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。

冬小麦新品种武都24号选育报告

为进一步提高陇南地区小麦产量,降低小麦条锈病在小麦生产上带来的影响,选育丰产、优质、抗逆性强的冬小麦品种。冬小麦新品种武都24号以引11-12为母本、98t-23-101为父本杂交,采用系谱法选育而成。2019—2021年参加甘肃省陇南片川区组冬小麦区域试验,平均折合产量7500.2 kg/hm^(2),较对照品种兰天33号增产7.77%;2021—2022年度参加甘肃省陇南片川区组冬小麦生产试验,平均折合产量为7133.6 kg/hm^(2),较对照品种兰天33号增产3.23%。该品种生育期237 d,株高89 cm,穗长6.5 cm,穗粒数43粒,千粒重40 g,具有抗病性好、丰产、稳产等特点,适宜在甘肃省陇南川地冬麦品种类型区种植。

基于毒性表型和基因型的主要冬繁区小麦条锈菌群体遗传分析

【目的】明确中国主要冬繁区小麦条锈菌群体毒性结构和遗传多样性,为冬繁区及黄淮海麦区小麦条锈病的防控及小麦抗性基因的合理布局提供参考依据。【方法】从四川盆地、湖北和河南南部等主要冬繁区采集并分离得到148个小麦条锈菌菌株,利用中国鉴别寄主和单基因系鉴别寄主进行毒性表型鉴定;并利用17对KASP-SNP引物对菌株进行标记,完成基因型分析。【结果】基于中国鉴别寄主共鉴定出14个已知小种和63个未知致病类型,其中CYR34(16.2%)、G22-14(12.2%)、CYR32(6.8%)、CYR33(5.4%)为优势小种(致病类型);基于单基因系鉴别寄主鉴定得到113个小种(致病类型),其中race1(7.4%)、race2(3.4%)、race3(3.4%)为优势小种(致病类型)。贵农22类群是中国冬繁区小麦条锈菌群体的最大流行类群,供试条锈菌均不侵染携带Yr5和Yr15的单基因系品种。单基因系毒性鉴定及分子标记均显示CYR34和G22-14的毒性表型及基因型呈现多样化,表明这两个优势小种内部存在高度分化。基于两套鉴别寄主的毒性数据聚类显示,四川盆地与湖北南部条锈菌群体相似,而湖北西北部与河南南部条锈菌群体相似;基于KASP-SNP分子数据的遗传聚类显示,四川盆地、湖北南部条锈菌群体与湖北西北部、河南南部条锈菌群体基因型存在分化;Structure分析显示四川盆地、湖北南部群体主要有2种遗传背景,湖北西北部、河南南部群体主要有一种遗传背景;群体遗传分化分析显示四川盆地条锈菌群体与河南南部条锈菌群体二者Fst值最大,为0.118,遗传差异最大且遗传分化明显;湖北西北部群体与河南南部群体遗传分化程度最小,Fst值为0.010;基因流分析得到湖北西北部群体与河南南部群体之间的Nm值为25.236,Nm>4,二者存在较大的基因流,湖北西北部和河南南部群体与四川盆地群体之间的Nm值分别为2.923和1.864,均存在较小的基因流;遗传多样性分析结果表明,四川盆地、湖北南部地区条锈菌群体遗传多样性水平均较高,湖北西北部、河南南部条锈菌群体遗传多样性水平较低。上述结论均支持四川盆地、湖北南部群体同湖北西北部、河南南部群体存在遗传分化。【结论】单基因系鉴别寄主能够精准地进行中国小麦条锈菌小种鉴定;中国主要冬繁区的小麦条锈菌群体存在不同来源。

灵台县小麦条锈病的发生与防治

以灵台县小麦条锈病为研究对象,阐述了其发生原因及防治措施。小麦条锈病是小麦生长过程中常见的病害,其发生与气候、土壤、品种等因素均有关系。为了防治小麦条锈病,应采取综合治理措施,包括选用抗病品种、加强田间管理、合理施肥、及时喷药等。同时,应加强对小麦条锈病的监测与预测,及时采取防治措施,确保小麦生长稳定与产量增长。

冬小麦条锈病的光谱特征及遥感监测

该文通过人工田间诱发不同等级条锈病 ,在不同生育期内对不同发病等级 (不同病情指数 )的冬小麦条锈病冠层光谱进行测定 ,并同步进行条锈病病情指数的调查。定性和定量地分析了病害区与对照区处理的冬小麦冠层光谱在绿光区、黄光区和近红外区反射特征差异及叶绿素含量变化 ;并将病情指数及光谱数据进行相关分析 ,研究表明 :63 0～ 687nm、740～890nm及 976～ 13 5 0nm为遥感监测条锈病的敏感波段 ;绿光区、近红外平台处及黄光区的冠层光谱反射率分别随病情的加重呈明显的上升、下降与上升趋势 ;条锈病的红边发生蓝移 ;叶绿素含量随条锈病的病情指数的增大而下降 ;试验证明在条锈病害田间病叶率为 5 %时的最佳防治时期内 ,高光谱可以对冬小麦条锈病害做出早期诊断。并在此基础上建立了遥感监测条锈病病情指数的多波段 (长 )下的组合诊断模式的定量模型。该研究为今后通过航空、航天遥感大面积监测冬小麦条锈病提供了理论依据。

