小麦白粉病菌的越冬温度阈值和早春病害预测及病菌孢子的田间传播研究

摘要

本文对小麦白粉菌低温越冬阈值进行了研究，并采用Real-time PCR技术对不同年度不同小麦生态区田间秋苗叶片中潜伏侵染的白粉菌量进行了定量检测，并对田间病害进行了监测，分析了秋苗田间分子病情指数(MDX)、冬季气象因素与小麦白粉病早春病情指数(DX)间的关系，采用病菌孢子捕捉器对小麦白粉菌孢子的田间传播进行了研究。取得的主要结果如下:
　　本研究首次通过田间试验发现小麦白粉菌可以在北京市延庆永宁镇、张山营镇，河北省万全县、张北县越冬，越冬病情指数与1月下旬平均空气温度或地表温度（最冷旬）、1月（最冷月）月均空气温度或地表温度相关性较好，相关性达到显著水平，且越冬病情指数与地表温度的相关性好于其与空气温度的相关性;建立了空气温度或地表温度的1月下旬平均温度、1月月均温度与越冬病情指数的关系模型，由此计算出小麦白粉菌越冬的最低旬平均空气温度和地表温度阈值分别为-14.6℃和-13.7℃，最低月平均空气温度和地表温度阈值分别为-13.4℃和-12.4℃。
　　北京房山，河南林州、巩义，陕西眉县、岐山县等早春田间自然发病田块内病害的分布型为聚集分布，而河北廊坊人工接菌的田块内2014年病害呈聚集分布，2015年呈随机分布，建立了小麦白粉病的早春田间调查理论抽样模型:N=(1.47/x+0.60)/D2;同时还明确了以上地区秋苗上病菌潜伏侵染量的田间分布型均为聚集分布，并建立了秋苗上病菌潜伏侵染菌量分子检测的理论抽样模型:N=(1.73/x+0.99)/D2。在北京房山，河南林州、巩义，陕西眉县、岐山县等自然发病地区，Real-time PCR检测出的潜育中心与发病中心大部分吻合，在人工接种的河北廊坊地区，感病品种‘京双16’种植区检测出的潜育中心与田间发病中心的吻合度好于中抗品种‘众麦2号’种植区。每个采样地区的田间DX与MDX、1-3月份的平均空气温度均存在显著相关性，由此建立了基于MDX(x)的小麦白粉病早春预测模型:y=686.29x-0.75(R2=0.7336，P=0.0008)，并建立了基于MDX(x1)和1-3月份平均温度(x2)的小麦白粉病早春预测模型:y=713.45x1+0.1767x2-1.64(R2=0.8014,P=0.0176)，可以用来预测小麦白粉病早春的发生和流行。
　　2015-2017年连续3年采用定容式孢子捕捉器在水平方向上对距菌源中心不同距离处的孢子进行捕捉，结果发现距菌源中心不同距离处的孢子捕捉量与风向存在正相关性，而且各孢子捕捉量之间存在极显著相关性，随着距离增加，相关系数呈减小趋势;当菌源中心病情指数较低时，孢子传播量较低，当田间病情指数达到17.72时，白粉菌分生孢子即可传播到距菌源中心北侧64m处，但在距菌源中心北侧和东侧20m、40m、60m处的孢子捕捉量之间存在显著差异。距菌源中心北侧0m、2m、4m、8m、16m、32m和64m处各孢子捕捉量值与传播距离存在对数关系，建立了基于孢子捕捉量(y)与传播距离(x)的关系模型:lny=-0.96ln(x+1)+7.93(R2=0.9769，P＜0.001)，可以用来描述孢子捕捉量与传播距离的关系，为病菌孢子捕捉器在小麦白粉病监测中的应用奠定了基础。
　　小麦白粉病菌越冬温度阈值的确定、田间秋苗潜伏侵染菌源量和早春病害调查抽样技术的建立、早春病害预测预报模型的组建以及田间病菌孢子传播规律的研究，为小麦白粉病的监测、预测预报及其防控提供了依据。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 小麦白粉病概述

