2012年我国部分麦区小麦白粉菌群体对温度敏感性研究

才旦卓玛，

， 范洁茹2， 周益林2*，

段霞瑜2， 邹亚飞2， 宛 琼3， 纳添仓1

（1.青海大学农牧学院，西宁 810016；2.中国农业科学院植物保护研究所，植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193；3.安徽农业大学植物保护学院，合肥 230036）

2012年我国部分麦区小麦白粉菌群体对温度敏感性研究

才旦卓玛1，2，

， 范洁茹2， 周益林2*，

段霞瑜2， 邹亚飞2， 宛 琼3， 纳添仓1

（1.青海大学农牧学院，西宁 810016；2.中国农业科学院植物保护研究所，植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193；3.安徽农业大学植物保护学院，合肥 230036）

采用小麦离体叶段法，设置18、22、23、24、25和26℃共6个温度处理，对2012年采集的小麦白粉菌样分离得到的139个单孢堆菌株的温度敏感性进行了测定，这些菌样分别采自于四川、北京、甘肃、河南、浙江、陕西、青海、山东、新疆和云南10省（市、区）。结果表明：供试的139个菌株平均ET50为23.14℃，其中ET50最高为24.46℃，最低为21.34℃；58.76%的供试菌株ET50值在23℃和24℃之间，仅有2.03%的供试菌株的ET50≥24℃。对供试菌株温度敏感性频率分布的正态检验结果发现，自然环境中小麦白粉病菌群体已受到温度的选择压力。此研究结果可为了解和预测全球气候变暖对小麦白粉病长期发生趋势的影响提供依据。

小麦； 白粉病菌； 群体； 温度； 敏感性

小麦白粉病是由Blumeria graminisf.sp.tritici引起的一种世界性小麦病害。在我国该病害是小麦生产上的重要病害之一。近年来由于寄主抗性、气候和耕作模式等因素的变化，小麦白粉病的发生日益严重，大流行年份会导致小麦严重减产甚至绝收［1］。研究表明，温度是影响小麦白粉病发生和流行的主要环境因子之一［2］，该病害发生的最适温度为15～20℃，温度低于10℃或高于25℃病害发生均受到抑制［3］。近年来，在对我国小麦白粉病菌的越夏调查中发现，其越夏范围有扩大的现象，如在豫西海拔300 m左右的相对低海拔地区也发现了小麦白粉菌可在自生麦苗上越夏，该结果比过去报道的在此地区越夏海拔下限500～600 m下降了200～300 m。宛琼等和明章勇等分别测定了2008年和2009年我国部分麦区小麦白粉病菌群体对温度敏感性，结果表明，病菌群体中不同菌株对温度的敏感性不同，且已出现抗高温或耐高温的菌株［4-5］，为了进一步了解我国小麦白粉病菌群体对温度敏感性的时空动态，本研究测定了2012年我国白粉菌群体对温度的敏感性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试菌株

供试小麦白粉病菌株于2012年采自北京、浙江、四川、河南、陕西、甘肃、青海、云南、新疆和山东10省（市、区），采用单孢堆分离的方法，纯化后获得139个菌株。

1.1.2 供试小麦品种

小麦品种‘京双16’（高感白粉病品种）由中国农业科学院植物保护研究所小麦白粉病实验室提供。

1.2 试验处理

测定白粉病菌株敏感性的试验设置18、22、23、24、25和26℃共6个温度处理，利用光照培养箱控制所需的温度，其中18℃为对照。

1.3 试验方法

1.3.1 菌株的分离和纯化

对采自10省（市、区）的白粉病标样进行分离纯化，病菌无性分生孢子的分离纯化参照夏烨等的方法［6］；有性态子囊孢子的分离纯化方法为：将带有成熟闭囊壳的叶片放在培养皿中，用蒸馏水浸泡2～3 d，将剪好的滤纸贴于直径为6 cm的培养皿盖上，挑出成熟子囊贴附在滤纸上，再将3 cm长的新鲜叶段，整齐排列于琼脂培养基上，用封口膜封口，置于18℃的光照培养箱中培养，待子囊孢子释放并侵染叶片发病后，在超净工作台上剪下只有单孢子堆的叶段进行离体培养，至叶段上产生厚厚的孢子粉后，接到试管苗上繁殖，此过程重复2～3次。