冬小麦条锈病单叶光谱特性及严重度反演

对冬小麦条锈病胁迫不同严重度(0、1%、10%、20%、30%、45%、60%和80%)的单叶进行光谱测定,其光谱特征明显,随严重度增加,单叶光谱反射率在可见光550～740nm处增加,差异显著;而近红外平台750～1340nm反射率也呈上升趋势,差异不显著;中红外1350～1600nm反射率上升,差异显著。反射率与严重度相关系数在376～1600nm范围内基本成正相关,达到极显著相关的敏感波段区域为446～725nm与1380～1600nm。入选了493、666nm和1430nm与严重度的相关系数最高的单个波段,利用相关性最好的666nm和相关性最弱的758nm波段组合设计了光谱角度指数SAI(SpectralAngleIndex),与严重度建立的模型相关系数较高。并利用连续统去除法对540～740nm特征反射峰进行归一化定量分析,吸收深度(Depth)与吸收面积(Area)与严重度呈极显著相关,设计的吸收面积指数AAI(AbsorptionAreaIndex)与严重度相关系数最好,可较好地反演单叶严重度。结果表明,条锈病单叶光谱特性明显,利用其光谱反射率可以很好的估算单叶严重度,建立的模型具有很高的反演精度。结果对深入研究冬小麦条锈病害遥感监测机理提供了理论依据。

条锈病胁迫下冬小麦冠层叶片氮素含量的高光谱估测模型

为利用高光谱遥感诊断条锈病胁迫下作物的营养状况,测量感染条锈病的冬小麦冠层反射率以及相应叶片全氮(LTN)含量,利用线性和非线性回归方法,建立了微分光谱与小麦LTN含量之间的回归模型。研究表明随病情加重,小麦LTN含量逐渐降低,并与一阶微分光谱在430～518、534～608、660～762 nm以及783～893 nm区域具有极显著相关性。经检验,以红边内一阶微分总和与蓝边内一阶微分总和比值(SDr/SDb)为变量的模型是估测LTN含量的最佳模型,其RMSE为0.3567,相对误差为8.33%。因此,利用高光谱遥感估测条锈病胁迫下作物LTN含量是可行的,且具有较高的反演精度。研究成果可为小麦氮素营养监测、精准施肥以及条锈病情诊断等提供理论依据和指导。

气象条件对甘肃冬小麦条锈病流行的影响研究

应用积分回归的方法分析了甘肃省东部地区气候条件对条锈病发生、发展的影响。结果表明:气温的影响在中部和北部以负效应为主,南部以正效应为主;降水、相对湿度的正效应十分明显,且影响效应大于温度。总体而言,甘肃东部的气候环境有利于小麦病虫害的发生发展。

冬小麦条锈病严重度高光谱遥感反演模型研究

通过人工田间诱发不同等级小麦条锈病，在不同生育期测定染病冬小麦冠层光谱及其病情指数（DI）。把冠层光谱一阶微分数据与相应的DI进行相关分析，采用单变量线性和非线性回归技术，建立小麦DI的估测模型，并利用不同品种小麦样本对模型精度进行可靠性检验。结果表明：DI与一阶微分在432～582nm、637～701nm以及715～765nm区域内有极显著相关性，以红边峰值区（725～735nm）一阶微分总和与绿边峰值区（521～530nm）一阶微分总和的比值为变量的线性模型估测DI精度最高，且其对小麦品种相对不敏感。上述研究结果对利用高光谱遥感监测农作物病害及其严重程度都具有实际应用价值。

甘肃省冬小麦抗条锈菌CYR34育种策略

小麦条锈病是发生于甘肃省冬小麦生产上的最主要病害,种植抗病品种是防治该病最经济有效且有利于保护环境的措施。本文结合近年来甘肃省小麦条锈菌CYR34消长动态及致病性特点、冬小麦抗条锈育种研究现状与进展,提出了后CYR34时期抗病育种及抗病品种应用的思路,以期为持续控制甘肃省小麦条锈病、保障国家粮食安全生产提供技术支撑。

条锈病对冬小麦叶绿素荧光、光合及蒸腾作用的影响

接种条锈菌7 d以后,对健康小麦和感病小麦最上部展开叶的一些生理指标进行测定,结果发现随着条锈菌侵入程度的不断加深,冬小麦叶片含水量、叶绿素相对含量不断降低,光系统Ⅱ原初光能转换效率及潜在活性受到抑制,同一天中同一时段内叶片净光合速率与发病严重度、蒸腾速率与严重度呈显著负相关。

