选育和利用抗病品种策略问题的讨论

众所周知,选育和利用抗病品种来防治病害是最经济有效的措施。在过去的工作中,从研究到应用,在学术观点到研究方法,有各式各样的设想和做法,虽然培育和推广了大批的抗病品种并在理论水平上有很大的提高,但抗病品种推广后抗病性丧失的恶性循环问题至今仍未能很好地解决,本文拟对抗病品种选育和策略问题作些探讨。

从生物间遗传学回顾小麦锈病研究工作

生物间遗传学(interorganismal genetics)有区别于生物内遗传学(intraorganismal genetics),它是研究不同生物共生的遗传学;在植物病理学方面研究在环境条件影响下寄主和病原物相互作用的遗传学。用生物间遗传学的观点和方法来评价过去的小麦锈病研究工作,发现有不少问题值得探讨。

再谈植物的水平抗性

抗病育种希望选育的品种的抗性能持久。1963年Vanderplank提出水平抗性的概念后,有些植病和育种工作者感兴趣,因为如果一个品种对病菌的所有生理小种都能抵抗,它的抗性将是长命的。也有不少人对水平抗性表示怀疑或反对。国际间的争论,至今仍未完全平息。 我组近来进行了一些小麦叶锈病试验,涉及抗性变异问题,现在就水平抗性问题提些看法。 Browder于1985年来保定讲生物间遗传学时提了水平抗性问题。他列举了Parlevliet,Heyne Royer、Tomerlin等的研究结果,指出了构成水平抗性组分的潜伏期,侵染率,产孢量和产孢期等性状都是小种专化的,因此无法证明水平抗性是非小种专化的。 我组近年来进行了3项试验,通过不同小麦品种与不同的叶锈菌小种的相互作用,研究锈菌寄生适合度和品种抗性组分的变异性、专化性,都证明潜伏期,侵染率和产孢量的变异都可因品种与小种组合不同而表现出极显著的差异。这与上述Browder等以及与Clifford和Clothier,Brennan,以及Milus和Line等对慢锈品种的研究结果是一致的。

半个世纪来我在小麦叶锈病研究中认识上的转变

我从1940年开始研究小麦叶锈病,先是仿效外国,用Mains和Jackson(1936)的方法进行小种鉴定。从来自云、贵、川一带的叶锈菌鉴定出1,63和123三个小种,当时仅觉得小种的种类简单,设有意识到鉴别寄主有什么问题。 1945—1946年,我去美国向国际锈病权威Sfakmen学习锈病,当时提出的主要问题是小种内的变异问题,即同小种可以进一步划分为不同的生物型和环境因素对侵染型表现的影响。

张家口坝下地区夏播小麦病害问题考察报告

一、情况受河北省科委委托由张家口地区科委组织的全国夏播小麦观摩交流会,于1984年八月二十七日至二十九日在涿县召开。观察了该县马圈村(海拔1,170公尺)和高庄村(海拔1,410公尺)的夏播小麦。会后又去了蔚县的麻田岭村平梁顶(海拔1,780公尺)和千树(海拔1,600公尺)以及阳原县良种场(海拔900公尺),观察了夏播小麦。

我国小麦叶锈菌鉴别寄主抗性基因的推导

本研究用40个小麦叶锈菌的单孢培养物和21个已知Lr单基因系对我国新旧沿用的16个叶锈菌鉴别寄主的抗性基因进行了推导。结果指出这些鉴别寄主含有Lr1、3、13、14a和26等抗性基因。 基因分析表明,原用鉴别寄主鉴定小种的结果不能反映抗性基因信息,建议用已知Lr基因系(品种)作为鉴别寄主,以基因鉴定代替小种鉴定,本文讨论了基因稳定的复杂性和选用鉴别寄主问题。

