2017年-2018年甘肃省小麦条锈菌生理小种变异监测

贾秋珍 曹世勤 王晓明 黄瑾 孙振宇 张勃 骆惠生 李青青

关键词小麦条锈菌;生理小种;致病类群;致病基因

小麦条锈病是发生于甘肃省乃至中国小麦生产上的重要病害，防治该病害最经济、有效的措施是利用抗病品种。由于条锈菌的高度变异性，不断产生新的毒性小种/菌系，从而克服主要生产品种及抗源材料的抗锈性，造成抗病小麦品种不断丧失抗病性而失去利用价值，引致小麦条锈病在生产上的发生和流行。截至目前，生产上已造成8次全国范围内的大规模品种更替。开展小麦条锈菌新毒性小种的持续、系统监测是条锈病研究的一项长期性和基础性工作，也是抗锈育种及锈病治理的重要环节。对甘肃省特别是陇南这个小麦条锈菌的常发易变区来说，更为重要。本文是继2006年-2007年、2008年-2009年、2010年-2012年、2013年-2016年之后对2017年-2018年甘肃省条锈菌样监测的阶段性总结，现将结果报道如下。

1材料与方法

1.1条锈菌样品收集

条锈菌样品主要采自甘肃陇南麦区的天水市秦州区、麦积区、甘谷县、清水县和陇南市文县、礼县、康县、徽县，中部麦区的定西市陇西县、漳县、安定区、通渭县、渭源县、临洮县和临夏州临夏县、永靖县、和政县、积石山县及兰州市永登县和甘南州卓尼县，陇东麦区的平凉市崆峒区、庄浪县，河西麦区的张掖市民乐县、山丹县和武威市古浪县等8个市州24个县（市、区）不同时期生产品种、高代材料、后备品系和抗源材料的成株期及早春自生麦苗和秋苗发病叶片。

1.2鉴别寄主

采用全国通用的19个鉴别寄主：‘Trigo Eureka'‘Fulhard‘保春128‘南大2419‘维尔‘阿勃‘早洋‘阿夫‘丹麦1号‘尤皮Ⅱ号‘丰产3号‘洛夫林13（gr9）、‘抗引655‘水源11（YrSu）、‘中四‘洛夫林10（Yr9）、‘Hybrid46（Yr3b+Yr4b）、‘Triticumspelta album（Yr5）、‘贵农22（Yr26，Yr10）。2016年新增‘Avocet S*6/YrlO NILS‘Avocet S*6/Yrl5MILS～‘Avocet S*6/Yr27 NILS'及‘周麦22为辅助鉴别寄主，籍以侦察新小种。

1.3条锈菌标样的保存、繁殖及鉴定

标样的保存、繁殖及鉴定参照中华人民共和国农业行业标准（NY/T1443.1-2007）《小麦抗病虫性评价技术规范：第一部分小麦抗条锈病评价技术规范》进行。温室培养温度（14±3）℃，光照时间10～14h/d，接种后15～18d，待感病对照品种‘铭贤169充分发病后分别记载各品种反应型。

反应型分级采用0、0;、1、2、3、4共6级标准进行，其中0～2型为抗病（R，无毒性），3～4型为感病（S，有毒性）。

2结果与分析

2.1监测结果

2017年监测条锈菌标样276份，2018年296份，两年合计监测572份，共监测出37个生理小种及致病类型，分别为HY类群中的条中32号、HY4、HY8、HY18、HY21、HY42、HY58和HY108;水源类群中的条中33号、水11-2、水11-3、水11-4、水l1-7、水11-24、水11-35、水11-41、水11-192、水11-196;贵农22类群中的条中34号、贵22-14、贵22-40、贵22-47、贵22-50、贵22-51、贵22-74、贵22-82、贵22-104、贵22-108、贵22-110、贵22-133、贵22-244、贵22-273、贵22-286、贵22-322;中四类群的ZS-1、ZS-18和ZS-52，总计470份，占监测总数的82.17%。未命名类型共102份，其中洛夫林10和洛夫林13类群6份，HY类群16份，水源类群15份，贵农类群31份，对‘中四‘Triticum spelta album（Yr5）有毒性的27份，其他未命名类型7份。总计102份，占监测总数的17.83%（详细监测结果见表1）。

2.2小种消长趋势分析

2.2.1类群出现频率分析

2017年和2018年，贵农22类群出现频率分别为56.52%和50.34%，与2016年的66.76%相比，呈逐年下降趋势，但仍居第一位;HY类群出现频率呈回升趋势，由2016年的13.94%上升到2017年的18.84%和2018年的21.62%，是第二位优势类群;水源类群出現频率由2016年的10.99%小幅上升到2017年的11.23%和2018年的12.50%，到2018年已降至第四位;中四类群出现频率已由2016年5.89%迅速上升到2017年的10.51%和2018年的13.85%，居第三位;洛夫林10、洛夫林13和其他类群出现频率在0.369/6～1.45%之间，对甘肃省小麦生产已不构成威胁。贵农22类群仍是目前危害甘肃省小麦生产的优势致病类群，中四类群出现频率的快速上升应引起育种家及生产上的高度重视（表2）。

