国家区试冬小麦品种在甘肃陇南的田间抗条锈病性评价

为精准评价冬小麦品种田间对条锈病的抗性,科学指导抗病育种和抗病材料的合理应用。在位于甘肃陇南不同生态区的甘肃省农业科学院植物保护研究所甘谷试验站和汪川良种场两地,于2017—2020年,对122个国家区域试验品种进行了连续3 a的成株期抗条锈病性评价。结果表明,有WJ18-1等19个品种3 a两地均表现抗病,且抗性表现稳定,占供试品种的15.57%;WJ18-494等49个品种具有慢条锈特性,占供试品种的40.16%。绝大多数品种表现出差异性,菌源、环境是主要原因。

甘肃省小麦条锈病研究进展及机遇与挑战

小麦生产关乎国家粮食安全,条锈病是小麦生产上最重要的病害之一。甘肃陇南越夏区是小麦条锈病常发易变区和新小种策源地。通过系统回顾甘肃省农业科学院植物保护研究所立足陇南越夏区开展小麦条锈病研究60年来的进展,分析了存在的问题,并提出未来研究方向,旨在更好保持甘肃省农业科学院小麦条锈病研究在国内影响和地位,为持续引领甘肃省小麦条锈病研究提供借鉴和帮助。

冬小麦新品种陇鉴9828苗期抗条锈性遗传分析

为明确冬小麦新品种陇鉴9828苗期抗条锈性基因类型及其数量,为该品种抗病基因的合理应用提供支撑。2022年对小麦遗传群体(铭贤169/陇鉴9828)的F1、F2单株及其双亲材料的幼苗分别接种CYR34、CYR32及新菌系ZS的单孢菌系,进行抗条锈性遗传分析。结果表明,陇鉴9828苗期对条锈菌CYR34、CYR32表现中抗,对条锈菌新菌系ZS表现高抗,铭贤169表现高度感病。分别接种条锈菌CYR34、CYR32后,F1代表现感病,F2代单株抗感表现分离,符合1R:3S的分离比值;接种条锈菌新菌系ZS后,F1代表现抗病,F2代植株抗感表现分离,符合3R:1S的分离比值。说明陇鉴9828对条锈菌CYR34、CYR32的苗期抗条锈性均由1对隐性抗性基因控制,对条锈菌新菌系ZS的苗期抗病性由1对显性抗性基因控制,该研究结果可对冬小麦新品种陇鉴9828在生产和育种中应用提供参考。

217份一粒系小麦苗期抗条锈病鉴定及抗病基因检测

小麦条锈病是影响小麦生产的重要病害之一。发掘新的抗病基因,培育新的抗病品种是防治小麦条锈病最经济有效的措施。一粒系小麦作为普通小麦的二级基因源,蕴含了丰富的抗病资源。为了从一粒系小麦中发掘新抗病基因,促进其利用,本文对217份一粒系小麦材料进行了苗期抗条锈病鉴定和A基因组的部分抗条锈病基因检测。结果表明,共有55份材料在苗期对CYR32表现抗病,占25.35%;抗病基因分子标记检测显示,携带Yr1、Yr34/Yr48、Yr69、Yr76抗性基因的材料分别有26、22、16、34份。共有4份表现高抗或免疫的材料同时携带2个抗性基因:2份材料携带Yr69和Yr34,2份携带Yr1和Yr34。所有供试材料中均未检测到Yr17。此外,有23份抗病材料未检测到以上抗病基因,其中7份表现高抗及免疫,可能携带其他已知或新的抗条锈病基因。本研究为一粒系小麦的利用提供了参考信息。

