长江中下游小麦新品系赤霉病和白粉病抗性评估与抗病基因检测

了解长江中下游麦区小麦的抗病育种现状,并鉴定筛选优异抗病品系,对近6年长江中下游麦区参加国家区域试验和江苏省区域试验的414个品系进行抗病鉴定,同时利用抗赤霉病基因Fhb1和抗白粉病基因Pm21/PmV的分子标记进行基因型分析。结果表明,在供试品系中,赤霉病抗性为抗(R)和中抗(MR)的品系分别占比10.1%和62.3%,其中扬15-9、扬17021、宁20419连续两年鉴定结果均为R。经系谱分析,抗病品系的亲本多为宁麦9号和扬麦158及其衍生品种。在供试品系中,白粉病抗性为免疫(IM)、高抗(HR)和MR的品系分别占比23.4%、1.9%和8.5%,其中扬15-9、瑞华麦505、盐麦0916、宁红1761、盐H1902、东麦1901连续三年鉴定结果均为IM。有15个品系的赤霉病和白粉病抗性同时为R或IM,可在小麦育种中作为后备亲本使用。经抗病基因分子标记鉴定,携有抗赤霉病基因Fhb1的品系有63个,其中88.0%品系的赤霉病抗性达到MR以上;赤霉病抗性为R的品系中仅35.7%被检测出携有Fhb1基因,赤霉病抗性为MR的品系中仅14.9%被检测出携有Fhb1基因;143个品系携有Pm21/PmV基因,占供试材料的34.5%,其中有73个品系抗性鉴定结果为IM至HR。97个品系免疫白粉病,其中70.10%携有Pm21/PmV基因,其他品系的抗白粉病基因有待挖掘;10个品系同时携有Fhb1和Pm21/PmV基因,对两种病害的抗性均在MR以上,可直接作为抗源利用。长江中下游小麦抗病育种中,Pm21/PmV基因可继续使用,将Fhb1基因与扬麦品种的赤霉病抗性基因相结合可进一步提高品系对赤霉病的抗性。

南阳市2024年小麦赤霉病发生特点及原因分析

小麦赤霉病是一种暴发性、毁灭性小麦病害,暴发流行时可导致小麦严重减产,甚至绝收,其发生轻重和气候条件关系很大。南阳市与豫南其他地方相比,气候差别很大,是特有的盆地小气候。小麦扬花期雨水多少是赤霉病发生轻重的关键因素,如果扬花期遇雨,赤霉病严重发生的概率较大。而南阳市2024年4月1―21日平均降水量为72 mm,较常年同期偏多87.3%,且降水与南阳市小麦扬花期高度吻合,是南阳市赤霉病流行发生的重要原因。

植物细胞工程在小麦抗赤霉病育种中的应用研究

植物细胞工程作为现代农业生物技术的重要分支,以其独特的细胞培养和遗传改良方法,为作物抗病性状的创新提供了新的途径。在小麦赤霉病的抗性育种研究中,植物体细胞无性系变异、加倍单倍体技术和幼胚培养等技术发挥了关键作用。方法 不仅显著提升了遗传改良效率,还为抗病性状的快速引入和稳定提供了可靠支持。本研究综合分析了上述技术在小麦抗赤霉病育种中的具体应用和技术特点,以期为作物抗病育种的实践提供理论依据与技术参考。

农业机械与智能化监测系统——以小麦赤霉病预测为例

农业机械与智能化技术的融合可显著改善农业生产过程,在小麦赤霉病的预测与防控方面,这一融合可显著提高小麦的产量和质量。通过构建基于深度学习的多元异构数据模型,结合智能农业机械的实时监测功能,可以更加精准地预测小麦赤霉病的发生概率。这一智能化监测系统能够实时采集农田环境参数、小麦生长状况以及病虫害历史数据,通过大数据分析,确定小麦赤霉病的发生状态,为农户田间管理提供科学的防控建议。

