2017年-2018年甘肅省小麥條銹菌生理小種變異監(jiān)測(cè)

賈秋珍 曹世勤 王曉明 黃瑾 孫振宇 張勃 駱惠生 李青青

關(guān)鍵詞小麥條銹菌;生理小種;致病類群;致病基因

小麥條銹病是發(fā)生于甘肅省乃至中國(guó)小麥生產(chǎn)上的重要病害，防治該病害最經(jīng)濟(jì)、有效的措施是利用抗病品種。由于條銹菌的高度變異性，不斷產(chǎn)生新的毒性小種/菌系，從而克服主要生產(chǎn)品種及抗源材料的抗銹性，造成抗病小麥品種不斷喪失抗病性而失去利用價(jià)值，引致小麥條銹病在生產(chǎn)上的發(fā)生和流行。截至目前，生產(chǎn)上已造成8次全國(guó)范圍內(nèi)的大規(guī)模品種更替。開展小麥條銹菌新毒性小種的持續(xù)、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)是條銹病研究的一項(xiàng)長(zhǎng)期性和基礎(chǔ)性工作，也是抗銹育種及銹病治理的重要環(huán)節(jié)。對(duì)甘肅省特別是隴南這個(gè)小麥條銹菌的常發(fā)易變區(qū)來說，更為重要。本文是繼2006年-2007年、2008年-2009年、2010年-2012年、2013年-2016年之后對(duì)2017年-2018年甘肅省條銹菌樣監(jiān)測(cè)的階段性總結(jié)，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1材料與方法

1.1條銹菌樣品收集

條銹菌樣品主要采自甘肅隴南麥區(qū)的天水市秦州區(qū)、麥積區(qū)、甘谷縣、清水縣和隴南市文縣、禮縣、康縣、徽縣，中部麥區(qū)的定西市隴西縣、漳縣、安定區(qū)、通渭縣、渭源縣、臨洮縣和臨夏州臨夏縣、永靖縣、和政縣、積石山縣及蘭州市永登縣和甘南州卓尼縣，隴東麥區(qū)的平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)、莊浪縣，河西麥區(qū)的張掖市民樂縣、山丹縣和武威市古浪縣等8個(gè)市州24個(gè)縣（市、區(qū)）不同時(shí)期生產(chǎn)品種、高代材料、后備品系和抗源材料的成株期及早春自生麥苗和秋苗發(fā)病葉片。

1.2鑒別寄主

采用全國(guó)通用的19個(gè)鑒別寄主：‘Trigo Eureka'‘Fulhard‘保春128‘南大2419‘維爾‘阿勃‘早洋‘阿夫‘丹麥1號(hào)‘尤皮Ⅱ號(hào)‘豐產(chǎn)3號(hào)‘洛夫林13（gr9）、‘抗引655‘水源11（YrSu）、‘中四‘洛夫林10（Yr9）、‘Hybrid46（Yr3b+Yr4b）、‘Triticumspelta album（Yr5）、‘貴農(nóng)22（Yr26，Yr10）。2016年新增‘Avocet S*6/YrlO NILS‘Avocet S*6/Yrl5MILS～‘Avocet S*6/Yr27 NILS'及‘周麥22為輔助鑒別寄主，籍以偵察新小種。

1.3條銹菌標(biāo)樣的保存、繁殖及鑒定

標(biāo)樣的保存、繁殖及鑒定參照中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T1443.1-2007）《小麥抗病蟲性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范：第一部分小麥抗條銹病評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行。溫室培養(yǎng)溫度（14±3）℃，光照時(shí)間10～14h/d，接種后15～18d，待感病對(duì)照品種‘銘賢169充分發(fā)病后分別記載各品種反應(yīng)型。

反應(yīng)型分級(jí)采用0、0;、1、2、3、4共6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，其中0～2型為抗?。≧，無(wú)毒性），3～4型為感?。⊿，有毒性）。

