2020年小麦叶锈菌生理小种鉴定与河北省小麦品种(系)抗叶锈性分析

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bluebird2000
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小麦叶锈菌生理小种的毒性变化可导致小麦抗锈病基因的抗性丧失,造成小麦叶锈病的大爆发和大流行。因此,开展小麦叶锈菌生理小种监测十分必要,同时筛选和培育抗病品种也是防治小麦叶锈病最为经济、安全、有效的方法。本研究2020年从11个省、自治区采集的小麦叶锈菌标样共1183份,经分离繁殖获得小麦叶锈菌菌株803株,对803株小麦叶锈菌菌株进行苗期致病性鉴定,根据鉴定结果进行生理小种命名,同时对生理小种出现频率和毒性频率进行分析;对47份来自河北省的小麦品种进行抗叶锈性鉴定,通过基因推导和分子标记分析,明确其抗叶锈性及抗叶锈基因组成,为抗病育种、抗病品种推广及合理布局提供依据。2020年803株菌株共鉴定出59个生理小种,其中我国优势小种为THTT、PHTT、THTS、THJT 和 THKT,出现频率分别为 35.74%、13.08%、9.71%、8.84%、和 5.85%;PHKT、THST、PHTS、THJS、PHJT、PHST和FHTT等7个生理小种的出现频率在1.00%-2.74%之间,其余47个生理小种的出现频率均低于1.00%,其中23个生理小种 FHKT、THDT、THJK、THRT、CHRT、DHPT、FCTT、PGTT、PHTP、KHTT、THJQ、PHTM、PHTR、SHHS、THFT、SHJN、THPS、RHTT、SHJS、NHKT、MHJK、CHPT、SHDT仅出现一次,出现频率为0.12%。我国2020年未发现对抗叶锈基因Lr9、Lr19、Lr24、Lr25、Lr28、Lr47、Lr51、Lr53有毒的菌株,这些基因的有效性为100%;Lr29、Lr38、Lr41、Lr42、Lr45在11个省份、自治区的基因有效性在70%-100%之间;Lr1、Lr2a、Lr2c、Lr3、Lr16、Lr26、Lr3ka、Lr11、Lr17、Lr30、LrB、Lr10、Lr14a、Lr18、Lr21、Lr2b、Lr3bg、Lr14b、Lr15、Lr32、Lr33、Lr33+34和Lr50这23个抗叶锈基因在我国总体的有效性在0.62%-26.90%之间,这些抗病基因的抗病性已经基本丧失,在农业生产方面几乎已不具备利用价值。2020年我国小麦叶锈菌群体的遗传相似系数在11个省份之间处于0.8158-0.9880范围内,遗传距离在0.0121-0.2036之间,表明11个省份间遗传差异较小。通过聚类分析发现,11个叶锈菌群体除湖北省外,在遗传距离0.0439处分为两个类群,其中新疆和甘肃聚于一个分支,其他8个省份聚于一个分支,说明新疆和甘肃的群体与其他8个群体毒性基因遗传存在一定差异。2020年我国7个麦区小麦叶锈菌群体间的遗传相似系数在0.8728-0.9916之间,遗传距离在0.0084-0.1360之间,表明各麦区群体间相似性高。聚类分析发现,在遗传距离0.0471处西北春麦区和新疆冬春麦区位于一个分支,其他5个麦区位于一个分支,各群体间毒性差异较小,遗传相似性较高。利用11个不同毒力的小麦叶锈菌菌株THTT、PCJT、PHTT、DGJT、THTS、TCTT、THKT、FHST、PHTS、PHJT、THDS对47个小麦品种在苗期接种鉴定,发现供试品种中仅13个品种对少数小种表现抗性。通过基因推导,这些小麦品种中推导出5个抗叶锈基因,包括Lr1、Lr3、Lr11、Lr26和Lr36;利用3个小麦叶锈菌优势小种PHTT、THTT、THTS的混合菌种进行成株期鉴定,结果表明,仅藁优2018表现近免疫(NIM),邢麦7号等9个品种表现高抗(HR),石4366和邯麦17表现中抗(MR),其余35个品种中7个表现中感(MS),28个表现高感(HS)叶锈病。利用与成株期抗叶锈基因连锁的6个分子标记对供试品种中成株期表现抗性的12个品种进行分子检测,结果表明石农086、藁优2018、石4366、金麦66、邯麦17和中信麦58等6个品种中含有Lr13抗叶锈基因,中信麦99可能含有Lr35,邢麦7号、中麦4072、藁优2018、中信麦99以及金麦66等5个品种可能含有Lr37,金麦66、中信麦58、邢麦7号和藁优2018等4个品种可能含有Lr46。邯6172、师栾02-1和石新828没有检测出供试的6个成株期抗叶锈基因,可能含有其他未检测到的抗叶锈基因,需进一步分析。
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