1.3.2 菌株的繁殖

将小麦品种‘京双16’的种子催芽后播种于直径为15 cm的花盆中，并用玻璃罩罩住，顶端用5～6层厚的纱布封住，置于温室中培养，幼苗长到1心1叶期时，将1.3.1方法纯化获得的菌株分生孢子接种到幼苗上，在温室中再培养至叶片上可见明显的病菌侵染点时，将发病叶片剪成叶段，放在含苯并咪唑（60μg/mL）琼脂培养基的培养皿上，置于18℃的光照培养箱中继续培养，至叶片上产生大量分生孢子后，收集新鲜的分生孢子。

1.3.3 接种

按1.3.2中繁殖菌苗的方法，在幼苗长至1心1叶期时，在超净工作台上剪取麦苗的第1叶中部3 cm长叶段，放在含苯并咪唑（60μg/mL）琼脂培养基的培养皿上，每个培养皿放置5个叶段，然后将放有无菌离体叶段的培养皿，置于接种筒中，接种收集的新鲜分生孢子，分别置于18、22、23、24、25和26℃的光照培养箱中，每处理3个重复。

1.4 病情调查

接种后，观察并记录各温度处理下每叶段的病害显症时间，即病菌侵染的潜育期；调查接种后第12天不同温度培养条件下各叶段的病害严重度，以置于18℃培养处理的病害严重度为对照。

1.5 数据分析

采用公式：病害抑制率（%）＝（1－处理平均病害严重度/对照平均病害严重度）×100，来计算不同单孢堆菌株各温度条件下的病害抑制率，设各温度条件下的病害抑制率为y值，相应的温度为x值，利用回归分析的方法获得回归方程，再通过获得的回归方程分别计算当y等于50%和100%时的温度，即为ET50（温度对病害抑制中值）和ET100（温度对此病害的终止阈值）。同时计算不同省份菌株的变异系数CV＝（s/X－）×100（s为标准差，X－为平均值）。

2 结果与分析

2.1 供试菌株在不同温度下的潜育期和病害严重度

供试菌株在不同培养温度下的病害潜育期和严重度如表1所示。在18℃对照温度处理下，供试菌株的平均潜育期为2.95 d。随着温度的升高，潜育期逐渐延长。当温度为22℃时，潜育期为3.18 d，比对照推迟0.23 d；而当温度为26℃时，潜育期为5.52 d，比对照推迟2.57 d。相关分析结果表明，病害潜育期与温度之间的相关关系达极显著水平（相关系数r＝0.985 6，P＝0.002 1＜0.01；图1）。

图1 病害潜育期与温度的关系Fig.1 The relationship between the latent period ofBlumeria graminisf.sp.triticiand the temperature

表1 不同温度处理下供试菌株的平均潜育期和病害严重度Table 1 Latent period and severity ofBlumeria graminisf.sp.triticiin different temperatures

在18℃培养下，供试菌株的平均病害严重度为60.37%，随着温度的升高，病害严重度逐渐降低。当温度为22℃时，病害严重度降低至44.38%；当温度为26℃时，病害的严重度降低至6.68%，两者之间相差37.70%，也即小麦白粉菌侵染时的温度越高，其最终病害严重度越低，且两者之间呈极显著的负相关性（相关系数r＝－0.983 0，P＝0.002 6＜0.01；图2）。