2結(jié)果與分析

2.1監(jiān)測(cè)結(jié)果

2017年監(jiān)測(cè)條銹菌標(biāo)樣276份，2018年296份，兩年合計(jì)監(jiān)測(cè)572份，共監(jiān)測(cè)出37個(gè)生理小種及致病類型，分別為HY類群中的條中32號(hào)、HY4、HY8、HY18、HY21、HY42、HY58和HY108;水源類群中的條中33號(hào)、水11-2、水11-3、水11-4、水l1-7、水11-24、水11-35、水11-41、水11-192、水11-196;貴農(nóng)22類群中的條中34號(hào)、貴22-14、貴22-40、貴22-47、貴22-50、貴22-51、貴22-74、貴22-82、貴22-104、貴22-108、貴22-110、貴22-133、貴22-244、貴22-273、貴22-286、貴22-322;中四類群的ZS-1、ZS-18和ZS-52，總計(jì)470份，占監(jiān)測(cè)總數(shù)的82.17%。未命名類型共102份，其中洛夫林10和洛夫林13類群6份，HY類群16份，水源類群15份，貴農(nóng)類群31份，對(duì)‘中四‘Triticum spelta album（Yr5）有毒性的27份，其他未命名類型7份?？傆?jì)102份，占監(jiān)測(cè)總數(shù)的17.83%（詳細(xì)監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1）。

2.2小種消長(zhǎng)趨勢(shì)分析

2.2.1類群出現(xiàn)頻率分析

2017年和2018年，貴農(nóng)22類群出現(xiàn)頻率分別為56.52%和50.34%，與2016年的66.76%相比，呈逐年下降趨勢(shì)，但仍居第一位;HY類群出現(xiàn)頻率呈回升趨勢(shì)，由2016年的13.94%上升到2017年的18.84%和2018年的21.62%，是第二位優(yōu)勢(shì)類群;水源類群出現(xiàn)頻率由2016年的10.99%小幅上升到2017年的11.23%和2018年的12.50%，到2018年已降至第四位;中四類群出現(xiàn)頻率已由2016年5.89%迅速上升到2017年的10.51%和2018年的13.85%，居第三位;洛夫林10、洛夫林13和其他類群出現(xiàn)頻率在0.369/6～1.45%之間，對(duì)甘肅省小麥生產(chǎn)已不構(gòu)成威脅。貴農(nóng)22類群仍是目前危害甘肅省小麥生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)致病類群，中四類群出現(xiàn)頻率的快速上升應(yīng)引起育種家及生產(chǎn)上的高度重視（表2）。

2.2.2小種及致病類型分析

2017年-2018年，條中34號(hào)出現(xiàn)頻率分別為33.70%和38.51%，與2016年的34.85%相當(dāng)，仍居第一位;條中32號(hào)出現(xiàn)頻率由2016年的9.12%上升到2017年的13.04%和2018年的15.20%，居第二位;條中33號(hào)出現(xiàn)頻率呈持續(xù)下降態(tài)勢(shì)，已由2016年的5.63%下降到2017年的5.07%和2018年的2.36%，居第五位;新類型ZS-1出現(xiàn)頻率上升迅速，已由2016年的1.61%上升到2017年的2.90%和2018年的7.43%，居第三位（表2）。其他小種類型如HY4、HY8、HY108、水11-3、水11-7、水11-192、貴22-108、ZS-18出現(xiàn)頻率在1.01%～4.71%之間，HY18、HY21、HY58、水11-2、水11-4、水11-35、水11-24、水11-41、貴22-40、貴22-47、貴22-74、22-104、貴22-110、貴22-133、貴22-244、貴22-286等出現(xiàn)頻率在1.00%以下。

2.2.3毒性頻率分析

2017年-2018年，對(duì)抗條銹病基因Yr9（載體品種‘洛夫林10‘洛夫林13）的毒性頻率分別為88.77%和90.88%。主要原因是條種34號(hào)、條中32號(hào)、條中33號(hào)、貴22-14、貴22-108、ZS-12、ZS-18等小種及致病類型均對(duì)洛類品種致病;對(duì)抗條銹病基因Yr3b+Yr4b（載體品種‘Hybrid46）毒性頻率為45.65%和42.57%，與2016年的58.18%相比，呈下降趨勢(shì)。這與以條中32號(hào)為代表的HY類群出現(xiàn)頻率降低有關(guān);對(duì)抗條銹病基因YrSu（載體品種‘水源11）毒性頻率為89.86%和82.43%，與2016年的97.59%相比，呈下降趨勢(shì);對(duì)抗條銹病基因Yr26（載體品種‘貴農(nóng)22）毒性頻率為61.23%和59.46%，與2016年的72.65%相比，呈下降趨勢(shì);對(duì)抗源材料‘中四的毒性頻率為10.50%和13.85%，與2016年的5.89%相比較，呈上升態(tài)勢(shì)。表明甘肅省條銹菌群體中對(duì)Yr9、Yr3b+Yr4b、Su及Yr26有毒性的菌系數(shù)量多，表明這些基因已在甘肅失去利用價(jià)值。