雨山区小麦赤霉病的综合防治

从安徽马鞍山雨山区小麦生产实践出发,总结分析了该作物赤霉病的形成原因、主要病症和危害以及防治措施。小麦赤霉病是由镰刀菌属引起的为害小麦生产的重要病害之一,是典型的气候性病害。研究区地属北亚热带季风过渡区,气候条件有利于赤霉病菌侵染;同时田间菌源量高、种植品种抗性不强、耕作方式和管理不当等均在一定程度上加重了该病害的发生和流行。该病害会造成小麦大面积减产,病穗中的毒素还会对人和牲畜造成危害。基于此,提出建立监测预警系统,及时掌握病害发生动态;完善适时、适量播种,科学施肥和田间管理等栽培管理技术;规范秸秆还田、施用基肥和引入生物防治菌,降低田间病原基数;采用分子标记等技术选育并种植抗病品种;采取药剂拌种、适期用药、交替轮换用药和选择合适施药机械等措施,进行科学的化学防治;适时收获、晾晒和储藏,加强收储管理等防治小麦赤霉病的策略,为相关地区小麦生产中赤霉病综合防治提供参考。

4种杀菌剂对小麦赤霉病的田间防治效果评价

小麦赤霉病为国家一类农作物病虫害,是严重威胁河南省小麦生产安全的主要病害之一。该病主要是由禾谷镰刀菌引起的一种真菌性病害,同时也是典型的气候型病害。若小麦抽穗扬花期遇连阴雨天气,就极易暴发流行,不仅造成小麦产量下降,籽粒品质恶化,还会导致真菌毒素污染,直接影响人民身体健康。

15%丙唑·戊唑醇悬浮剂等药剂防治小麦赤霉病、白粉病田间药效试验

为筛选出防治小麦赤霉病及白粉病的高效低毒杀菌剂,在小麦扬花初期和扬花盛期施药开展小麦赤霉病、白粉病及增产效果的田间试验。结果表明:在小麦扬花初期和扬花盛期施药,15%丙唑·戊唑醇悬浮剂(60 mL/667 m^(2))、480 g/L丙硫菌唑悬浮剂(20 mL/667 m^(2))对小麦赤霉病、白粉病防治效果较好。15%丙唑·戊唑醇悬浮剂(60 mL/667 m^(2))加入植物生长调节剂和叶面肥(0.1%S-诱抗素25 g/667 m^(2)+含氨基酸水溶肥40 g/667 m^(2)+磷酸二氢钾30 g/667 m^(2))后,增产效果明显。

小麦新品系赤霉病抗性鉴定及基因效应分析

为创制黄淮麦区小麦新品系、提高小麦抗赤霉病育种效率,2022年在小麦扬花期利用喷洒孢子液的方法对81份抗赤霉病高代品系和4份对照品种在濉溪柳湖试验基地开展了赤霉病抗性鉴定,并利用与4个抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的6个标记对供试小麦材料进行了基因型检测。结果表明,供试81份材料的赤霉病抗性整体较好,平均病小穗率为27.95%,其中13份自育品系平均病小穗率低于扬麦20;携带单个或多个赤霉病抗性基因的品系共有60份,Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5检出频率分别为64.20%、12.35%、20.99%、34.57%;携带单个抗病基因Fhb1、Fhb4、Fhb5的小麦品系分别为18份、3份、2份;有45.68%品系同时携带2~3个赤霉病抗性基因。携带抗性基因的品系平均病小穗率低于不含抗性基因的品系;聚合多个抗赤霉病基因可以有效提高小麦品种的抗赤霉病水平。