2.2 病菌群体对温度的敏感性

2012年来自我国10个省（市、区）的139个供试菌株对温度的敏感性结果如表2所示，供试菌株的平均ET50为23.14℃，最高和最低ET50分别为24.46℃和21.34℃，差值为3.12℃。不同省区的菌株对温度的敏感性存在一定的差异，其中浙江和新疆两省（区）菌株ET50较高，平均达23.43℃以上，甘肃和山东两省菌株平均ET50较低，分别为22.94℃和22.87℃，从群体异质程度来看，甘肃菌株、北京菌株的变异系数较高，分别为0.032和0.030，这与明章勇所得出的结果基本一致［6］，说明来自这些地区菌株的异质性较大。

图2 病害严重度与温度的关系Fig.2 The relationship between disease severity ofBlumeria graminisf.sp.triticiand the temperature

从不同省（市、区）菌株的温度终止阈值ET100（表3）可看出，2012年的139个供试菌株其平均ET100为26.22℃，最高和最低ET100分别为28.66℃和25.35℃，差值为3.31℃。来自不同省（市、区）菌株的温度终止阈值（ET100）也存在一定的差异性，如北京菌株ET100平均为26.39℃，而来自陕西的菌株ET100平均为26.02℃，两省（区）菌株ET100的平均值差异为0.37℃。病害温度终止阈值的变异系数也以北京和甘肃分列第一和第二，分别为0.034和0.027。

表2 不同省市小麦白粉菌的温度抑制中值（ET50）Table 2 The sensitivity ofBlumeria graminisf.sptriticiisolates to temperature from 10 different provinces or cities（ET50）

表3 不同省市小麦白粉菌的温度终止阈值（ET100）Table 3 The temperature termination threshold values ofBlumeria graminisf.sptriticiisolates to temperature from 10 different provinces or cities（ET100）

统计不同省（市、区）的139个小麦白粉菌不同ET50范围的菌株频率的结果表明（表4），供试菌株中58.76%的ET50在23℃和24℃之间，ET50≥24℃的供试菌株仅占2.03%。不同省份菌株对温度的敏感性分布有一定差异，特别是23℃≤ET50＜24℃的菌株频率相差较大，如青海省23℃≤ET50＜24℃的菌株频率为90.91%，山东23℃≤ET50＜24℃的菌株频率较低，为33.33%。病菌群体对温度的敏感性表现出较大的异质性，经正态性统计检验计算得到W＝0.976 9，P＜α（P＝0.018 3，α＝0.05），这表明139个菌株对温度的敏感性频率分布不符合正态分布（图3），说明自然环境下我国小麦白粉病菌群体已受到温度的选择压力。

表4 不同省市小麦白粉病菌株ET50在不同温度范围内出现的频率Table 4 The frequency distribution of ET50ofBlumeria graminisf.sp.triticiisolates from different provinces or cities%

图3 不同省市小麦白粉菌的温度抑制中值（ET50）在不同温度范围内出现的频率Fig.3 The frequency distribution ofBlumeria graminisf.sp.triticiisolates with different sensitivity

3 讨论

宛琼等［4］和明章勇等［5］测定了我国2008年和2009年的小麦白粉病菌群体对温度的敏感性，结果均显示，病菌群体对温度的敏感性ET50介于23℃和24℃之间的菌株占41.09%～45.13%，而本研究供试菌株中58.76%的ET50介于23℃和24℃之间；表明2012年参试菌株中对温度低敏感性菌株较2008年和2009年有一定程度的增加，高敏感性菌株较2008年和2009年减少，说明随着时间推移，白粉病菌群体对温度的敏感性有逐步下降趋势，部分省（市、区）也表现出类似的趋势，如四川省2008年ET50平均值为22.31℃，2009年为23.20℃，2012年监测到的ET50平均值为23.02℃。另外，本年度监测结果发现，浙江、新疆和青海的菌株对温度的敏感性较高，但由于这3省（区）只有一年的结果而且菌株比较少，目前较难分析其成因，有待于累积长期监测数据后做进一步分析。