127份甘肃农家小麦品种兼抗条锈病与白粉病鉴定与评价

小麦条锈病、白粉病是发生于甘肃陇南乃至全国小麦生产上的最主要病害之一,种植抗病品种是防治病害最经济有效且绿色环保的措施。兼抗种质资源材料的匮乏是制约甘肃陇南小麦条锈病和白粉病品种选育和病害有效防控的主要因素。农家品种是小麦抗病种质资源重要的基因库,开展兼抗病害材料鉴定是准确评价供试材料抗病性的基础性工作。2021年和2022年,在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室和甘谷试验站,对127份小麦农家品种进行了苗期、成株期抗条锈病和白粉病性鉴定,结果发现:供试材料中苗期对条锈菌和白粉菌混合菌表现抗病的分别有36份和24份,占28.35%和18.90%;兼抗材料15份,占11.81%。成株期在接种及自然诱发条锈菌和白粉菌条件下,表现抗病的分别有39份和72份,占30.71%和56.69%;兼抗材料有27份,占21.26%。全生育期兼抗材料有11份,占8.66%。抗白粉病基因分子检测结果发现,含有抗病基因Pm2、Pm4a、Pm8、Pm21的分别占30.71%、86.61%、25.20%、3.15%;含有2个及以上基因组合品种有60个,占47.24%。结合前期抗条锈病研究结果,将会为筛选出的优异材料利用和持续解决甘肃陇南兼抗品种匮乏难题提供材料支撑。

一粒系小麦遗传多样性分析及抗条锈菌CYR34鉴定

一粒系小麦(Einkorn wheat,AA)作为小麦的基础物种,在形成普通小麦的过程中染色体组部分位点丢失,评价一粒系小麦的遗传多样性及对病害抗性的水平对普通小麦育种和遗传改良具有重要的理论意义和育种价值。本研究利用15对条带清晰、多态性高的SSR引物对170份一粒系小麦材料进行遗传多样性分析,并接种条锈菌流行生理小种CYR34进行抗病性评价。结果表明,SSR分析获得71个等位变异,引物平均多态性信息含量为0.6540;聚类分析和群体结构分析均将170份供试材料分为两个类群,两类群内的平均遗传距离分别为0.4732和0.5404;抗病性评价获得19份抗性较好的材料,其中免疫材料3份,近免疫材料2份,高抗1份,中抗13份,占供试材料的11.17%;有3对SSR引物与一粒系小麦抗条锈病显著相关。综上所述,一粒系小麦存在较多的等位基因变异,含有优异的抗条锈病基因,具有提高小麦抗条锈病的育种潜力。

生物技术在小麦抗锈育种中的应用研究进展

条锈病是小麦生产上最主要的病害之一,培育抗锈新品种是提高产量和保障粮食安全的关键,生物技术的快速发展有效促进了小麦重要性状相关基因的挖掘与利用。通过阐述了细胞工程、染色体工程、分子标记、基因编辑、全基因组关联分析等技术在小麦抗锈相关性状改良和应用中的研究现状,分析了小麦抗锈育种中尚需解决的问题,旨在为生物技术在甘肃小麦抗锈育种中的应用及其发展提供支持。

新型植物免疫激活蛋白维大力(VDAL)在春小麦上的应用效果

2019—2020年在张掖市民乐县新天镇王什村,通过灌浆期喷施和播种期拌种新型植物免疫激活蛋白维大力(VDAL),研究其小麦相关性状及产量的影响。结果表明,灌浆期喷施7.5、15.0、22.5 g/hm^(2)处理的小麦千粒重、穗粒重均较清水对照提高;折合产量2019年分别为9523.0、10040.0、10240.0 kg/hm^(2),分别较清水对照增产7.04%、12.85%、15.09%。2020年分别为9433.0、9653.0、9745.0 kg/hm^(2),分别较清水对照增产3.47%、5.89%、6.89%。2020年进行种子拌种,维大力用量86.58、173.16、259.74 g/100 kg种子处理较不拌种对照千粒重增加4.52%~7.23%;穗粒重增加3.30%~6.04%,折合产量分别为9818.0、10138.0、10137.0 kg/hm^(2),较不拌种对照分别增产7.70%、11.21%、11.19%。综合产量表现及效益,初步认为维大力在灌浆期15 g/hm^(2)喷雾处理或播种期173.16 g/100 kg种子拌种处理,均具有较好的节本增效作用,可在今后生产上应用。