2.2.2小种及致病类型分析

2017年-2018年，条中34号出现频率分别为33.70%和38.51%，与2016年的34.85%相当，仍居第一位;条中32号出现频率由2016年的9.12%上升到2017年的13.04%和2018年的15.20%，居第二位;条中33号出现频率呈持续下降态势，已由2016年的5.63%下降到2017年的5.07%和2018年的2.36%，居第五位;新类型ZS-1出现频率上升迅速，已由2016年的1.61%上升到2017年的2.90%和2018年的7.43%，居第三位（表2）。其他小种类型如HY4、HY8、HY108、水11-3、水11-7、水11-192、贵22-108、ZS-18出现频率在1.01%～4.71%之间，HY18、HY21、HY58、水11-2、水11-4、水11-35、水11-24、水11-41、贵22-40、贵22-47、贵22-74、22-104、贵22-110、贵22-133、贵22-244、贵22-286等出现频率在1.00%以下。

2.2.3毒性频率分析

2017年-2018年，对抗条锈病基因Yr9（载体品种‘洛夫林10‘洛夫林13）的毒性频率分别为88.77%和90.88%。主要原因是条种34号、条中32号、条中33号、贵22-14、贵22-108、ZS-12、ZS-18等小种及致病类型均对洛类品种致病;对抗条锈病基因Yr3b+Yr4b（载体品种‘Hybrid46）毒性频率为45.65%和42.57%，与2016年的58.18%相比，呈下降趋势。这与以条中32号为代表的HY类群出现频率降低有关;对抗条锈病基因YrSu（载体品种‘水源11）毒性频率为89.86%和82.43%，与2016年的97.59%相比，呈下降趋势;对抗条锈病基因Yr26（载体品种‘贵农22）毒性频率为61.23%和59.46%，与2016年的72.65%相比，呈下降趋势;对抗源材料‘中四的毒性频率为10.50%和13.85%，与2016年的5.89%相比较，呈上升态势。表明甘肃省条锈菌群体中对Yr9、Yr3b+Yr4b、Su及Yr26有毒性的菌系数量多，表明这些基因已在甘肃失去利用价值。

3结论与讨论

3.1以条中34号为代表的贵农22类群监测

近年来，甘肃省小麦条锈菌群体中，以条中34号为代表的贵农22类群占优势，出现频率一直保持在20%以上，2017年-2018年依然居第一位，是甘肃省第一位流行小种。毒性分析发现其对‘贵农22‘川麦42（Yr24）、‘92R137（Yr26）均有毒性，但对抗源材料‘中四‘Triticum spelta album（Yr5）无毒性。2015年以来对Yr26的毒性频率在59%以上。2017年我国东部麦区小麦条锈病大流行，全国发生面积约556万hm2，是2002年以来发生面积最大的一年，就是由于条中34号流行、危害的结果。在甘肃省冬小麦种植区，选育和利用抗病品种，持续进行甘肃陇南小麦条锈病的有效控制，将会对保障我国东部黄淮海麦区小麦安全生产意义重大。在此基础上，在生产上继续压缩以‘贵农21‘贵农22和‘南农92R为代表的、含有此类血缘的品种种植面积，下大力气推广生产上抗病品种如兰天系的‘兰天31号～‘兰天36及‘兰天131‘兰天538，天选系的‘天选54～‘天选66，陇鉴系的‘陇鉴108‘陇鉴111，陇育系的‘陇育6号～‘陇育10号和‘兰大211等，以减少优势小种在甘肃特别是陇南的哺育面积，降低秋苗期发病菌源量，为保障我国小麦安全生产提供技术支撑。

3.2中四新类群的监测

小麦抗源材料‘中四是以普通小麦为母本，中问偃麦草为父本获得的八倍体小偃麦，尽管在育种中相对难以利用，但天水市农业科学研究所以其为亲本，先后选育并标记出‘中梁22号‘中93447等多个生产品种（系）和YrZhong 22等多个抗病基因。综合分析近年来甘肃省小麥条锈菌生理小种变异，其主要特点是感染中四的新菌系呈上升趋势。尽管新菌系致病类型出现频率总体呈持续上升态势，但其毒性仍尚不稳定。其致病特点是对抗条锈病基因Yr9、YrSu、Yr3b+Yr4b和抗源材料‘中四有联合毒性，其中新菌系ZS-1是其中的主要致病类型，进一步加强对中四致病类型纯化、分离和鉴定研究是下一步工作的重点。在甘肃陇南抗病育种上，要针对致病类群中四，开展有针对性的育种工作;在生产上，推广兼抗条中34号、条中32号和新菌系ZS的品种。唯如此，才能做到有的放矢。

3.3小种变异监测

近年来的监测结果发现，甘肃省小麦条锈菌群体中，未命名类型逐年增多。对贵农22类型来说，更是如此，呈现出类型多、稳定类型少、出现频率低、消失相对快的特点。其主要原因是随着小麦育种水平特别是分子育种水平的不断提升，抗源材料的广泛利用，使得生产品种抗病基因类型相对复杂多样，由此导致监测到的新类型逐年增多，小麦条锈菌群体毒性结构更加复杂，这也是给植物病理学研究和抗病育种带来的新课题。