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甘肃省小麦品种抗条锈病和白粉病基因分析及应用

曹世勤  
【摘要】:由专性寄生菌条形柄锈菌[Puccinia striiformis f.sp tritici]和布氏白粉菌[Blumeriagraminis f.sp.tritici Em.Marcha1]引起的小麦条锈病和白粉病是发生于甘肃省及我国小麦生产上最重要的真菌性病害,种植抗病品种是防治两病害最经济有效且有利于保护环境的措施。 本文通过温室和田间相结合,对已知抗条锈病和白粉病基因进行有效性评价、对重要小麦生产品种(系)及抗源材料进行成株期抗病性评价和苗期抗病基因分析、选用含有不同抗病基因的品种混种和感病品种与其他作物间种,研究作物多样性防治小麦条锈病和白粉病效果。通过4年研究,得到如下结果和结论: 1.已知抗病因有效性评价与利用 (1)在兰州温室,分别对采自甘肃各地的430个和192个小麦条锈菌及白粉菌单孢菌系接种在含有已知基因载体品种上进行毒性频率测定,同时结合多年多点成株期异地自然诱发鉴定结果,发现:Yr5、Yr10、Yr15、Yr24/Yr26及Pm2、Pm4b、Pm13、Pm21、Pm2+6、Pm1+2+9、Pm2+Mld目前抗病性较好,是今后一段时期利用的重点。对Yr10、Yr24/Yr26具有联合毒性作用的新菌系贵农22致病类群近年来出现频率持续上升,目前已达到14.8%,应引起育种和生产上的高度重视。采自甘肃陇南麦区的白粉菌对Pm21、Pm4b的毒性频率高于中部麦区,且对这两个基因有毒性的菌系主要出现在陇南低海拔和高海拔地区。田间抗性鉴定及监测结果显示,兰天16号等10个品种(系)具有成株抗条锈病特性,兰天14号等10个品种(系)具有慢条锈特性;陇原034等6个品种(系)具有成株抗白粉病特点。 2.小麦品(系)抗病因分析 (1)选用26个来自国内外具有不同毒性谱的条锈菌单孢菌系,对50个甘肃省主要生产品种(系)及抗源材料进行苗期条锈病抗性鉴定,结合系谱分析,发现有Yr3、Yr3a、Yr4a、Yr9、Yr10、Yr12、Yr16、Yr26、YrMor、YrCle等10个抗病基因分布于16个品种(系)中。 (2)对小麦生产品种(系)陇鉴9343、陇鉴9811、陇鉴9821和93保4-4进行苗期抗条锈性遗传分析结果发现:陇鉴9343对CYR29的抗病性由2对显性抗性基因控制;对CYR32和CYR33的抗病性均由1对显性基因控制。93保4-4对CYR29、CYR32、CYR33的抗病性均由2对显性基因控制。陇鉴9811对CYR32的抗病性由1对隐性基因控制,可能来自外源基因玉米,暂定为YrLongjian9811。陇鉴9821对CYR33的抗病性由1对显性基因控制,可能来自外源基因高粱,暂定为YrLongjian9821。 (3)对40个小麦品种(系)抗条锈基因分子检测结果发现:兰天14号等14个品种(系)含有Yr9,兰天17和92R178含有Yr26。 (4)选用17个致病力不同的小麦白粉病菌单孢菌系,对64个甘肃省主要生产品种(系)及抗源材料进行苗期白粉病抗性鉴定,结合系谱分析,初步推定有Pm5、Pm6、Pm8、Pm19和Pm21分布于10个小麦品种(系)中。 3.利用生物多样性控制小麦条锈病和白粉病究 (1)2008~2010年,利用抗病和感病品种混种进行小麦条锈病和白粉病防治效果研究结果表明:品种混种后病情指数、早春病点率和病叶率显著低于单种感病品种;筛选出了具有较好控病增产作用、且具有一定利用价值的山区品种组合-洮157/中梁22组合,该组合与单种感病品种洮157相比较,其对小麦条锈病的相对防效在48.71%~64.33%之间,相对增产率稳定保持在5.71%~12.63%之间。 (2)感病小麦生产品种与其他作物间种防治小麦条锈病和白粉病结果发现:与对照单种小麦相比较,小麦与玉米间种处理对条锈病和白粉病的相对防效分别在16.73%~45.69%和14.74%~36.99%之间,产量相对增加率52.41%~139.99%之间;小麦与油葵间种处理,对条锈病和白粉病的相对防效分别在5.89%~28.86%和11.74%~18.37%之间,产量相对增加率在-1.4%~24.81%之间。经方差分析,两组合处理相对防效、产量相对增加率与单种小麦处理间差异显著,在甘肃陇南值得推广利用。小麦与马铃薯、小麦与辣椒间种组合,对条锈病和白粉病的相对防效在-4.51%~11.68%和-15.38%~5.23%之间,产量相对增加率在150%以上,对其利用尚需进一步研究。


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