病流行进行了初步探讨。     

小麦抗白粉病基因在甘肃的有效性及评价

采自甘肃各地的小麦白粉菌株接种在含有已知抗白粉病基因的小麦品种(系)上,测定其毒性频率,并对这些品种进行了异地成株期抗性鉴定。根据已知抗病基因对白粉苗群体的抗性程度,对其进行抗性效能的评价。结果表明,Pml、Pm3c、Pm3f、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8和Pm17在甘肃抗性差,已失去利用价值;Pm2、Pm3a、Pm3b、Pm19抗性较低,不宜单独作为抗源利用;Pm4b、Pm13、Pm20、Pm21和含有Pm4的白兔3号、肯贵阿1号及含有Pm“XBD”的我国农家品种小白冬麦抗性表现好,可作为抗性亲本利用。组合基因如Pm2 6、Pm2 Mld、Pml 2 9等都表现出较好的抗性,这表明利用抗源材料进行基因累加有望培育出优良的抗性品种。文中还结合抗源材料的农艺性状对其利用提出了建议。     

2010年甘肃陇南麦区小麦白粉病发生特点及防控策略

2010年小麦白粉病在甘肃陇南麦区呈中度偏重流行,发生面积约23万hm2,发生较往年偏重,部分严重感病品种田间病级8～9级.通过调查和分析,认为含有Pm8的哺育品种种植面积大、Avr8在田间毒性频率高、秋苗菌源量大、早春及冬季气候条件适宜是导致2010年小麦白粉病在甘肃陇南发生流行的主要原因.提出了加强抗病品种的筛选与合理布局、应用农业防治技术措施、强化预警系统建设、做好种子拌种剂应急防治的陇南白粉病综合治理技术措施与防控策略.     

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。     

江西省稻瘟病菌毒性的群体结构分析

用江苏省的吴江、赣榆、通州、高邮和宜兴等5个代表地区的324个稻瘟病菌株接种13个日本已知抗病基因品种，结果表明，江苏省稻瘟病菌对携带有Pi-Ka,Pi-ta,Pi-ta2和Pi-sh抗病基因品种的可致病比例较高，毒力频率达64．2％－97．2％，对携带有Pi-iPi-z和Pi-b抗病基因的品种毒力频率较低，在0－11．9％之间；江苏省稻瘟病菌毒性的群体结构年度间有一定变化，表现为对某些抗病基因品种毒力频率的明显上升或下降。从江苏省10年主栽品种上分离的稻瘟病菌株对13个已知抗病基因品种的毒力频率测定结果表明，不同类型主栽品种上分离的菌株其毒性结构组成有一定差异,表明江苏省水稻主栽品种的抗性类型存在一定差异。