Regional and temporal differentiation of virulence phenotypes of Puccinia triticina from common wheat in Russia during the period 2001–2018

Leaf rust, caused by the fungus Puccinia triticina, is one of the most damaging rust diseases of wheat in Russia. Populations of P. triticina were monitored in seven regions of Russia from 2001 to 2018, with a total of 5,191 single urediniospore isolates from bread wheat (Triticum aestivum) being analysed. Populations have changed significantly in all regions since 2012, after 2 years of drought (2010–2011). Regional collections of P. triticina were also significantly different between the two periods 2001–2009 and 2012–2018, with changes along two geographic gradients from West Siberia to the north-west and south-west (North Caucasia) of the European part of Russia. All tested isolates were avirulent to resistance gene Lr9 in 2001–2009 but, since 2010, virulence to Lr9 has occurred and annually increased in the Asian part of Russia (Ural and West Siberia) due to deployment of cultivars with the Lr9 gene. Virulence to Lr2a and Lr15 was considerably lower in Dagestan (6%–33%) and all European regions (35%–67%) than in Asian regions (84%–96%). During 2001–2009, virulence on Lr1 was also lower in Dagestan (33%) and the European regions (50%–77%) than in Asia (91%–96%); however, by 2012–2018, nearly all isolates were virulent on Lr1. Remarkable changes were observed in frequencies of P. triticina races defined by their virulence/avirulence to Lr1 and Lr2a genes. We postulate the P. triticina population in Dagestan is specific to that area and pathogen populations in European and Asian parts of Russia are distinct.     

Banishing barberry: The history of Berberis vulgaris prevalence and wheat stem rust incidence across Britain

Wheat stem rust, caused by the fungus Puccinia graminis f. sp. tritici (Pgt), is a notoriously damaging disease of wheat and barley. Pgt requires two hosts to complete its lifecycle; undergoing asexual reproduction on cereal crops and completing sexual reproduction on Berberis spp. The latter stage of its lifecycle is of particular importance in temperate regions such as western Europe, where asexual urediniospores are unable to survive cold winter weather. In the past, the crucial role of Berberis in the lifecycle of stem rust led to intensive eradication campaigns, initially carried out by farmers in the face of hostile scientific opinion. In the United Kingdom, common barberry (Berberis vulgaris) is today a relatively rare plant. Stem rust is, however, currently experiencing a resurgence; at the same time, there has been a general increase in the prevalence of barberry and an upsurge in its planting which, in the United Kingdom, is associated with attempts to encourage the endangered barberry carpet moth (Pareulype berberata). This article situates current developments within a broader chronological framework, examining changing attitudes towards barberry and rust in England in the past and the history of the plant's use and cultivation. It assesses how widespread B. vulgaris really was in the environment historically, and thus the scale of its eradication. We suggest that Berberis was never widely established as an archaeophyte in the United Kingdom. Current attempts to re-establish it are based on a misunderstanding of the plant's historical status and could potentially pose a serious threat to food security.     

褪黑素诱导小豆抗锈病机理的初步研究

为明确外源褪黑素诱导小豆抗锈性的作用及机理,以感病小豆品种‘宝清红’为材料,采用叶面喷施不同浓度褪黑素激发处理小豆真叶,而后对真叶挑战接种锈菌夏孢子,结果表明,低浓度(11.61 mg/L)褪黑素可显著提升小豆对锈病的抗性。夏孢子萌发试验表明,褪黑素对夏孢子萌发及芽管生长无显著抑制作用,表明褪黑素无抑菌活性。进一步的基因表达分析发现,与对照相比,褪黑素激发诱导了水杨酸(SA)通路关键基因NPR1于接种后24 h显著上调表达,且病程相关蛋白PR1、几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)及PR5均于接种后24～120 h被显著诱导表达,说明褪黑素可能通过诱导NPR1表达,进而激活下游PR蛋白的高水平应答,使感锈病小豆品种获得对锈病的抗性。     

4种不同性诱剂对玉米草地贪夜蛾诱集作用

为准确掌握草地贪夜蛾成虫发生动态,筛选对当地种群专一性强、灵敏度高的性诱剂,对深圳百乐宝生物农业科技有限公司(BLB)、宁波纽康生物技术有限公司(NK)、江苏宁录科技股份有限公司(NL)、南京新安中绿生物科技有限公司(XAZL)4个厂家生产的草地贪夜蛾性诱剂在江苏盐城市大丰区进行田间诱捕效果试验,探讨草地贪夜蛾性诱剂的使用技术。结果表明:4种不同性诱剂诱芯对草地贪夜蛾的诱集效果存在明显差异。BLB诱芯和NL诱芯可以有效监测草地贪夜蛾成虫田间发生动态,羽化高峰期明显,且峰值日期一致,NK诱芯诱集的成虫虫峰不明显,XAZL诱芯零星诱到成虫,无明显成虫高峰;BLB诱芯监测期内日均诱蛾量、最高单次诱蛾量、总诱蛾量均显著高于其他3种诱芯,其总诱蛾量达136.75头,分别是NL诱芯、NK诱芯、XAZL诱芯的1.47倍、4.76倍、10.52倍;通过对BLB诱芯进行持续30 d和持续60 d的诱捕对比试验,发现BLB诱芯1~30 d内诱捕性能稳定,诱蛾量大,31~60 d内日均诱蛾量、最高单次诱蛾量、总诱蛾量均有所下降且达显著水平,尤其是50 d后诱捕量下降明显。结果表明:BLB诱芯的诱蛾量大,能够明显反映出草地贪夜蛾的羽化高峰期,符合测报要求,更适合本地区草地贪夜蛾的监测,使用该诱芯时建议30 d更换1次。     