小麦叶锈菌相对寄生适合度变异研究

本研究采用小麦叶锈菌的4个单孢菌株和由这4个单孢菌株组成的1个混合菌株,分别对5个小麦慢锈品种接种,继代繁殖8代和16代后,对所表现的潜伏期、侵染效能和产孢量进行测定,并提出用病害量=1/潜伏期×侵染效能×产孢量作为参数来评价相对寄生适合度。结果表明,继代互作后,潜伏期、侵染效能或产孢量在某些特定的品种:菌株组合中发生了显著变化,并相应地导致病害量也发生了显著变化。说明通过小麦叶锈菌与小麦品种间的继代互作,可以导致叶锈菌的相对寄生适合度发生变异。但这些变异,未能导致慢锈品种变为快锈品种或快锈品种变为慢锈品种。为了检查寄生适合度属性的变异是否由于锈菌本身的变异,对各组合的第1、8和16代的叶锈菌的夏孢子芽管的核相进行了观察,并进行小种鉴定。结果表明,继代互作后锈菌出现的异核现象仅占0.18—2.00%,不能解释是寄生适合度发生变化的原因。小种鉴定,也没有观察到毒性发生变异。作者认为,在寄主和病原物长期相互作用的过程中,一些微观上的变异未必能在宏观上观察到,当人们检查到明显的变化时,可能是由于突变,也可能是由于渐变造成的。量变质变,质变建立在量变基础上。

对含有抗叶锈基因Lr3、Lr26和Lr3+Lr26的小麦品种的组织病理学研究

本研究利用整叶违明染色法系统观察了含有Lr3、Lr26和Lr3+Lr26抗叶锈基因的小麦品种的组织病理学特征。结果表明,①含有不同基因的品种在叶锈菌侵入前的组织病理学表现没有差异;②Lr26具有慢锈特征并且在阿芙乐尔品种中对Lr3起上位作用;③寄主细胞坏死不是影响茵丝扩展的唯一因素,菌丝生长受抑制和寄主细胞的坏死不一定呈正相关;④利用某些组织病理学特征进行品种抗病性及其基因鉴定是可行的。

1990年河北省小麦叶锈菌群体的毒性基因分析

本文采用Wolfe等提出的毒性频率分析法首次对河北省小麦叶锈菌群体的毒性基因及其频率进行了研究,结果表明:毒性基因V_2d,Vs。,V(14a),V_(14b),V_(16)和V_(18)在叶锈菌群体中普遍存在,相对频率高于82.35％,V_9,V_(19),V_(24),V_(25),V_(28)和V_(29)较少,相对频率为0—16.61％,V_1,V_(2a),V_(2c),V_(3Bg),V_(10),V_(14ab),V_(15),V_(17),V_(21),V_(23),V_(26)和V_(30)介于以上二者之间,相对频率为21.22—73.61％。作者根据毒性基因在各地区的分布,初步提出省内抗性基因布局意见。

中国三麦区小麦抗叶锈基因部署研究

利用已知抗叶锈基因的小麦近等基因系（或单基因系），推导了来自中国３大麦区（东北春麦区、华北平原冬麦区、江淮半冬麦区）的主要小麦品种，待推广品种（系）和抗源材料中可能含有的抗叶锈基因，分析了３大麦区小麦叶锈菌群体的毒性基因。研究结果表明，东北春麦区的小麦品种可能含有的抗叶锈基因主要有Ｌｒ１６、Ｌｒ２０、Ｌｒ１７等１１个；华北平原冬麦区的小麦品种，可能含有的抗叶锈基因主要是Ｌｒ２６等７个，江淮麦区的小麦品种可能含有的抗叶锈基因主要是Ｌｒ３Ｂｇ、Ｌｒ１０、Ｌｒ２６等９个。对３大麦区小麦叶锈菌群体的毒性基因分析表明，Ｖ１、Ｖ２ｄ、Ｖ３、Ｖ１０、Ｖ２６、Ｖ３３等１３个基因是３大麦区的优势毒性基因，但个别毒性基因在３大麦区的出现频率仍有较大差别。根据基因对基因概念，在基因部署上建议，东北麦区减少含单个无效抗病基因的品种如９０－０５７４４、９１－１１７９、东农８８－５７９７等的种植面积，适当控制含Ｌｒ２０、１７、１５、３０、３Ｋａ的品种，增加沈免系统及小冰麦系统的种植面积；华北麦区增加含Ｌｒ１４ａ、１４ａｂ、１５的品种的种植面积，如ＣＡ９０６９、ＣＡ８６４６、ＣＡ９０７０、Ｃ８９４和冀８７－５１０８等。