基于改进YOLO v8s的小麦小穗赤霉病检测研究

为实现大田复杂背景下小麦小穗赤霉病快速准确识别,构建了包含冬小麦开花期、灌浆期和成熟期3个生育期共计640幅的小麦赤霉病图像数据集,并提出一种基于改进YOLO v8s的小麦小穗赤霉病识别方法。首先,利用全维动态卷积ODConv替换主干网络中的标准Conv,提高网络对目标区域特征的提取;然后,在Neck网络使用改进Efficient RepGFPN特征融合网络实现低层特征与高层语义信息的融合,使模型能够提取更丰富的特征信息;最后,采用EIoU损失函数替换CIoU损失函数,加快模型收敛速度,进一步提高模型准确率,实现对小麦小穗赤霉病的快速、准确识别。在自建的数据集上进行模型验证,结果表明,改进模型(OCE-YOLO v8s)对小麦小穗赤霉病的检测精度达到98.3%,相比原模型提高2个百分点;与Faster R-CNN、CenterNet、YOLO v5s、YOLO v6s、YOLO v7模型相比分别提高36、25.7、2.1、2.6、3.9个百分点。提出的OCE-YOLO v8s模型能有效实现小麦小穗赤霉病精确检测,可为大田环境下农作物病虫害实时监测提供参考。

我国小麦赤霉病流行与化学防控现状及控病降毒关键技术理论创新与应用

概述了我国小麦赤霉病发生危害现状,深入剖析了该病流行危害的原因,回顾了近年来我国小麦赤霉病化学防控历程,综述了化学防控及其抗药性发生的现状,并总结了小麦赤霉病菌抗药性检测技术的发展过程。此外,对小麦赤霉病控病降毒关键技术理论创新与应用成果进行了分析和总结,展望了小麦赤霉病精准防控的科学用药技术方案,并对其可行性和有效性进行了阐释。旨在为小麦赤霉病的精准选药、科学用药提供重要的参考数据,保障我国的粮食生产安全和食品安全,进而推动我国农业实现可持续、高质量发展。

丙硫菌唑与丙环唑混剂对小麦赤霉病菌的联合毒力及田间防效

为研发防治小麦赤霉病的新药剂,采用菌丝生长速率法分别检测了丙硫菌唑、丙环唑及其7种配比混剂对赤霉病菌的室内毒力,并进行了优选配比制剂对赤霉病、籽粒DON毒素、白粉病和叶锈病的田间药效试验。结果表明,丙硫菌唑与丙环唑配比为1:1时增效系数为2.4375,增效最显著。田间药效试验中,40%丙硫菌唑·丙环唑可分散油悬浮剂(OD)600 g/hm^(2)对赤霉病病指防效和籽粒DON防效分别为93.46%和91.26%,2次药后21 d对白粉病和叶锈病病指防效分别为93.50%和93.19%,均高于常规药剂戊唑醇和多菌灵,并且对小麦生长安全。40%丙硫菌唑·丙环唑OD对赤霉病和籽粒DON毒素防效优良,同时对白粉病和叶锈病兼治效果优良,具有较好的开发潜力。