冬小麦条锈病生理变化及其遥感机理

对不同处理条件下的冬小麦条锈病进行 (病情指数 ) (DI)调查 ,并进行同步的光谱测定及田间取样 ,在室内测试了对病情指数有重要影响的几个参数因子 ,叶绿素含量及上叶含水量 ,并且将其与光谱反射率进行统计分析。研究结果表明 ,这些参数因子与反射率数据在 5 5 0～ 70 0和 70 0～ 1160nm范围内与DI有着相似的高相关性 ,说明条锈病害的DI变化可以通过叶绿素含量、上叶含水量参数直接的变化在光谱上得到响应 ,从而证明遥感监测DI是可行的 ,同时解释了遥感监测机理。选出与叶绿素含量、上叶含水量相关性最强的波段与DI作多元回归 ,建立的模型能很好地反演冬小麦条锈病的病情指数 ,正确率达到 75

天选系列冬小麦品种抗条锈性分析

天选系列冬小麦品种是陇南麦区最重要的冬小麦品种之一,具有抗条锈性强、丰产性好的特点,为陇南小麦条锈病的持续控制发挥了重要作用。为明确13个天选系列冬小麦品种抗条锈性及其所含抗条锈病基因,选用26个国内外条锈菌单孢菌系对其进行苗期、成株期抗病性鉴定,并结合系谱分析进行了基因推导。结果发现,在苗期,天选44号、天选46号和天选50号的抗性谱与已知基因载体品种洛夫林13基本一致,可能含有Yr9及未知抗条锈病基因;天选43号、天选48号和天选51号的抗性谱与已知基因载体品种Moro一致,可能含有Yr10+Yrmor;天选52号、天选53号和天选55号的抗性谱与Line R55基本一致,可能含有Yr26,其余品种抗性谱与已知基因载体品种不一致,初步推测含有未知抗条锈病基因。天选43号、天选44号、天选46号、天选48号、天选50号、天选51号、天选52号、天选53号和天选55号对条锈菌新菌系G22-9和G22-14表现感病,对其余供试小种(菌系)表现抗病;天选47号和天选49号对CYr33、G22-9和G22-14表现感病;天选45号和天选54号对所有供试小种(菌系)均表现抗病。在甘肃省不同生态区的7个试验点进行成株期抗条锈性评价,发现除天选44号、天选45号和天选54号表现抗病外,其余品种均表现感病。

冬小麦品种‘兰天23号’苗期抗条锈性遗传分析

2014年在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室,进行了‘兰天23号’/‘铭贤169’组合的亲本及其F1、F2、BC1代对条锈菌主要流行小种CYR32、CYR33及新菌系G22-9的遗传分析。结果表明,接种CYR33,F2代植株抗感分离比为144R∶54S,符合3R∶1S的理论比值;接种CYR32,F2代植株抗感分离比为62R∶22S,符合3R∶1S的理论比值;接种G22-9,F2代植株抗感分离比为85R∶24S,符合3R∶1S的理论比值;F1代植株对供试菌系均表现免疫,BC1代植株抗感分离比均符合1R∶1S的理论比值,表明‘兰天23号’对3个供试条锈菌系的抗病性均由1对显性抗性基因控制。通过系谱分析推知,该抗病基因来源于抗病亲本‘SXAF4-7’。

甘肃天水市冬小麦条锈病发生发展的气象预测

利用1985-2005年天水市3个不同气候区气象、冬小麦条锈病病叶率和严重度等资料分析得出:天水条锈病菌主要在海拔1 300m以上区域潜育越夏,1 900m以下区域安全越冬;该地既有自生菌源,又有来自陕西宝鸡至甘肃陇南徽成盆地和西汉水流域流行区域菌源病菌的随风漂移侵入。锈病菌源量与严重度秋季以中南部山区最大,春季则以中部河谷半山-干旱区最大。统计分析建立了冬小麦条锈病预测预报数学模型,其历史拟合率达85%以上,其中重度半大流行发生年份历史拟合率在90%以上,预报准确率较高,服务效果显著,为冬小麦条锈病发生发展的气象预测预报和科学防治提供了依据。