十八个小麦品种(系)抗叶锈基因的推导

根据18个未知基因品种(系)和27个Lr基因系对15个小麦叶锈菌系的反应,将18个未知基因(系)分为7个组.每组可能具有的Lr基因不同.(1)CA8646具有Lr15;(2)河农矮3具有Lr26,87-4314穗13具有Lr15和Lr26;(3)唐86-4043具有Lr2a或Lr26;(4)保麦2号和山东03201具有Lr1和Lr26,山东110021具有Lr1;(5)C4102-5可能具有Lr21,Lr23,Lr25或Lr27中的任何一个或几个;(6)丰抗9号等6个品种(系)可能具有与供试的Lr基因系不同的基因,(7)冀早15等4个品种(系)不具有供试的Lr基因系所具有的抗性基因.

小麦抗病性基因推导方法的发展及应用

本文对小麦抗病性基因推导方法的提出,发展及应用进行了综述,对推导的表示方法进行了描述和评价,对影响基因推导的因素进行了讨论。实践证明,抗性基因推导方法已成为研究小麦抗性遗传的重要手段。

小麦品种抗叶锈基因重复鉴定的比较研究

为避免基因推导的简单化以及增强基因推导的准确性，本研究利用多菌株分组，在不同环境条件下（温室和人工气候箱），用直接比较法在不同年份对同一批小麦品种进行了抗叶锈基因推导，结合系谱分析，在１０个小麦品种中得如下结果：京农８６－１６１和京农８６－６５５４含有Ｌｒ２６；Ｈ８８－６５含Ｌｒ１５和Ｌｒ２６；唐麦４号、京农８６－７４和农大８４０１６含Ｌｒ２６和另一个未确定的抗性基因；京农８９－Ｓ４０６９和太原１６３所含的抗性基因与供试的已知Ｌｒ基因不同；

小麦品种慢叶锈性及其变异性和专化性研究

本文研究了尤皮2号,黑芒麦,宜安52选,冀麦3号,平原50,阿夫和倌阳751七个小麦品种与小麦叶锈菌(Pucdnia recondita f.sp.tritici)的360、376、60、61四个小种的相互作用。在田间,慢锈品种的病害发展曲线下面积为0.6840—1.4928,而快锈品种尤皮2号的则为3.8499。在室内,慢锈品种与快锈品种相比,在各个抗性组份上均表现出病害发展慢的特性。然而当对品种不同发育阶段和采用不同浓度的菌量进行接种时,则慢锈性又表现出不同程度的变异性.对各组份的双向分组资料进行方差分析,都表明无论在品种间,小种间及两者的相互作用间,都存在着显著的差异。因此慢锈性也有专化性。在选育和利用慢锈品种时应予以高度的注意。

唐松草作为小麦叶锈菌的转主寄主问题的研究

1984年在内蒙古卓资县白石头沟野外调查中发现4种唐松草和5种禾本科杂草都发生有叶锈病。但无迹象表明该地区自然界唐松草上发生的叶锈病与小麦叶锈病有关。在室内用小麦、华北剪股颖和无芒雀麦叶锈菌的冬孢子对亚欧和瓣蕊唐松草接种,都长出了锈孢子腔和锈孢子。用三种锈孢子分别对小麦、华北剪股颖和无芒雀麦回接,都产生了夏孢子,完成了生活循环。从此得出结论:亚欧和瓣蕊唐松草是小麦、叶锈菌的转主寄主,但在室外不起作用。而田间所见唐松草上的锈病主要与杂草上的锈病有关。

