全 文 ：第 13卷 第3期
2 0 0 5年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
V01．13 NO．3
July， 2005
山西省小麦不同生态区叶锈菌群体毒性研究*
原宗英 武英鹏 李艳芳 曾卫芳
(山西省农业科学院植物保护研究所 太原 030031)(太原市农业局植物保护站 太原 030002)
摘 要 研究分析 山西省小麦叶锈菌群体的毒性基 因频率结果表明，毒性基 因V19、V24和 V38出现频率较低 ，分
别为5．8％、11．3％和 0．0％，其对应抗性基因可视为 山西省小麦叶锈菌 的有效抗病基 因。在所发现 的43个致病
类型(毒性基 因组合)中THT、TRK、TRT、THK和 PHT出现频率居前5位 ，分别为 17．8％、14．4％、11．0％、8．2％
和 7．5％，为山西省 目前小麦叶锈病的优势致病类型。
关键词 小麦 叶锈菌 毒性基 因 致病类型
Study on virulence genes of population of Puccinia recondtia f．sp．tritici in different wheat ecological areas of Shanxi．
YUAN Zong—Ying，wU Ying—Peng，LI Yan—Fang(Institute of Plant Protection，Shanxi Academy of Agricultural Sciences．
Taiyuan 030031，China)，ZENG Wei—Fang(Extension Station of Plant Protection，Taiyuan Agrlcultural Burea．Taiyuan
030002，China)，CJEA，2005，13(3)：144～146
Abstract The virulence gene frequencies of population of Puccinia recondita f．sp．tritici of wheat in Shanxi Province
were analyzed．The results indicate that the appearances of virulence genes of V1 9，V24 and V38 are lower with the fre—
quencies of 5．8％ ，11．3％ 。and 0．0％ respectively．Their corresponding resistant genes may be used as effective resistant
genes．Among the 43 detected pathotypes ，the frequencies of THT，TRK，TRT，THK and PHT are 17．8％ ，14．4％ ，
1 1．0％ ，8．2％ ，7．5％ respectively，and they are prevailing pathotypes of Puccinia recondita f．sp．tritici in Shanxi
Province at present．
Key words W heat，Leaf rust，Virulence genes ，Pathotype
(Received May 5，2004；revised June 20，2004)
叶锈病是小麦重要病害之一 ，苗期可导致小麦分蘖和单位面积穗数减少并降低小麦抗旱性，小麦成株
期则危害叶片，破坏光合作用 ，降低小麦千粒重 ，严重影响小麦的稳产和高产。为此系统监测研究了小麦叶
锈菌群体的毒性 、致病类型出现频率及消长动态，为有效控制小麦叶锈病及培育抗病品种提供理论依据。
l 试验材料与方法
试验于 1998～2002年从山西省南部中熟冬麦区的芮城、永济、运城、临猗 、万荣、闻喜 、新绛、临汾、曲沃
以及 中部晚熟冬麦区的介休 、祁县、太谷、榆次、太原 、长治 、汾阳和北部春麦区的大同、应县和怀仁等 19个县
(市)共采集小麦叶锈菌夏孢子标样 213份。以Thacher为背景的小麦抗叶锈病近等基因系(或单基因系)由
中国农业科学院植物保护研究所提供 。用感病品种“铭贤 169”繁殖小麦叶锈菌标样。全套小麦抗叶锈病近
等基因系(或单基因系)鉴别寄主播种于直径 lOcm左右的小花盆内，每盆种 4个单基因系 ，5盆为 1套。待
第 1片小麦叶伸展后 ，用已繁殖发病的“铭贤 169”菌株进行苗对苗扫抹接种。每 1菌株接 1套单基因系，每
接完 1套均进行严格消毒以防菌株问相互污染。接种后将全套单基因系放人保湿桶内保湿 20～24h，之后
移人温室内待充分发病后记载侵染型，侵染型分 6级 ，即 0(免疫 )、0；(近免疫)、1(高抗)、2(中抗)、3(中感)
和 4(高感)。用小麦叶锈菌密码命名系统(Prt Code System)进行毒性基因组合(致病类型)命名 J。
2 结果与分析
2．1 小麦叶锈菌毒性基因出现频率
由表 1可知 1998～2002年毒性基因 V19、V24和 V38平均 出现频率较低 ，分别 为 5．8％、11．3％和
* 山西省自然科学基金项 目(19991108)和山西省科技攻关项目(021004)部分研究内容
收稿 日期：2004—05—05 改 回日期：2004—06—20
第 3期 原宗英等 ：山西省小麦不同生态区叶锈菌群体毒性研究 145
O．O％，其对应抗性基 因即 Lrl9、Lr24和
Lr38为山西省小麦叶锈菌的有效抗病
基 因，可供 转 育利 用；毒 性基 因 V2a、
V3ka、V9、V18和 V21平均出现频率为
42．1％～73．9％，其年度间频率和生态
区间频率(见表 2)存在一定差异，其对
应抗性基 因在特定 区域 内有一定利用
价值 ；毒性基因 V1、V2c、V3、VIO、V11、
V13 V14a V16 V17 V26 V30和 V37
出现频率≥84．2％，其对应抗性基 因为
山西省小麦叶锈菌 的无效基 因，在抗锈
