田间感病小檗对小麦条锈病发生作用研究

摘要

影响我国及世界小麦生产安全的重大病害之一的条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformisf.sp.tritici Pst)引起的。小麦条锈菌的致病性的不断变异是导致小麦品种“抗条锈性”丧失的主要原因。造成致病性变异的途径有多种，而有性生殖是重要的一种途径。近年研究证实，小檗是小麦条锈菌的转主寄主，使得小麦条锈菌有性生殖的相关研究成为可能。目前，鉴定证实我国多种小檗可以作为小麦条锈菌的转主寄主。田间调查发现，在我国，小麦田周边生长小檗的情况非常普遍，小檗感染锈病也很常见，而且本实验室从不同的感病小檗上分离获得小麦条锈菌，证实自然条件下，我国小麦条锈菌存在有性生殖。但是，没有直接证据表明小檗对小麦条锈病的发生的作用，为此，本研究通过对田间小檗及其邻近小麦田小麦条锈菌群体的分离与分析，以揭示小檗在小麦条锈病发生中的作用。研究结果如下:
　　1.小檗上锈子器的产生和锈孢子的释放与小麦条锈病发生时间吻合。调查发现在陕西省宝鸡地区，小麦田周围生长小檗非常普遍，4月中旬后期，小檗开始出现零星侵染（性子器阶段），至4月下旬，小檗受侵染逐渐增多，5月初，小檗产生锈子器，观察小檗周围麦田没有条锈病发生，至5月中旬早期，小檗周围麦田小麦发生条锈病。
　　2.从感病小檗及其邻近小麦成功分离获得小麦条锈菌菌系。2016年春季，在陕西省宝鸡地区的感病小檗叶片上，分离获得小麦条锈菌菌系103个，小檗锈子器释放后，从其邻近不同麦田小麦上的小麦条锈病标样，分离获得小麦条锈菌菌系共229个。同时，从2015年秋季采集小麦条锈病标样，分离获得小麦条锈菌菌系共116个。
　　3.从感病小檗上分离获得小麦条锈菌小种类型多，既有当前已知流行小种，也有未知新小种。这些菌系分别在中国鉴别寄主和单基因系上进行毒性鉴定。在小麦条锈菌中国鉴别寄主上的致病力鉴定结果表明，103个菌系共产生了57个不同的毒性类型，其中既有当前流行的小种，也有未知的新小种，包括G22致病类群、HY致病类群、Su11致病类群等主要致病类群。已知小种类型有12个，包括58个为当前已知的流行小种，占分离菌系的56.3％(58/103)。未知小种类型有45个，包括45个新小种，占分离菌系的43.7％(45/103)。在单基因(Yr)系上的毒性鉴定结果表明，从感病小檗上分离的103个小麦条锈菌系共产生了75个不同的毒性类型。秋季麦田小麦上获得的116个菌系在单基因系上共产生了34个毒性类型。
　　4.分离于感病小檗的小麦条锈菌群体与其邻近麦田的小麦条锈菌群体基因多样高，且匹配共同的基因型。用14对SSR标记进行分子检测，结果表明103个来自小檗的小麦条锈菌群体表现为54个基因型，107个麦田的小麦条锈菌群体表现为71个基因型，55个秋季麦田的小麦条锈菌群体表现为23个基因型。分离于感病小檗的小麦条锈菌群体中的40个菌系，与感病小檗邻近麦田的小麦条锈菌群体中的26个菌系，匹配7个相同的基因型。在小麦条锈菌的春季群体中有18个基因型与秋季菌系群体中30个基因型表现出4个相同的基因型。
　　上述研究结果表明，在春季，感病小檗可以为周围麦田提供有效菌源引起小麦条锈病的发生，春季麦田小麦条锈菌的遗传多样性较以无性传播为主的秋季麦田丰富。研究结果为小檗在我国小麦条锈病的病害发生流行中起作用提供直接证据，完善了中国小麦条锈病的病害流行体系，为我国小麦条锈病的防治新策略的制定提供科学依据。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 小麦条锈病

1．1．1 小麦条锈病的发生与危害

1．1．2 小麦条锈病的流行

1．1．3 小麦条锈病的防治

1．2 小麦条锈菌

1．2．1 病原菌

1．2．2 小麦条锈菌的生活史

1．2．3 小麦条锈菌的转主寄主

1．3 小麦条锈菌的致病性变异

1．3．1 突变

1．3．2 异核作用

1．3．3 无性重组

1．3．4 有性生殖

1．4 小檗对小麦锈病流行的作用

1．5 分子标记在小麦条锈菌群体遗传中的应用

1．6 本研究的目的意义

1．7 前景与展望

第二章 春季感病小檗及其邻近小麦上小麦条锈菌的分离、毒力测定与基因型分析

2．1 材料方法

2．1．1 标样采集与采样地点

2．1．2 小麦的培养

2．1．3 小麦条锈菌标样的分离、繁殖

2．1．4 毒性测定

2．1．5 分子检测

2．2 实验结果

2．2．1 田间小檗及周围麦田侵染情况

2．2．2 小檗上分离的小麦条锈菌菌系及毒性测定结果

2．2．3 春季小麦田分离的小麦条锈菌菌系

2．2．4 分子检测结果

2．2．5 分析和讨论

第三章 秋季小麦条锈菌群体与春季小麦条锈菌群体分析

3．1 材料方法

3．1．1 标样采集与采样地点

3．1．2 小麦条锈菌标样的分离、繁殖

3．1．3 毒性测定与分子检测

3．2 实验结果

3．2．1 秋季小麦条锈菌菌系及毒性测定结果

3．2．2 分子检测结果

3．3 分析与讨论

结论

参考文献

附录

致谢

作者简介