15%三唑酮喷施次数对小麦条锈病的防治效果

小麦条锈病是小麦生产上的最主要病害之一,三唑酮在小麦条锈病防治上具有极好的控病增产作用,但随着其长期施用,在天水地区小麦生产上已出现抗药菌株,导致防效偏低。为了给小麦条锈病的科学防治和三唑酮的合理高效使用提供技术支撑,在甘肃省农业科学院植物保护研究所甘谷试验站以感病品种冬小麦新冬43号为指示品种,开展了15%三唑酮可湿性粉剂不同喷施次数对小麦条锈病的田间防效试验。试验结果表明,喷药次数对小麦条锈病的田间防效及指示品种的产量、千粒重、穗粒重有极显著的影响。与不喷药对照相比较,15%三唑酮可湿性粉剂药剂量1200 g/hm^(2)兑水675 kg喷施1次、喷施2次、喷施3次对小麦条锈病的田间终期防效分别为58.4%、83.6%、98.6%,折合产量分别为5000.0、5580.0、6080.0 kg/hm^(2),较不喷药对照分别增产58.23%、76.58%、92.40%,千粒重分别提高15.5%、32.4%、38.5%,平均穗粒重分别提高7.6%、10.7%、12.2%。认为选用15%三唑酮可湿性粉剂在小麦条锈病防治达标期(病叶率达到10%)时对小麦进行喷雾防治,间隔7 d喷1次,连喷3次,可达到极好的控病增产效果,值得在小麦生产上推广应用。

小麦条锈菌ZS有性与无性菌系毒性差异初步分析

小麦条锈病是小麦生产上最主要的病害,条锈菌毒性不断变异是造成小麦条锈病频繁发生和小麦品种抗病性丧失的主要原因。对小麦条锈菌新菌系开展品种抗病性评价,并探明条锈菌有性菌系、无性菌系间的毒性差异,为科学、超前指导小麦抗病育种和抗病品种的合理布局应用提供技术支撑。2017—2021年从454个小麦条锈菌有性菌系和1728个无性菌系中,获得ZS有性菌系35个和无性菌系167个,占比分别为7.71%和9.66%;其中已归类ZS-1、ZS-18、ZS-52类型中有有性菌系14个、无性菌系72个,占比分别为3.08%和4.17%。2022年选择ZS有性与无性菌系重要类型混合菌,对76个甘肃省内小麦生产品种进行苗期、成株期接种鉴定,结果发现,有性ZS菌系与无性ZS菌系对供试小麦品种苗期致病力分别为97.37%、92.11%,相对寄生适合度分别为0.3530、0.2487;成株期致病力分别为72.37%、71.05%,相对寄生适合度分别为0.3627、0.1840。表明有性菌系致病性和寄生适合度均高于无性菌系。建议在陇南越夏区,及早调整小麦抗病育种目标,以持续控制条锈病的发生流行,保障粮食安全。

黄淮麦区假禾谷镰刀菌对3种杀菌剂敏感性测定

以假禾谷镰刀菌Fusarium pseudograminearum为主要病原菌引起的小麦茎基腐病已经成为黄淮麦区的主要小麦病害之一,对小麦生产安全带来严重威胁。为了解假禾谷镰刀菌对氰烯菌酯、戊唑醇和咯菌腈3种杀菌剂的敏感性,采用菌丝生长速率法对采自河南、河北、山东的108株假禾谷镰刀菌进行了室内毒力测定。试验结果表明:氰烯菌酯对假禾谷镰刀菌的EC_(50)为0.088~0.929μg/mL,EC_(50)均值为(0.471±0.181)μg/mL;敏感性分布为连续单峰曲线,经Shapiro-Wilk正态性检验符合正态分布(W=0.988,P=0.437>0.05),所以将所有菌株的EC_(50)平均值0.471μg/mL定为假禾谷镰刀菌对氰烯菌酯的敏感基线;戊唑醇对供试菌株的EC_(50)为0.015~0.961μg/mL,EC_(50)均值为(0.384±0.219)μg/mL,敏感性分布不符合连续单峰的正态分布;咯菌腈对供试菌株的EC_(50)为0.029~0.354μg/mL,EC_(50)均值为(0.153±0.075)μg/mL,敏感性分布不符合连续单峰的正态分布。不同地理来源菌株间敏感性存在差异,但对这3种杀菌剂都表现出较高的敏感性。本试验结果为3种杀菌剂在小麦茎基腐病上的防治应用提供了理论基础,为病原菌对药剂的敏感性、抗药性监测提供了重要信息。