东省不同地区玉米内生真菌的群落组成和多样性分析

为探究山东省玉米内生真菌的资源分布、群落组成及多样性,采用叶片组织分离法对山东省52个市县的玉米内生真菌进行分离纯化,通过内转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）序列分析技术进行内生真菌的种属鉴定,并分析内生真菌的群落组成和多样性。结果表明,共分离到857株内生真菌,隶属25个属,其中链格孢属Alternaria的菌株数量最多,为583株,占总菌株数的68.03%,其次为镰刀菌属Fusarium有71株,占总菌株数的8.28%;大部分地区的优势属为链格孢属,少数地区的优势属为镰刀菌属、炭疽菌属Colletotrichum和弯孢属Curvularia。不同地区的内生真菌定殖率变化很大,在12.50%~100.00%之间,平均定殖率为76.15%;陵城的多样性指数和均匀度指数最高,分别为1.74和0.97;莱芜的丰富度指数最高为2.22。山东省玉米内生真菌可以分为5个类群,其中黄河流域地区内生真菌定殖率相对较高。表明山东省玉米内生真菌种类丰富,不同地区间多样性水平存在差异。     

玉米粉中伏马毒素FB1基体标准物质的评价

为填补我国在伏马毒素基体标准物质的空白,本试验研制了以玉米粉为基体的伏马毒素FB1标准物质,玉米样品经过筛、加标、冷冻干燥、磨粉、混匀、密封分装后,用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)法检验样品的均匀性、稳定性,幵联合多家实验室对玉米粉中伏马毒素FB1含量定值,同时分析样品的不确定度。样品均匀性经斱差分析法表明F值为1.42,小于临界值F_(0.05),且伏马毒素FB1含量在觃定时间6个月内无明显变化。结果表明,均匀性与稳定性均符合标准物质的要求。样品定值为1475.56μg kg~(–1),不确定度为169.98μg kg~(–1)。该标准物质可替代进口标准物质,用于伏马毒素检测过程中的仪器校准、实验室质量控制和操作人员的水平考核等。     

消费者对本地品牌鲜食玉米的购买意愿及其影响因素分析——基于上海929份消费者调查问卷

在农业供给侧结构性改革的时代背景下,通过对上海本地品牌鲜食玉米的购买意愿及其影响因素的实证分析,为更好地推进上海鲜食玉米的品牌建设及为引导本地品牌鲜食玉米的消费提供相应的建议。通过建立多元有序Logit模型定量分析不同消费群体的个体特征、家庭特征、消费群体对鲜食玉米的认知特征及消费者的饮食偏好对上海品牌鲜食玉米产品购买意愿的影响程度和作用方向。结果表明,消费者的性别、年龄、出生地、学历、是否愿意把鲜食玉米当作零食、是否知道上海种植鲜食玉米、对鲜食玉米产品质量安全的信任度及是否在意鲜食玉米的产地,是消费者对本地品牌鲜食玉米购买意愿的显著影响因素。综合来看,当前市场与消费者之间的信息不对称,仍是制约本地品牌发展和高质量农产品消费的重要因素。据此,从消费群体的精准定位、降低市场与消费者间的信息不对称、增加鲜食玉米产品的多样性这几个方面提出针对性的建议。     

适宜山东菏泽地区种植的全株青贮玉米品种筛选试验

山东省菏泽市及周边地区玉米种植广泛,全株玉米青贮用于养殖牛羊越来越多,为选择出高产优质全株青贮玉米品种,采取随机区组设计,从多个玉米品种中选择7个进行种植试验,对各品种收获期、株高、鲜重、干重、粗蛋白质含量等生产性能和营养指标进行测定。从筛选试验结果来看,渝青386号植株高大、双果穗多、果穗饱满,抗逆性好,可消化营养物质含量高,干物质产量达到18402.67 kg·hm^-2,收割时粗蛋白质含量为8.59%,适合菏泽市及周边地区青贮玉米种植。玉米品种奥玉5102号、先禾518号和大京九4059号也相对较好。     