本研究的主要目的之一是想了解小麦白粉病越夏范围的变化是否与病菌对高温的适应性有关，因此试验只涉及了此病菌群体对高温的敏感性，而病菌群体对低温的适应性变化也将是未来的一个研究方面。本研究采用高感白粉病品种‘京双16’作为供试寄主材料，主要原因是基于此品种在长期的苗期毒性监测和成株期抗性田间鉴定中，未发现在较高温度下表现抗性或部分抗性的结果，而且目前也未见有此品种具有高温抗性的报道。

从现有监测结果来看，小麦白粉病菌群体已呈现一定程度对高温的适应性，但由于病菌群体对温度的适应性变化是一个比较缓慢的过程，因此应继续加强对小麦白粉菌群体对温度的敏感性监测，明确小麦白粉菌群体对温度的敏感性时空变化规律和病菌对温度的适应性机制，可为了解和预测全球气候变暖对小麦白粉病长期发生趋势的影响提供依据。

［1］ 邵振润，刘万才.我国小麦白粉病的发生现状与治理对策［J］.中国农学通报，1996，12（6）：21 23.

［2］ 石鹏皋，万景辉.小麦白粉病的研究概况［J］.湖北农业科学，1983（1）：36 40.

［3］ Ward S V，Manners JG.Environmental effects on the quantity and viability of conidia produced byErysiphe graminis［J］.Transactions of the British Mycological Society，1974，62：119 128.

［4］ 宛琼，丁克坚，段霞瑜，等.2008年我国部分麦区小麦白粉病菌群体对温度的敏感性［J］.植物病理学报，2010，40（1）：106 109.

［5］ 明章勇，王保通，周益林，等.2009年我国部分麦区小麦白粉病菌群体对温度的敏感性研究［J］.植物病理学报，2012，42（3）：290 296.

［6］ 夏烨，周益林，段霞瑜，等.2002年部分麦区小麦白粉病菌对三唑酮的抗药性监测及苯氧菌酯敏感基线的建立［J］.植物病理学报，2005，35（6）：74 78.

The sensitivity of population ofBlumeria graminisf.sp.triticiisolates to temperature in 2012

Caidanzhuoma1，2，

， Fan Jieru2， Zhou Yilin2，

Duan Xiayu2， Zou Yafei2， Wan Qiong3， Na Tiancang1

（1.College of Animal Husbandry and Agriculture，Qinghai University，Xining810016，China；
2.State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests，Institute of Plant
Protection，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing100193，China；
3.College of Plant Protection，Anhui Agricultural University，Hefei230036，China）

The sensitivity of 139 isolates ofBlumeria graminisf.sp.triticito temperature was tested by using detached leaf segment method at 6 different temperatures which were 18，22，23，24，25 and 26℃，respectively.These isolates were sampled from 10 provinces or cities such as Sichuan，Beijing，Gansu，Henan，Zhejiang，Shaanxi，Qinghai，Shandong，Xinjiang and Yunnan in 2012.The results showed that the mean ET50of tested isolates was 23.14℃.The highest and the lowest ET50of isolates were 24.46 and 21.34℃，respectively.ET50values of 58.76% isolates were between 23℃and 24℃，only 2.03%isolates were higher than 24℃.The results of frequencies distribution of ET50values of the isolates with different sensitivity to temperatures revealed that the pathogen population in natural environment had been selected by temperature pressure.These results will provide basis for predicting effects of global climate change on wheat powdery mildew.

wheat；Blumeria graminisf.sp.tritici； population； temperature； sensitivity

S 435.121.46

A

10.3969/j.issn.0529 1542.2015.01.030

2014 01 25

2014 02 21

国家重点基础研究发展计划课题（2013CB127704，2010CB951503）；国家自然科学基金（31271987）；公益性行业（农业）科研专项（201303016）

*通信作者 E-mail：yilinzhou6@aliyun.com