生防细菌HMQ20YJ04发酵条件优化及其对番茄灰霉病的效果评价

菌株HMQ20YJ04是从甘肃民勤盐碱土壤中分离筛选的对多种植物病原真菌具有较强抑菌活性的拮抗细菌。为提高其发酵液的防控效果,以发酵液活菌数作为检测指标,采用单因素试验、正交试验、Plackett-Burman试验和响应曲面法对发酵培养基组分和摇瓶发酵条件进行筛选和优化。结果表明,最佳发酵培养基组分配比为可溶性淀粉5 g/L、酵母提取物10 g/L、MgSO_(4)·7H_(2)O_(5) g/L、NaCl5 g/L,最佳发酵条件为转速200 r/min、接种量5%、温度32℃、时间60 h、初始pH6.5。温室盆栽防控番茄灰霉病试验结果表明,该菌株的发酵液对番茄灰霉病具有良好的防控效果,防效为63.03%。研究结果为枯草芽胞杆菌菌株HMQ20YJ04的菌剂研发及番茄灰霉病的生物防治提供了依据。

我国小麦茎基腐病菌致病力比较分析

为明确我国不同种、地理来源和毒素化学型小麦茎基腐病菌的致病力分化情况,采用纸塔法对来自全国9个省市80个采样点分离的224株小麦茎基腐病菌进行致病力分析。结果表明,不同种镰刀菌的致病力不同,黄色镰刀菌Fusarium culmorum,禾谷镰刀菌F.graminearum,假禾谷镰刀菌F.pseudograminearum及亚洲镰刀菌F.asiaticum致病力强于其他种。F.culmorum致病力显著高于F.pseudograminearum和F.asiaticum,而F.pseudograminearum,F.graminearum及F.asiaticum三者之间无显著性差异。中华镰刀菌F.sinensis,木贼镰刀菌F.equiseti,锐顶镰刀菌F.acuminatum致病力较弱,三者间苗期致病力无显著性差异;多数省份F.pseudograminearum群体间致病力无显著差异,仅山东F.pseudograminearum群体的致病性显著低于河南群体;此外,产毒类型为3ADON的F.pseudograminearum群体致病力显著高于15ADON群体。

30%丙硫菌唑悬浮剂对小麦赤霉病的田间防效

小麦赤霉病是陇南徽成盆地小麦生产上最主要的病害之一,2016年以来该病害的发生面积和流行程度亦呈逐年加重趋势,该区域主要致病菌为禾谷镰孢菌。为了给陇南徽成盆地小麦赤霉病的高效控制和实现小麦绿色化生产提供科学依据,以冬小麦品种兰天42号为指示品种,设在小麦抽穗期、扬花期、灌浆期分别喷施30%丙硫菌唑悬浮剂675 g/hm^(2)兑水675 kg/hm2及抽穗期喷等量清水4个处理,以明确该药剂对小麦赤霉病的田间防效。结果表明,在冬小麦抽穗期、扬花期、灌浆期喷施30%丙硫菌唑悬浮剂的各处理对小麦赤霉病的田间防效为68.9%~99.0%,较喷清水对照增产1.1%~11.5%。其中2021年田间防效为86.8%~98.7%,千粒重较喷清水对照提升2.2%~12.1%,折合产量为8730.0~9525.0 kg/hm^(2),较喷清水对照增产1.1%~10.3%。2022年田间防效为68.9%~99.0%,千粒重较喷清水对照提升2.4%~11.9%,折合产量为8435.0~9230.0 kg/hm^(2),较喷清水对照增产1.9%~11.5%。抽穗期、扬花期喷施30%丙硫菌唑悬浮剂对小麦赤霉病的田间防效均与灌浆期喷施间差异达极显著水平(P<0.01)。表明在冬小麦抽穗期至扬花期采用30%丙硫菌唑悬浮剂675 g/hm^(2)兑水675 kg田间喷施,能较好地控制小麦赤霉病且具有一定的增产效果,对赤霉病的田间防效均在93%以上,增产幅度超过8.7%,可在陇南徽成盆地及其他赤霉病发生区域冬小麦生产上应用。

