品种混种模式下小麦条锈菌群体变化规律研究

Wheat stripe rust is one of the most destructive diseases of wheat in China, and the disease management in the area where the pathogen Puccinia striiformis f. sp. tritici oversummering is the key to the disease control and prevention. Use of cultivar mixture is one of the major disease control strategies for some foliar diseases of small grains. Cultivar mixtures could significantly reduce the disease intensity and improve the yield compared to the susceptible cultivar in pure stands. The focus is to clear that why the disease intensity reduced in cultivar mixtures and make clear the mechanisms by using molecular methods, currently. And thenestablish the technical methods to prevent and control disease by optimize the layout of varieties.The objectives of this research were to develop a set of molecular biology techniques for monitoring the population of the pathogen of wheat stripe rust, and explore the rule of the population variation of the pathogen under cultivar mixtures. Providing the theoretical support for controlling wheat stripe rust in the region where the pathogen oversummering such as Longdong and Longnan region in Gansu Province environmentally and friendly, and also reducing the frequency of variation of the population of the pathogen by using cultivar mixtures.

小麦条锈病是我国小麦生产上的重要流行病害之一，其病原菌越夏区的治理是防控的关键所在。作为利用生物多样性控制病害的手段之一，品种混种能够有效降低病情及提高产量，现阶段的研究重点在于明确其作用模式及分子生物学机理，建立通过品种布局防控病害的技术体系。本研究以揭示品种混种对小麦条锈病防控机理为目标，开发监测小麦条锈菌群体变化的分子生物学技术，探索品种混种模式下的小麦条锈菌群体动态变化规律，为陇东、陇南等越夏菌源区利用品种混种稳定小麦条锈菌群体结构，减小小麦条锈菌变异频率，充分发掘品种的生产潜力，减少化学农药的施用，环境友好的防治小麦条锈病提供理论支持。

小麦条锈病的综合防控已经取得成效，尤其是在其核心菌源区甘肃冬麦区，其中已推广抗病品种、铲除自生麦苗及化学防控的综合应用最为成功，品种混种作为利用生物多样性控制病害的手段之一，其成效显著，而防病控病的机理的研究是该技术推广应用的有利保障。本研究通过对小麦条锈病核心菌源区病害流行规律的新变化、甘肃及周边主要生产品种及育种材料的抗病性监测、病原菌群体组成监测、品种混种试验、小麦条锈菌特异性分子标记的筛选及品种混种下小麦条锈菌群体监测等方面展开研究并综合分析，发现：.（1）近年甘肃省小麦条锈菌越夏范围有所扩大，甘肃中部地区的临夏州、定西市和兰州市及青海东部地区（除贵德县）已成为陇南越夏区的重要组成部分。.（2）甘肃省及周边省份近年来在新品种材料的选育过程中注重了其成株期抗性，对于其苗期的抗性水平关注较少，也反应了苗期抗性材料及抗源的匮乏。.（3）甘肃省小麦条锈菌群体组成有新的变化。新的致病类型贵农系的出现及频率上升，G22-9致病类型2016年已成为甘肃省第一位流行小种。 .（4）在自然发病条件下，品种混种措施不仅能够降低相应处理病情，同时自身田块小麦条锈病的发生也受到有效控制，这表现在田间初始病情的延后及病情的扩展两个方面。而人工诱发接种田块，由于田间有大量稳定的菌源来源，使的田间病情扩展迅速且发病充分，不仅小麦条锈病，小麦白粉病的发生也较充分。.（5）研究筛选了256 对AFLP 引物，共找到3对引物组合M14 / P16、 M16 / P21 和M25 / P15在供试条锈菌生理小种CYR29 、CYR31 、CYR32 及CYR33之间存在多态性。但是尚无法实现区分各生理小种菌系的目标，这可能与小麦条锈菌异核现象、变异等因素有关，另外AFLP扩增的不稳定性也可能出现假特异现象。.（6）不同处理下小麦条锈菌生理小种鉴定结果显示，各自然发病处理病样上分离到的小麦条锈菌生理小种与相应年度课题组甘谷生理小种监测结果相一致，因而相应结论不能解释为品种混种处理对小麦条锈菌群体组成的影响，进而达到防病、控病的效果。.我国小麦抗锈育种中注重水平抗性的应用，加之针对单一生理小种分子标记应用的局限性，因而最终监测结果只能达到定性，而达不到定量。