【摘 要】
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锈病是麦类以及其他禾谷类作物的重要真菌病害,在世界范围内均有发生,具有暴发流行的特点,往往造成严重的产量损失。大麦是我国重要的粮食作物、饲料作物以及酿酒的原材料。迄今,全世界报道危害大麦的锈病有条锈病、叶锈病、秆锈病和冠锈病。我国报道的大麦上发生的锈病有条锈病,叶锈病和秆锈病,但是,大麦冠锈病尚未报道。近年,本实验室在我国青海省祁连县首次发现了大麦冠锈病,为此,本研究以大麦冠锈病为研究对象,通过形
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:32072358）； 国家重点研究计划（编号:2018YFD0200500）； 陕西省计划重点项目（编号:2020JZ-15）； 中央高校基本科研业务费资金资助（编号:2452019046）；
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锈病是麦类以及其他禾谷类作物的重要真菌病害,在世界范围内均有发生,具有暴发流行的特点,往往造成严重的产量损失。大麦是我国重要的粮食作物、饲料作物以及酿酒的原材料。迄今,全世界报道危害大麦的锈病有条锈病、叶锈病、秆锈病和冠锈病。我国报道的大麦上发生的锈病有条锈病,叶锈病和秆锈病,但是,大麦冠锈病尚未报道。近年,本实验室在我国青海省祁连县首次发现了大麦冠锈病,为此,本研究以大麦冠锈病为研究对象,通过形态学方法、分子生物学方法和致病力测定等方法,对其形态、致病力、有性生殖等方面进行了研究,取得了主要研究结果如下:1.利用形态学与分子生物学相结合的方法,明确了大麦冠锈病在我国的发生,鉴定其病原菌为冠柄锈菌大麦变种Puccinia coronata var.hordei,证实大麦冠锈病是我国大麦上的新病害。分离纯化获得从大麦冠锈病的标样单孢菌株HZJ0004和自然受锈菌侵染的鼠李上的菌株POR3,通过诱导产生冬孢子。形态学观察表明大麦冠锈菌（菌株HZJ0004）的夏孢子为亮黄色,近似圆形,大小为29（24～32）μm×23（21～25）μm。冬孢子为黄褐色,双核,在其基部有一个极短且成浅棕色的柄,中部被横隔分成双胞,其大小为57.4（43.4～73.3）μm×15.5（10.9～21.2）μm,顶部附着枝的长度为4.3（3.0～7.1）μm～9.6（5.2～14.6）μm。系统发育分析结果表明菌株HZJ0004与已报道的大麦冠锈菌（序列登录号:DQ355454）的ITS序列同源率高达93%,并聚类在一个分支,节点支持率为92%,表明该病原菌为大麦冠锈菌。2.致病力测定表明大麦冠锈菌（菌株HZJ0004和POR3）和燕麦冠锈菌（菌株POC8）对170个禾本科植物品种的致病力存在显著差异。大麦冠锈菌（菌株HZJ0004）对供试的84个大麦品种中的69（82.1%）个致病,菌株POR3对其中60个大麦品种致病,而燕麦冠锈菌POC8对所有大麦品种均不致病。菌株HZJ0004和POR3对供试的4个燕麦品种均不致病,仅表现为零星褪绿斑点或无症状。菌株POC8对3个供试燕麦品种则表现高度致病。菌株HZJ0004、POR3及POC8对供试63个小麦品种均不致病。在供试17种禾本科杂草之中,菌株HZJ0004对其中6种,包括5种披碱草种类（Elymus spp.）和1种雀麦（喜马拉雅雀麦）致病;菌株POR3对1种披碱草（黑紫披碱草）以及1种山羊草（节节麦）致病;菌株POC8则对17种禾本科杂草均不致病。3.明确大麦冠锈菌的转主寄主种类,证实在自然条件下该病原菌在野生鼠李（Rhanmus spp.）上进行有性生殖。本研究利用大麦冠锈菌菌株HZJ0004冬孢子产生的担孢子接种4种鼠李,包括鼠李（R.davurica）、冻绿（R.utilis）、药鼠李（R.cathartica）和小叶鼠李（R.parvifolia）,其中鼠李和冻绿可被担孢子侵染产生性子器、锈子器,锈孢子接种后侵染大麦品种（果洛）产生夏孢子,从而大麦冠锈菌完成有性生殖过程,而药鼠李和小叶鼠李不能够被担孢子侵染。因此鼠李和冻绿为大麦冠锈菌的转主寄主。以上结果表明在室内条件下大麦冠锈菌能够完成有性生殖。从自然受锈菌侵染鼠李上分离获得单孢菌株POR3,经DNAMAN序列比对与单孢菌株HZJ0004的同源率达到97.42%,且在系统发育分析中聚类到一个分支上,节点支持率为99%。表明在自然条件下大麦冠锈菌在野生鼠李上进行有性生殖。4.建立了大麦冠锈菌的特异性分子标记,可用于其分子检测。基于ITS1Rust F10D/ITS4引物PCR扩增序列,设计特异性分子标记A1/S1（5ˊAATAGCACCACTCACCAT 3ˊ/5ˊTAAACTTCACCCAAACTC3ˊ）,对13种柄锈菌基因组DNA进行PCR扩增检测,只有大麦冠锈菌（HZJ0004和POR3）扩增出条带呈现阳性结果,其它锈菌均呈现阴性结果。结果表明分子标记A1/S1可特异性检测大麦冠锈菌,为大麦冠锈病的早期预警提供了技术支撑。
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