云南越夏区小麦条锈菌有性繁殖对流行区小麦条锈病发生的影响

Wheat stripe rust disease, caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici (PST), is an economically important disease of wheat-growing regions in China. The rapid pathogen variability results in "resistance loss" of wheat cultivars, and leads to the frequent epidemic of the disease. PST is an obligate parasitism fungi. It has been identified that sexual reproduction of PST is on the barberry (Berberis spp.), and the barberry is as alternate host of the stripe rust fungi. It has not reported that sexual reproduction population of PST effected on the occurrence and epidemic of wheat stripe rust. Barberry was more kinds and widely distributed in Yunnan. And Yunnan is one of the most important over-summering areas. In this project, based on accurate detection of Beckmann Coulter CEQ8800 DNA Analyzer and large amount of information of ISSR and SSR molecular marker, Population structure will be analyzed between over-summering (having the Berberis zones and non-Berberis zones) and prevent area. It will be explored sexual production effects on variability of PST. Sexual production affection on the happen of wheat stripe rust through the spatial population structure analyzed within locations across locations and over years. Above all, it will offer scientific evidence to control wheat stripe rust disease.

由小麦条锈菌引起的小麦条锈病是小麦生产上的重要病害之一，其频繁的变异常导致小麦品种抗病性的“丧失”，引发病害流行。小麦条锈菌为活体营养专性寄生真菌，已证实其有性繁殖阶段可在转主寄主小檗上完成。但其有性繁殖群体对小麦条锈病发生和流行的影响尚未见报道。云南小檗种类繁多，分布广泛，且是我国小麦条锈菌重要的越夏菌源地之一。本项目基于长期对云南小麦条锈菌越夏区域的调查和检测，拟利用高信息量的ISSR分子标记，能有效分析小麦条锈菌基因型的SSR标记、贝克曼库尔特CEQ8800 DNA分析系统分析有小檗的越夏地区（有性繁殖）、无小檗的越夏区（无性繁殖）和非越夏区（小麦条锈病主发区）三个不同区域内和区域间小麦条锈菌的群体结构关系，探寻有性繁殖对小麦条锈菌变异的影响；并拟通过比较跨年度间各区域小麦条锈菌的群体结构差异，分析小麦条锈菌的有性繁殖对小麦条锈病发生的影响，为从源头治理小麦条锈病提供参考。

小麦条锈菌为活体营养专性寄生真菌，有性繁殖阶段可在转主寄主小檗上完买成,小麦条锈菌的变异频率高、传播速度快，导致小麦条绣病的防治非常困难。本研究为了探究小檗上的锈菌对小麦条锈病发生的影响，开展了一下工作：.1、在对云南小麦条锈病越夏菌源和各地小麦条绣病始发期调查的基础上，分析不同地区小麦条锈菌的基因流，结合云南各地的气象资料，进一步确定了云南小麦条锈病的传播方向主要由云南的西南方向向东北方向传播，锈病传播方向的确定为从源头上治理小麦条锈病奠定了基础。.2、通过在相对封闭，周边常年无小麦种植，但有小檗锈病发生的周围人工播种小麦，和将盆栽小麦移到小檗锈病周围，均观测到自然条件下能诱发小麦条绣病的发生，以及通过室内将小檗锈菌人工接种到小麦上，并导致小麦条绣病发生的实验，进一步确定小檗为小麦条锈菌的转主寄主，田间自然发病和室内人工接种的情况下，云南地区小檗上的锈菌能成功侵染小麦，引起小麦条锈病的发生。.3、通过ISSR分子标记和小麦条锈菌生理小种特异分子标记分析了小麦条绣病在小檗锈病发生前后，小麦条锈菌群体遗传结构和生理小种组成（毒性变异）情况，发现在小檗发病后采集的小麦条锈菌的群体结构较小檗发病前采集的小麦条锈菌群体遗传结构复杂，生理小种组成有一定差异，但生理小种组成变异不大。但小檗锈菌对小麦条锈菌毒性毒性变异的影响程度还需通过实验进一步检测。.4、通过ITS序列分析小檗上的锈菌，发现小檗上的锈菌比较复杂，除了检测到小麦条锈病菌和小麦秆锈病菌外，还发现了两种新的锈菌，表明小檗不但是小麦条绣病和秆锈病的转主寄主，也还是其它锈菌的转主寄主，但具体会是哪些锈菌的转主寄主还需进一步探索和证实。.5、通过形态学和分子鉴定相结合，鉴定了23种植物上的锈菌，分析了这些植物上的锈菌、小麦条锈菌、小檗上的锈菌之间的遗传关系，构建了所采集植物锈菌的系统发育树。为进一步研究不同植物锈菌间的关系奠定了基础。