基于矮败小麦分子育种策略培育黄淮抗赤霉病小麦新品种轮选20

【目的】针对黄淮冬麦区抗赤霉病小麦品种短缺问题,开展产量与赤霉病抗性协同改良,为该麦区培育高产抗赤霉病小麦新种源。【方法】以苏麦3号为供体亲本(抗源),以矮败周麦16、周麦16、轮选136和轮选6号为受体亲本,利用骨干亲本矮败小麦结合Fhb1分子标记辅助选择和双单倍体(double haploid,DH)技术(简称矮败小麦分子育种策略)快速获得DH系,并对这些稳定品系进行株高、抽穗期和产量等主要农艺性状评价和赤霉病抗性鉴定。【结果】共获得51份半冬性、矮秆、白粒且携带Fhb1的DH系。在2个环境(2020河南和2020北京)下,51份DH系平均病小穗数分别为5.7和7.3,平均严重度分别为27.7%和35.2%,与中感对照淮麦20无显著差异;平均每公顷产量为8.3 t,略低于对照品种周麦18(8.5 t)。结合赤霉病抗性和主要农艺性状综合评价结果,选择DH116(轮选20)作为重点系进一步进行赤霉病抗性和农艺性状鉴定。单花滴注接种鉴定发现,轮选20在4个环境下均达到中抗-高抗对照抗性水平;每公顷产量在2个环境下均高于对照品种周麦18,每穗小穗数和千粒重显著高于对照(P<0.05),且比对照抽穗更早、植株更矮(P<0.05)。轮选20两年区试分别比对照百农207增产4.6%和1.7%,生产试验比对照增产3.5%;区试利用喷雾和单花滴注2种接种方法综合评价轮选20为中感-中抗赤霉病。分子标记检测发现,轮选20携带半矮秆基因Rht-D1b;在已知春化基因Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1位点均携带隐性等位基因。通过小麦660K SNP芯片分析显示,轮选20与4个亲本有64.7%SNP是一致的,亲本周麦16、轮选136、轮选6号和苏麦3号对轮选20的直接遗传贡献率分别为69.8%、12.6%、6.1%和11.5%。【结论】利用矮败小麦分子育种策略,实现了小麦高产和赤霉病抗性协同提高,培育出符合黄淮冬麦区生态类型的高产抗赤霉病小麦品种轮选20。

55个小麦主栽及后备品种抗赤霉病评价与籽粒DON毒素含量分析

为发掘赤霉病的抗性种质资源,评估小麦品种籽粒DON毒素含量与赤霉病抗性内在联系,本研究分别以‘华麦1169’‘小偃22’‘郑9023’和‘苏麦3号’为高感、中感、中抗和高抗赤霉病对照品种,于2021年春季对生产上种植面积超过10万hm2的16个主栽品种和湖北的39个主栽和后备品种,采用双花滴注接种法开展田间赤霉病抗性鉴定,同时对供试材料用与Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5和Fhb7和QFhs.crc-2DL连锁的分子标记进行检测,并对55个小麦品种测定其收获后籽粒DON毒素含量。结果表明,55个供试小麦品种中有21个表现为中抗赤霉病。结合分子检测结果发现,抗性鉴定为中抗的21个小麦品种中,16个品种未检测出目标抗赤霉病基因,推测其可能含有其他未知或未检测的抗赤霉病基因;55个小麦中仅‘华麦169’携带Fhb1,平均病小穗率22.34%;‘新麦18’‘扬麦11’和‘西农979’等5个品种携带Fhb2,平均病小穗率为28.34%~45.92%;‘偃展4110’‘衡观35’和‘烟农19’等5个品种携带Fhb4,平均病小穗率为26.73%~65.59%;‘良星99’‘华麦1123’和‘襄麦35’等13个品种携带QFhs.crc-2DL,平均病小穗率为32.96%~70.81%;未检测到携带Fhb5的品种。籽粒DON毒素测定结果表明,田间鉴定为中抗赤霉病的21个品种中,其籽粒DON毒素含量最高的品种超过最低的8倍,有8个品种籽粒DON毒素含量超过3500μg/kg,田间鉴定为中感赤霉病的13个品种中,DON毒素含量最高的品种超过最低的4倍,除‘扬麦13’‘鄂麦352’和‘荆麦66’这3个品种DON毒素含量低于3500μg/kg,其余10个均高于3500μg/kg。这些检测结果充分说明对小麦抗赤霉病遗传改良的种质资源筛选来说,田间抗病鉴定取得的信息量远远不够,即使田间鉴定为中抗,也有必要对品种的籽粒DON毒素进行测定,更客观全面地反映品种的综合抗赤霉病潜力。

湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测

赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的小麦穗部病害,严重危害小麦生产,抗赤霉病品种选育是减轻其危害的重要途径之一。本研究以湖北省不同时期审定的59个小麦品种和选育的7份优异品系为材料,采用喷雾接种对其进行田间赤霉病抗性鉴定,并利用抗性基因Fhb1功能性分子标记和主效抗性基因(Fhb2、Fhb4、Fhb5和QFhs.crc-2DL)连锁分子标记对供试材料进行检测,分析其遗传分布和利用状况;同时分析湖北小麦品种(系)赤霉病抗性、株高和小穗密度等性状年代间的差异。结果表明,16份供试材料赤霉病抗性水平达到中抗,占比24.2%,以810619品系抗性最好,病情指数略低于苏麦3号;42份材料达到中感,占63.6%。分子检测结果显示,仅鄂T45048携带Fhb1;鄂麦11、鄂麦18和810619等29份材料(43.9%)可能携带Fhb5和QFhs.crc-2DL单个或2个抗性基因,说明这2个抗性基因在湖北小麦赤霉病抗性育种中得到了较多应用。赤霉病抗性与株高的相关性分析结果显示,近15年湖北小麦品种株高持续降低,但其与赤霉病抗性无显著相关。研究结果为明确湖北小麦品种赤霉病抗性水平和分子遗传基础提供了参考。

耕作方式和药剂处理对小麦产量和赤霉病发生的影响

研究旨在明确不同耕作措施和药剂处理对小麦产量以及赤霉病防控效果的影响。2019-2022年,设置2种耕作方式(深旋+秸秆旋埋和免耕+秸秆覆盖)、3种药剂(对照、化学药剂和生防制剂)以及5个小麦品种,研究不同耕作和秸秆利用方式下,小麦赤霉病发生情况、药剂防治效果以及基因型差异。结果表明,2022年赤霉病发生较2020年重,主要与花后的降雨量有关;免耕+秸秆覆盖处理的产量较深旋+秸秆旋埋处理高11.76%~58.82%,主因是穗数较高,免耕+秸秆覆盖的土壤禾谷镰刀菌含量和病籽率明显低于旋耕处理,但病穗率和子囊壳数量显著高于深旋+秸秆旋埋处理;在赤霉病发生较轻年份,生防制剂防控效果最佳,其次是化学药剂处理,但在赤霉病发生偏重年份,化学药剂的防治效果略优于生防制剂;‘绵麦902’产量高但易感染赤霉病,‘川麦618’产量较高且赤霉病抗性好。总体来看,免耕秸秆覆盖产量高,选用抗性品种和合理运用药剂能够有效抑制小麦赤霉病的发生。

基于Shapelet转换的安徽省小麦赤霉病气象等级预报方法

为探讨小麦赤霉病预测预报方法,基于安徽省小麦赤霉病中高风险区域的寿县、庐江县、宣城市3个代表站1986—2020年小麦赤霉病病穗率及气象观测资料,采用Shapelet转换时间序列分类方法,通过分析不同气象要素各等级特征序列及信息增益,建立了基于Shapelet转换的气象等级预报模型,并使用随机森林、Bagging、AdaBoost三种分类器对模型进行预测检验。结果表明,赤霉病的重发生与连续降水、连续无日照高度相关,而轻发生与关键期内出现持续无降水或极少降水量相关,重发生的相对湿度特征序列中存在持续性总体上升趋势,气温信息增益普遍较低。3种分类器模型预测等级与实际等级相差基本在1个等级以内,预测模型对轻发生、偏重以上发生预测效果好,利用随机森林分类器回算预报等级与实际等级基本一致。建立的小麦赤霉病气象等级预报方法可用于农业气象业务服务。