北方四省小麦叶锈菌群体毒性基因及其频率、分布和组合研究

利用Ｂｒｏｗｄｅｒ和ｗｏｌｆｅ分别提出的毒力频率法比较了河北、山东、河南和陕西４省小麦叶锈菌群体毒性基因及其频率、分布和组合，为相应抗性基因及其组合的利用和布局提供依据。结果表明：Ｖ２ａ、Ｖ３ｃ等７个基因在４省的相对频率均在１４．７１％以下，属于稀少毒性基因；Ｖ２ｄ，Ｖ３ｃ等７个基因的频率均高于５０．９６％，属于优势毒性基因；Ｖ１１，Ｖ２０，Ｖ２７，和Ｖ３２的频率为１５．８７～４９．１５，属于中间类型；Ｖ１，Ｖ２ｂ等１１个毒性基因的频率在４省间则有较大的差异。各省应因地制宜地采用毒性基因频率较低的相应的抗性基因。在毒性基因组合方面，在６个优势毒性基因中，Ｖ３Ｒｇ，１０，１７，２３，２６和Ｖ３Ｂｇ１０，１４ａｂ，１７，２６在４省均为优势组合，频率均在９．６８％以上。

小麦慢叶锈性品种与叶锈菌相互作用的组织学研究

本文研究了黑芒麦、宜安52选、平原50、阿夫、冀麦3号和尤皮2号六个小麦品种与叶锈菌360、376、60、61四个小种的相互作用。通过对叶片透明染色,对病原菌从侵入、扩展到形成孢子的整个过程都作了组织学观察及统计分析。结果表明,慢锈品种与感病品种相比,在抗侵入方面并无差异,而在对菌丝体扩展、吸器的形成上慢锈品种的挪制作用显著大于感病品种。观察发现,在慢锈品种中同样存在着过敏性组织坏死,这可能是导致慢锈性的机制之一。通过分析认为,菌丝体扩展面积、吸器形成的数量以及坏死组织的面积,可作为评价慢锈性的生物学指标。在对菌丝体扩展面积和孢子堆面积的方差分析中表明,无论在品种间、小种间、还是在二者的互作间,均存在着显著的差异,因此慢锈品种也有专化性,也有抗性“丧失”的可能,应引起足够的重视。

碳四烯烃制丙烯催化剂的稳定性

以超细氧化硅为载体,高硅铝比的ZSM-5分子筛为活性组分,挤条制成催化剂,用氧化钙和氧化镧的前驱体化合物改性,分别在800℃焙烧和600℃水蒸汽的条件下进行处理,在500℃、0.1MPa、水与碳四质量比0.2和碳四空速3 h^(-1)的条件下,对催化剂性能进行评价。对成型、改性、水热处理和再生后的催化剂采用BET、NH_3-TPD和Py-IR方法进行表征。结果表明,催化剂长时间在800℃焙烧和600℃水蒸汽条件下处理后活性降低,催化剂活性与表面L酸量和B酸量变化有关。

生物间遗传学在小麦抗条锈性基因分析中的应用

用生物间遗传学的方法,在温室苗期根据59个冬小麦品种与6个条锈菌优势小种相互作用所表现的侵染型,推导出了分别在Compair、Heines Ⅶ、14Th43、Lee、CA8333、Vilmorin23、丰抗2号、冬协4号、ABNA、9D27-262、S-13、S-14以及绝大部分高代品系和目前正在推广的品种中可能含有的12个抗条锈性基因(1h1～1h12).用生物间遗传学原理进行遗传学研究,可以不通过杂交在短期内对大量抗病品种的遗传信息进行了解,这为抗病育种和品种合理布局提供依据.本文讨论了应用生物间遗传学分析抗性基因的局限性.

小麦抗叶锈近等基因系的利用及评价

本文对以Thatcher为遗传背景的近等基因系间的相似程度及其原因进行了综述,对近等基因系的利用及存在的问题进行了讨论。