2017年-2018年甘肃省小麦条锈菌生理小种变异监测

2017年-2018年对采自甘肃省不同生态区的572份小麦条锈菌标样进行生理小种鉴定及监测,结果表明:两年共监测出37个生理小种及致病类型。其中贵农22类群居第一位,2017年和2018年出现频率分别为56.88%和50.34%,中四类群出现频率分别为10.15%和13.85%。主要流行小种中,条中34号出现频率分别为33.69%和38.51%,居第一位;条中32号出现频率分别为13.04%和15.20%,居第二位;条中33号出现频率降至5%以下;贵22-14致病类型出现频率在4%~6.6%之间;新菌系ZS-1出现频率呈上升趋势,2017年和2018年出现频率分别为2.90%和7.43%;次要致病类型中,HY4、HY8、水11-3、水11-7、水11-192及贵22-104、贵22-108、ZS-18等出现频率在0.72%~4.71%之间,其他致病类型在0.36%以下。毒性分析发现,VYr 9、VYr3b+Yr4b、VYrSu、VYr26仍为甘肃省主要毒性致病基因。目前甘肃小麦条锈菌仍处于以条中34号为主的贵农22致病类群占优势阶段。开展中四类群监测是今后条锈菌变异研究的重点。抗条锈育种应以抗条中34号、条中32号、ZS-1为主,兼顾贵农22及中四类群中其他类型。

甘肃省冬小麦抗条锈病育种现状及对策

条锈病是我国小麦生产上的主要病害之一,甘肃省特别是陇南越夏区危害严重,培育和种植抗病品种是防治该病最经济有效且环境友好的措施。自20世纪50年代以来,先后育成333个抗条锈冬小麦新品种,在甘肃陇南小麦条锈病的持续控制中发挥了重要作用。陇南越夏区条锈菌毒性变异速度快,抗源材料及生产品种抗性保持时间短,病菌新小种出现与品种抗条锈病性丧失周而复始。介绍了甘肃陇南越夏区在中国小麦条锈病流行中的作用,回顾了主要抗源材料及生产品种抗条锈病性变异特点,总结了抗源利用及品种应用的经验教训,提出了当前存在的问题及今后抗病品种(基因)的利用方向和现有品种的布局建议,旨在为持续控制该区域小麦条锈病发生流行提供技术支撑。

98%棉隆颗粒剂土壤处理对甘肃陇南低海拔川道区小麦田有害生物发生及产量的影响

2018年-2019年在甘肃省农业科学院植物保护研究所甘谷试验站,选用土壤熏蒸剂棉隆进行土壤消毒防治小麦全蚀病、地下害虫和田间杂草。结果表明,98%棉隆颗粒剂75~450 kg/hm 2处理对麦田地下害虫的防效达到100%,对小麦全蚀病的防效为64.71%~100%,对小麦田杂草的鲜重防效为75.24%~89.81%,小麦增产幅度为4.44%~15.31%。综合投资效益并结合小麦产值比,建议选用75~225 kg/hm 2施用量,可达到较好的控害、增效作用。