基于MHSA-YOLOv7的小麦赤霉病感染率检测

在抗病育种中小麦赤霉病感染率是衡量籽粒抗性表型鉴定的重要衡量指标,针对目前小麦赤霉病感染率检测存在检测时间长、硬件成本高以及检测方式破坏植株等问题,设计了一种适用于麦穗籽粒此类小目标检测的深度学习网络模型——MHSA-YOLOv7。通过在原YOLOv7主干网络中融合多头自注意力(Muti-Head Self-Attention,MHSA)机制来提高模型对深层语义特征的提取能力,并使用加权双向特征金字塔网络(Bidirectional Feature Pyramid Network,BiFPN)实现模块间的跨层连接,使该模型能够提取和传递更丰富的特征信息。实验结果表明,MHSA-YOLOv7在小麦单穗赤霉病数据集上达到了90.75%的检测精度,相较于原YOLOv7模型,改进后的算法对于麦穗籽粒此类小目标物体具有更强的特征提取能力,检测精度、召回率、F1值、mAP@0.5以及mAP@0.5∶0.95分别提高了0.33%、1.83%、0.011、1.19%以及0.38%,有效满足了小麦赤霉病感染率的精确检测,为实现小麦植株病害走势的长期观测以及小麦籽粒抗性的准确评估提供了技术支持。

小麦赤霉病生防菌XH⁃1的鉴定及防治效果

【目的】挖掘新的有效赤霉病生防菌并测试其防治效果,为小麦赤霉病生物防治提供理论基础。【方法】通过稀释涂布法进行菌株分离,通过菌落形态特征观察、革兰氏染色、16S rDNA序列及系统发育分析对其进行鉴定,并通过平板对峙、CMC产孢、YEPD诱导孢子萌发、戳伤接种以及单花接种等探究该菌株对禾谷镰刀菌菌落生长、产孢、孢子萌发、侵染力等过程的影响。【结果】从健康小麦周围土壤中分离出1株对禾谷镰刀菌具有抑菌活性的生防细菌,将其命名为XH⁃1;革兰氏染色呈阳性,菌落形态与芽孢杆菌相似,对其16S rDNA序列进行BLAST比对及系统发育分析,结果表明该菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis);平板对峙试验发现XH⁃1能抑制禾谷镰刀菌菌落生长,抑制率为45.6%;在XH⁃1的影响下,禾谷镰刀菌产孢量趋近于0;孢子萌发测试发现XH⁃1不仅抑制分生孢子的萌发,还会使孢子畸形膨大;叶片戳伤接种及麦穗单花接种结果均显示XH⁃1可减弱禾谷镰刀菌对小麦的侵染能力。【结论】枯草芽孢杆菌XH⁃1对禾谷镰刀菌表现出良好的抑菌效果,具有较好的应用前景,可为小麦赤霉病的生物防治提供资源。

小麦赤霉病研究进展

赤霉病是小麦的重要病害,严重影响小麦产量和品质。为发掘抗赤霉病的种质资源和抗性基因,本研究分别从小麦赤霉病发生的气象影响因素分析、小麦赤霉病发生的风险评估、小麦赤霉病预测研究进展、小麦赤霉病相关基因克隆研究和小麦赤霉病抗性育种等方面总结归纳小麦赤霉病的防控手段,为田间小麦霉病防治提供指导。

叶菌唑与氟唑菌酰羟胺对小麦赤霉病的复配增效研究

为探索叶菌唑与氟唑菌酰羟胺复配对小麦赤霉病菌的增效作用,采用菌丝生长速率法对两种原药进行室内联合毒力测定。结果显示叶菌唑与氟唑菌酰羟胺质量比为1.5∶1时,增效系数最大。在此基础上进行田间药效试验,结果表明8%叶菌唑悬浮剂70 g/667m^(2)+18%氟唑菌酰羟胺悬浮剂20.7 g/667m^(2)处理的效果最好,防效为83.57%,其次为8%叶菌唑悬浮剂55 g/667m^(2)+18%氟唑菌酰羟胺悬浮剂16.3g/667m^(2),防效达到78.01%。复配处理中高剂量的防效均显著高于两种单剂的推荐剂量,且试验期间没有对非靶标生物产生影响,建议在生产中使用该剂量。