小波法反演条锈病胁迫下冬小麦冠层叶片全氮含量

为监测条锈病胁迫下冬小麦的氮素营养状况,该文通过野外试验测量了感染条锈病的冬小麦冠层光谱数据和相应叶片全氮(leaf total nitrogen,LTN)含量,分析了冬小麦条锈病病情指数(disease index,DI)与LTN之间的关系,对冠层光谱进行了连续小波变换(continuous wavelet transform,CWT)处理得到小波系数,并选择一些高光谱指数,分别利用支持向量机(support vector machine,SVM)回归方法构建了小波系数、高光谱指数与冬小麦LTN含量之间的反演模型。研究表明,随着冬小麦DI增大,LTN含量逐渐减小,相关系数为-0.784;CWT处理得到的小波系数为自变量构建的反演冬小麦LTN含量的模型精度普遍高于高光谱指数为自变量的模型精度,其中以Mexican Hat小波函数处理得到的小波系数423(4)建立的反演模型为最优模型,RMSE为0.315,RE为7.62%。因此,该研究表明可以联合应用CWT与SVM方法对条锈病胁迫下冬小麦LTN含量进行反演,且具有较高的估测精度。该研究成果对小麦作物病害预防、指导作物施肥具有重要现实应用意义。

用高光谱微分指数监测冬小麦病害的研究

人工田间诱发不同等级小麦条锈病,在不同生育期测定染病冬小麦冠层光谱、生理生化参数以及相应的病情指数。对小麦冠层一阶微分光谱进行分析,结果表明随病情指数增大,一阶微分光谱在绿边（500-560 nm）内逐渐增大,在红边（680-760 nm）内逐渐降低。红边核心区（725-735 nm）内一阶微分总和（SDr′）与绿边核心区（520-530 nm）内一阶微分总和（SDg′）的比值,与病情指数具有极显著线性负相关性,相关系数r2=0.921（n=28）,且能够在症状出现前12 d识别出健康作物与病害作物。因此,微分植被指数SDr′/SDg′能够监测并反演作物病害信息。研究结果对利用高光谱遥感获取作物病害信息具有实际应用价值,对提高粮食产量、保证粮食安全具有重要意义。

用高光谱微分指数识别冬小麦条锈病害研究

人工田间诱发不同等级小麦条锈病,在不同生育期测定染病冬小麦冠层光谱和相应的病情指数。对小麦冠层一阶微分光谱进行分析,结果表明随病情指数增大,一阶微分光谱在绿边(500～560nm)内逐渐增大,在红边(680～760nm)内逐渐降低。红边内一阶微分总和(SDr)与绿边内一阶微分总和(SDg)的比值,能够在症状出现前12d识别出健康作物与病害作物。因此,微分植被指数SDr/SDg能够较为理想地识别作物病害信息。

基于SIF-PLS模型的冬小麦条锈病早期光谱探测

为实现冬小麦条锈病早期探测、提高冬小麦产量和品质,研究了日光诱导叶绿素荧光(Solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)对冬小麦条锈病早期探测的可行性。基于3波段夫琅和费暗线(3-band Fraunhofer line discrimination,3FLD)和反射率荧光指数2种方法提取了冠层SIF数据,计算了对小麦条锈病敏感的光谱指数(Spectral index,SI),通过相关性分析优选了遥感探测小麦条锈病早期的特征参量,利用偏最小二乘(Partial least squares,PLS)算法构建冬小麦条锈病早期光谱探测模型。研究结果表明:O2-A波段的荧光强度(SIF-A)以及反射率荧光指数ρ440/ρ690、ρ675ρ690/ρ2683、ρ690/ρ655、ρ690/ρ600、DλP/D744、D705/D722均与小麦条锈病早期病情指数(Disease index,DI)达到了极显著相关,相关系数分别为-0.793、-0.523、-0.539、-0.497、0.541、0.446、0.490,可作为冬小麦条锈病早期光谱探测的荧光特征参量;基于3组SIF数据构建的PLS-SIF检验模型的决定系数分别为0.801、0.772、0.807,均方根误差分别为3.3%、3.1%、3.2%,较反射率光谱指数构建的SI-PLS模型决定系数至少提高了27%,均方根误差至少减少了24%。因此,冠层SIF数据更适于冬小麦条锈病的早期探测。本研究结果对及时进行冬小麦条锈病防控具有重要应用价值,可为利用卫星荧光遥感数据对小麦条锈病早期大面积、无损探测提供参考依据。

甘肃陇南重要小麦生产品种‘中梁27’抗条锈特点分析及其利用价值

2007-2013年对甘肃陇南重要小麦生产品种‘中梁27’在甘肃省不同生态区进行了全生育期抗条锈特点研究和苗期抗条锈基因推导分析,结果表明:‘中梁27’全生育期对接种的条锈菌CYR29、CYR31、CYR32、Su11-4、Su11-7、Su11-11、Su11-13、HY4、HY7、HY8表现抗病,对CYR33表现中抗-中感,对新菌系贵22-9、贵22-14表现感病。对自然诱发的条锈病,从2012年开始在甘肃田间表现感病。苗期对24个国内外供试条锈菌单孢菌系的抗性谱与已知基因载体品种不一致,推测含有未知抗条锈基因。