贵农系列小麦种质资源在甘肃陇南的抗条锈病研究

甘肃陇南是小麦条锈病的常发易变区,是条锈菌新小种的"策源地"。小麦条锈病是发生于该区域及甘肃省小麦生产上最主要的病害,种植抗病品种是防治该病最经济有效且绿色环保的措施。本研究对来自贵州大学的小麦种质资源材料贵农19、贵农21、贵农22、贵农29、贵农775在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室进行苗期人工接种鉴定,在甘谷试验站和天水市秦州区汪川良种场两地进行多年田间人工接种和自然诱发抗条锈病性鉴定及监测,结果发现:自2010年以来,由于以条锈菌CYR34为代表的贵农22致病类群的发生流行,使得贵农19、贵农21、贵农22在甘肃陇南田间先后丧失抗条锈病性而失去利用价值,贵农29、贵农775目前在甘肃陇南田间仍表现出较好的抗条锈病特性,特别是对条锈菌新菌系ZS-1表现免疫,是目前不可多得的小麦种质资源材料,可作为一线抗条锈病资源材料在陇南抗病育种中研究和利用。

2016-2019年甘肃省小麦叶锈菌群体结构及多样性分析

为明确甘肃省小麦叶锈菌的生理小种类型及群体毒性结构,2016-2019年采用44个近等基因系和已知小麦抗叶锈病基因的品种,对甘肃省采集的231份小麦叶锈病标样进行了生理小种鉴定及毒性分析。结果表明,在标样中共鉴定出135个致病小种类型,其中出现频率较高的小种类型为THTP(6.49%)、THTS(6.06%)和THTT(5.63%),其次为TKTT(3.46%)、NHFF(3.03%)和LHFF(2.60%);毒性基因V9、V19、V23、V25、V28、V29、V47和V51的出现频率在15%以下,其相对应的抗叶锈基因Lr9、Lr19、Lr23、Lr25、Lr28、Lr29、Lr47和Lr51在抗病育种中具有较好的利用价值;被测小麦叶锈菌在物种水平上的Nei’s基因多样性指数(H)为0.1046,Shannon信息指数(I)为4.2815,说明甘肃省内小麦叶锈菌遗传多样性丰富;通过UPGMA聚类分析,甘肃省小麦叶锈菌群体毒性遗传相似度系数范围为0.8554~0.9937,陇东地区(平凉和庆阳)与陇南地区(天水和陇南)亲缘关系最近,与中部地区(定西和兰州)亲缘关系较远。

2019年-2020年甘肃省小麦条锈菌生理小种变异监测

2019年-2020年,对甘肃省不同生态区于小麦不同生育期采集的661份条锈菌标样,在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室进行条锈菌生理小种变异监测,结果表明:两年共监测到52个生理小种及致病类型,其中贵农22仍为优势致病类群,居第一位,2019年和2020年出现频率分别为36.7%和49.5%,低于2018年的50.3%;其次是HY和水源致病类群,出现频率分别为25.3%、25.5%和10.2%和15.5%;中四致病类群出现频率分别为22.8%和7.6%,2020年居第五位,低于2018年的13.9%。流行小种条中34号出现频率分别为23.4%和22.5%,居第一位;条中32号出现频率分别为19.6%和17.9%,居第二位;条中33号、贵22-14出现频率分别为4.4%、4.0%和2.5%、6.0%;新类型ZS-1出现频率分别为7.0%和0.6%。次要致病类型如HY8、HY29、HY103、水11-192及贵22-13、贵22-108、贵22-244和贵22-271等出现频率在1.0%~1.9%之间,其他致病类型均在0.6%以下。毒性分析发现,VYr9、VYr3b+Yr4b、VYrsu、VYr26为甘肃省条锈菌主要毒性致病基因,毒性频率在50.6%~93.7%之间。甘肃小麦条锈菌群体结构仍处于以条中34号为主的贵农22致病类群占优势阶段。对感染中四的新致病菌系ZS进行持续监测是今后一段时期甘肃省小麦条锈菌变异研究的重点。小麦抗条锈育种应以兼抗条中34号、条中32号为主,兼顾贵农22其他类型及中四新菌系。