3結(jié)論與討論

3.1以條中34號(hào)為代表的貴農(nóng)22類群監(jiān)測(cè)

近年來，甘肅省小麥條銹菌群體中，以條中34號(hào)為代表的貴農(nóng)22類群占優(yōu)勢(shì)，出現(xiàn)頻率一直保持在20%以上，2017年-2018年依然居第一位，是甘肅省第一位流行小種。毒性分析發(fā)現(xiàn)其對(duì)‘貴農(nóng)22‘川麥42（Yr24）、‘92R137（Yr26）均有毒性，但對(duì)抗源材料‘中四‘Triticum spelta album（Yr5）無(wú)毒性。2015年以來對(duì)Yr26的毒性頻率在59%以上。2017年我國(guó)東部麥區(qū)小麥條銹病大流行，全國(guó)發(fā)生面積約556萬(wàn)hm2，是2002年以來發(fā)生面積最大的一年，就是由于條中34號(hào)流行、危害的結(jié)果。在甘肅省冬小麥種植區(qū)，選育和利用抗病品種，持續(xù)進(jìn)行甘肅隴南小麥條銹病的有效控制，將會(huì)對(duì)保障我國(guó)東部黃淮海麥區(qū)小麥安全生產(chǎn)意義重大。在此基礎(chǔ)上，在生產(chǎn)上繼續(xù)壓縮以‘貴農(nóng)21‘貴農(nóng)22和‘南農(nóng)92R為代表的、含有此類血緣的品種種植面積，下大力氣推廣生產(chǎn)上抗病品種如蘭天系的‘蘭天31號(hào)～‘蘭天36及‘蘭天131‘蘭天538，天選系的‘天選54～‘天選66，隴鑒系的‘隴鑒108‘隴鑒111，隴育系的‘隴育6號(hào)～‘隴育10號(hào)和‘蘭大211等，以減少優(yōu)勢(shì)小種在甘肅特別是隴南的哺育面積，降低秋苗期發(fā)病菌源量，為保障我國(guó)小麥安全生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

3.2中四新類群的監(jiān)測(cè)

小麥抗源材料‘中四是以普通小麥為母本，中問偃麥草為父本獲得的八倍體小偃麥，盡管在育種中相對(duì)難以利用，但天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所以其為親本，先后選育并標(biāo)記出‘中梁22號(hào)‘中93447等多個(gè)生產(chǎn)品種（系）和YrZhong 22等多個(gè)抗病基因。綜合分析近年來甘肅省小麥條銹菌生理小種變異，其主要特點(diǎn)是感染中四的新菌系呈上升趨勢(shì)。盡管新菌系致病類型出現(xiàn)頻率總體呈持續(xù)上升態(tài)勢(shì)，但其毒性仍尚不穩(wěn)定。其致病特點(diǎn)是對(duì)抗條銹病基因Yr9、YrSu、Yr3b+Yr4b和抗源材料‘中四有聯(lián)合毒性，其中新菌系ZS-1是其中的主要致病類型，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)中四致病類型純化、分離和鑒定研究是下一步工作的重點(diǎn)。在甘肅隴南抗病育種上，要針對(duì)致病類群中四，開展有針對(duì)性的育種工作;在生產(chǎn)上，推廣兼抗條中34號(hào)、條中32號(hào)和新菌系ZS的品種。唯如此，才能做到有的放矢。

3.3小種變異監(jiān)測(cè)

近年來的監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，甘肅省小麥條銹菌群體中，未命名類型逐年增多。對(duì)貴農(nóng)22類型來說，更是如此，呈現(xiàn)出類型多、穩(wěn)定類型少、出現(xiàn)頻率低、消失相對(duì)快的特點(diǎn)。其主要原因是隨著小麥育種水平特別是分子育種水平的不斷提升，抗源材料的廣泛利用，使得生產(chǎn)品種抗病基因類型相對(duì)復(fù)雜多樣，由此導(dǎo)致監(jiān)測(cè)到的新類型逐年增多，小麥條銹菌群體毒性結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，這也是給植物病理學(xué)研究和抗病育種帶來的新課題。