1．1．1 小麦白粉菌的侵染过程

1．1．2 小麦白粉病的危害

1．1．3 小麦白粉病的发生规律

1．1．4 病害田间分布型

1．1．5 小麦白粉病的预测预报

1．1．6 小麦白粉病的防治

1．2．1 Real-time PCR的基本原理

1．2．2 土壤中植物病原菌的Real-time PCR定量检测

1．2．3 寄主组织内植物病原菌的定量研究

1．2．4 空气中植物病菌孢子的定量研究

1．3 基于孢子捕捉技术的空气中病原菌孢子浓度和传播距离的监测

1，3．1 玻片捕捉技术

1．3．2 旋转胶棒捕捉技术和移动式孢子捕捉技术

1．3．3 定容式孢子捕捉技术

1．3．4 利用孢子捕捉技术监测空气中病原菌孢子浓度

1．3．5 利用孢子捕捉技术监测病菌孢子的传播距离

1．3．6 风向和风速与孢子释放的关系

1．4 研究内容和拟解决的关键问题

1．4．1 研究内容

1．4．2 拟解决的关键问题

1．5 本研究的目的和意义

第二章 小麦白粉病菌越冬温度阈值的研究

2．1 材料与方法

2．1．1 供试材料和仪器

2．1．2 试验方法

2．1．3 数据分析

2．2 结果与分析

2．2．1 小麦白粉菌越冬后发病情况

2．2．2 小麦白粉菌越冬的空气温度阈值变化

2．2．3 小麦白粉菌越冬的地表温度变化

2．2．4 小麦白粉菌越冬的温度参数与病情之间的相关关系

2．2．5 小麦白粉菌的越冬温度阈值

2．3 讨论

第三章 基于潜伏侵染菌源量的小麦白粉病早春预测

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 主要试验仪器及设备

3．1．3 主要生化试剂及配制

3．2 试验方法

3．2．1 小麦白粉菌孢子粉的收集与保存

3．2．2 供试材料DNA提取

3．2．3 DNA浓度的测定

3．2．4 白粉菌引物Real-time PCR扩增和标准曲线制作

3．2．5 小麦引物Real-time PCR扩增和标准曲线制作

3．2．6 田间取样

3．2．7 数据分析

3．3 结果与分析

3．3．1 小麦白粉病早春田问调查的理论抽样模型

3．3．2 小麦白粉病分子检测的理论抽样模型

3．3．3 小麦白粉菌和小麦叶片的标准曲线

3．3．4 小麦白粉菌潜伏期侵染菌源量和田间病害的分布

3．3．5 基于MDX的小麦白粉病早春预测

3．3．6 基于MDX和气象因素的小麦白粉病早春预测

3．4 讨论

第四章 小麦白粉菌分生孢子田间传播的定量研究

4．1 材料与方法

4．1．1 供试材料和仪器

4．1．2 试验方法

4．1．3 数据分析

4．1．4 模型的检验

4．2 结果与分析

4．2．1 距菌源中心不同距离处孢子捕捉量与冠层风的关系

4．2．2 距菌源中心不同距离处孢子捕捉量之间的关系

4．2．3 小麦白粉病菌源中心病情与距菌源中心不同距离处孢子捕捉量的变化趋势

4．2．4 距菌源中心相同方向不同距离处孢子捕捉量之间的比较

4．2．5 小麦白粉菌分生孢子最大单日捕捉量与传播距离的关系

4．3 讨论

第五章 全文结论

5．1 小麦白粉菌低温越冬阈值的研究

5．2 基于潜伏侵染菌源量的小麦白粉病早春预测

5．3 小麦白粉菌分生孢子田间传播距离的定量研究

参考文献

附录

致谢

作者简历