辽河平原玉米田不同施肥下的土壤氨挥发特征

【目的】通过不同施肥措施对氨气排放贡献的研究,获得辽河平原化肥施用本地化的氨排放因子,为大气环境和生态等领域的相关研究提供参考借鉴。【方法】于2018年5—10月在沈阳农业大学试验基地开展不同施肥措施下的氨气排放的大田试验,以基肥施树脂包衣缓释化肥、拔节期追施尿素为常规施肥方式,设置无氮处理（T0）、常规施肥减半（T1）、常规施肥+生物炭（T2）、常规施肥一次性施入（T3）、常规施肥（T4）5个处理。采用通气法在玉米全生育期内定时收集氨气,利用流动分析仪检测计算氨排放通量,同时测定土壤铵态氮含量。【结果】施基肥后氨挥发速率呈现双峰趋势,各处理分别于施基肥后第1—2天或第5—7天达到氨挥发速率最大值,施基肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥减半（T1）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥（T4）>无氮处理（T0）;施追肥后各处理均于第1—2天达到氨挥发速率最大值,追肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥（T4）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥减半（T1）>常规施肥一次性施入（T3）>无氮处理（T0）。氨挥发损失累积量表现为常规施肥+生物炭（T2)>常规施肥（T4）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥减半（T1）>无氮处理（T0）。各时期各处理间的土壤铵态氮含量差异并不显著,但土壤铵态氮含量和同时期土壤氨挥发速率呈现出相似的变化趋势,施追肥后两者的变化趋势比施基肥后更加相似。由于T1、T2、T4追肥期施尿素,尿素释放铵态氮比缓释化肥更加迅速,同时氨挥发也相对较快。整体来看,减少50%施氮量,氨挥发损失累积量只减少20%。各处理间生长季内氨挥发损失累积量差异显著,常规施肥+生物炭（T2）的氨挥发损失累积量最多,在施氮量相同的情况下,加施生物炭氨挥发损失累积量增加22%。全生长季施氮量相同的情况下,一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥的措施比以尿素作为追肥的措施的氨挥发累积量减少12%。【结论】氨挥发随着施氮量增加呈现边际递减效应。生物炭促进了农田氨挥发,玉米秸秆生物炭呈碱性,导致了氨挥发累积量的增加,但其具有孔隙度和比表面积大、吸附效果强的特点,可改良土壤和减少其他温室气体。一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥显著降低了氨挥发。     

甘肃、青海地区小麦条锈菌监测及群体遗传多样性分析

【目的】了解甘肃和青海小麦条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）春季流行传播路线、群体遗传多样性和生殖模式,明确春季流行期两省小麦条锈菌的传播关系及菌源交流规律,进而为两省小麦条锈病的预测预报、确定越夏初始菌源来源和有效治理提供理论依据。【方法】选择条锈病常发生的地区作为调查和研究区域。甘肃省4个试验点：陇南市文县、陇东平凉市崆峒区、中部麦区定西市临洮县、临夏州临夏县;青海省2个试验点：西宁市城北区、海东市互助县。2017年秋季,在甘肃和青海省6个试验点内根据当地小麦播种适期依次种植82份变异观察圃材料。2018年4—8月,对试验点82份变异观察圃材料进行田间病害调查,并采集到551份小麦条锈菌标样,使用15对引物进行SSR分子标记分析。利用GenAlEx和POPPR v2.5.0软件对数据进行相关分析, 不显著的rbarD值表示连锁平衡,用于推断群体是否发生有性重组。【结果】82份变异观察圃材料在甘肃地区发病比青海地区严重。15对引物组合共扩增出81个位点,每对引物组合产生的多态性位点为2—12个。551份样本克隆矫正后,共鉴定出505个多位点基因型（MLG）,其中仅有32个MLG被克隆并进行了2—6次重新采样。甘肃和青海群体总的基因型多样性（G=0.917）较高,其中,甘肃平凉群体的最高,青海互助群体次之,甘肃临洮群体最低。小麦条锈菌的遗传变异主要在各群体内部个体之间。春季流行期,菌源在各群体之间交流频繁,青海东部（互助和西宁）群体与甘肃（平凉和临夏）群体之间的基因流高于青海（互助和西宁）群体与甘肃文县群体之间的基因流。最小时空网络图（MSN）和非参数主成分分析（DAPC）表明青海互助和西宁的群体与来自于甘肃平凉和临夏的群体之间菌源关系最密切,差异最小;与临洮群体遗传距离相对较远且临洮群体相对独立;文县群体则是一个完全独立的群体,与其他5个群体之间的差异最大。连锁不平衡分析表明,甘肃文县、临夏和青海西宁群体存在不显著的rbarD值表示连锁平衡,是有性生殖群体,其中文县群体（rbarD=0.0139,P=0.186）显示出明显的有性重组特征。【结论】小麦条锈病春季流行期,甘肃地区与青海东部地区的传播路线以甘肃平凉、临夏到青海的传播为主,甘肃文县到青海的传播为辅。甘肃文县、临夏和青海西宁3个群体存在有性生殖现象,对甘肃、青海地区条锈菌丰富的遗传多样性的形成具有一定作用。