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小麦白粉病是世界范围内最主要的小麦病害之一,种植抗病品种是防治该病最经济、有效和环保的方法,但由于小麦白粉菌群体结构复杂、小种变异速度快,加之目前大部分小麦抗病品种含有的抗性基因单一,使得抗病品种的抗性很容易被克服,从而造成白粉病的流行。本研究对2016年陕西省小麦白粉菌群体遗传结构结构及陕西省新育成小麦区试品种(系)抗白粉病性进行分析,旨在为小麦白粉病预测预报、指导抗病育种、以及更好地利用抗病品种合理布局控制病害等提供技术支撑。 1.为明确2016年陕西省小麦白粉病群体的毒性结构,2016年在白粉病盛发期(4月上旬至5月中旬)从渭南、西安、成阳、宝鸡、汉中和安康6个市的15个乡镇采集小麦白粉菌标样,经分离纯化后得到160个单孢子堆菌株。利用32个含有已知抗白粉病基因的小麦品种测定白粉菌群体内毒性基因的频率,利用POPGENE32和NTsys-2.10e对分离出的单孢子堆毒性聚类分析,结果表明:(1)供试小麦白粉菌群体对Pm1、Pm2、Pm3b、Pm3c、Pm3e、Pm3f、Pm6、Pm7、Pm8、Pm19和Pm1+2+19的毒性频率在60%-100%之间,说明这些抗性基因抗性效能较差,在生产上已经丧失其实用价值。毒性基因V4b、V24、V2+6、V2+M1d、V2+6+?、 V4b+M1i、V“Era”、V“XBD”、V21出现的频率低于20%,对应的抗性基因对小麦白粉病的抗性较好,可以将其利用在抗病育种中。抗性基因聚合利用可以增加品种的抗性以及抗性的持久度。(2)2016年来自陕西省6个市的小麦白粉菌群体Neis遗传多样性指数在0.2090~0.2895之间,Shannon指数在0.3200~0.4502,表明此群体毒性遗传多样性差异较小;居群间基因流Nm=6.0444,表明居群间基因流动水平较高,即6个居群间存在着广泛的基因交流;6个居群间的毒性遗传距离在0.0030~0.0522之间,遗传一致度为0.9491~0.9971,遗传一致度较高。(3)结合采样点的地理位置和聚类分析的数据可知,陕西省小麦白粉菌毒性结构与地理位置之间存在着比较密切的关系。 2.为明确小麦白粉菌群体的遗传结构,利用ISSR分子标记对白粉菌群体进行遗传多样性分析,结果显示:(1)6个居群的Neis遗传多样性指数介于0.2636和0.3388之间,遗传多样性水平较高;(2)6个地区供试菌株间的遗传距离在0.0204~0.1037之间,遗传一致度在0.9015~0.9798,相较于毒性结构,DNA水平上遗传距离更远、遗传一致度更低,因此遗传角度上的多样性更丰富。(3)陕西省供试的6个居群间的遗传变异占总体变异的12.82%,居群内的遗传变异占总体变异的87.12%。因此,陕西省小麦白粉菌群体的遗传变异主要来自于居群内。群体间基因流Nm=3.4016,Nm小于4,表明居群间基因流动水平较低。(4)93个单孢子堆菌株DNA样品在相似系数在0.50处被分为7个类群且来自同一个采样点的菌株基本都被聚合在同一小类中,因此遗传距离与地理位置之间存在着一定的关系。 3.为明确2015-2016年陕西省小麦区试品种(系)的白粉病抗性,以陕西省各地采集的白粉菌混合菌系作菌源,分别在苗期采用人工接种、成株期诱发接种的方法对228份陕西省区试品种(系)和32份已知抗白粉病基因载体品种进行抗性鉴定。结果表明,Pm4a、Pm4b、Pm13、Pm17、Pm18、Pm19、Pm21、Pm24、Pm30、Pm2+6、Pm2+M1d Pm2+6+?、 Pm5+6、Pm“XBD”基因对供试小麦白粉菌表现免疫或高抗;Pm3a、Pm3b、Pm6、 Pm4+8、Pm4b+M1i、Pm4+2+?基因对供试小麦白粉菌表现出较弱的抗性,其他基因对供试菌系没有抗病性。228份区试品种(系)中,大多数的小麦品种对白粉病表现为感病,仅有14份在苗期和成株期均表现抗病,33份仅在成株期表现抗病,分别占品种总数的6.14%和14.47%。