育种上单独利用则无重要价值。表 2表
明某些毒性基 因出现频率在不同生态
区间存在一定差异。毒性基因 V3ka在
南部中熟冬麦区和北部春麦区出现频
率较低 ，其对应抗性基因 Lr3ka在以上
2地区为有效抗病基 因；毒性基 因 V2a
在中部晚熟冬麦区出现频率相对较低 ，
其对应抗性基因 Lr2a在中部晚熟冬麦
区有效；而毒性基因 V21在北部春麦区
出现频率 相对较 低，其对应 抗性基 因
Lr21在该区为有效抗病基 因。故某一特
定抗性基因在某一地区无效而可能在另
一 地区有效，这对指导生态育种及抗锈
基因的合理利用与部署具有重要意义。
表 1 山西省小麦叶锈菌群体毒性基因出现频率
Tab．1 F删Ⅲ Df~mlencegenesd Pucdnia recondita f．sp．tritid population in Province
*1998～2002年各年测试菌株数分别为 35株、57株、42株 、32株和 47株 。
表 2 山西省不同生态 区小麦叶锈菌毒性基因出现频率 ；
Tab．2 Virulence gene frequency of Puccinia recondite f．sp．tritici in different ecological areas of Shanxi Province
毒性基因 频 率／％ Frequency 毒性基因 频 率／％ Frequency
Virulence 南部中熟冬麦区 中部晚熟冬麦区 北部春麦区 Virulence 南部中熟冬麦区 中部晚熟冬麦区 北部春麦区
genes South ares of Middle ares of North ares of genes So uth ares of Middle area of North ares of
middle·mature late-mature spring whest middle-mature late·mature spring whest
winter whest winter wheat winter whes t winter whest
V1 98．6 99．0 97．8 V16 92．5 93．8 93．3
V2a 78．3 59．6 86．7 V17 98．5 96．9 95．5
V2c 100．0 98．0 97．6 V18 70．1 71．1 86．0
V3 98．6 94．9 71．1 V19 3．0 8．2 4．5
V3ka
．
51．5 65．3 37．8 V21 71．0 62．6 48．9
V9 38．3 42．1 47．5 V24 7．7 12．1 6．8
V10 89．1 87．1 90．5 V26 98．5 97．9 95．1
V11 97．0 100．0 86．1 V30 87．0 84．6 78．4
V13 98．5 98．9 95．6 V37 98．5 99．0 97．8
V14a 97．0 96．9 95．3 V38 O．O O．O O．O
*南部中熟冬麦区、中部晚熟冬麦区和北部春麦区测试菌株数分别为 69株、99株和 45株。
2．2 小麦叶锈菌致病类型(毒性基因组合)出现频率
根据在 Lrl、Lr2a、Lr2c、Lr3、Lr3ka、Lr9、Lrl1、Lrl6、Lrl7、Lr24、Lr26和 Lr30等 12个鉴别基 因上的反
应，山西省小麦叶锈菌可划分 43个致病类型 ，其中出现频率≥2．1％的致病类型有 THT、TRK、TRT、THK、
PHT、TRJ、PRT、PHK、SRK、THJ、PRK和PHS等 12个 ，其毒性公式 和出现频率见 表3。由表3可知THT
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表3 山西省小麦叶锈菌主要致病类型及出现频率
Tab．3 Main pathotypes and frequency of Puccinia recondite f．sp．tritici in Shanxi Province
致病类型 毒性公式(无毒力侑 毒力) 出现频率／％ 致病类型 毒性公式(无毒力侑 毒力) 出现频率／％
Pathotypes Virulence formulae Frequency Pathotypes Virulence formulae Frequency
THT 9，24／1，2a，2c，3，3ka，11，16，17，26，30 17．8 PHK 2a，3ks，9，24／1，2c，3，11，16，17，26，30 2 7
TRK 3ka，24／1，2a，2c，3，9，11，16，17，26，30 14．4 SRK 3，3ks，24／1，2a，2c，9，11，16，I7，26，30 2．1
TRT 24／1，2a，2c，3，3ks，9，11，16，17，26，30 11．0 THJ 3ka，9，24，30／1，2a，2c，3，11，16，17，26 2．1
THK 3ks，9，24／1，2a，2c，3，11，16，17，26，30 8 2 PRK 2a，3ks，24／1，2c，3，9，11，16，17，26，30 2．1
PHT 2a，9，24／1，2c，3，3ks，11，16，17，26，30 7．5 PHS 2a，9，24，30／1，2c，3，3ks，11，16，17，26 2 1
TRJ 3ka，24，30／1，2a，2c，3，9，11，16，17，26 2．7 其他 24．6
PRT 2a，24／1，2c，3，3ks，9，11，16，17，26，30 2．7
*表示出现频率<1 4％的致病类型，共31个。
致病类型出现频率最高 ，TRK出现频率位居第 2，THT、TRK、TRT、THK和 PHT等 5个类型为 目前山西省
表4 山西省小麦叶锈菌主要致病类型分布状况 的优势致病类型 ，也是抗病育种的主要针对 目
Tab．4 Distribution ofmain pathotyp~ofPuccinia recondita
f．sp．tritici in Shan：d Province
标。其余致病类型出现频率均较小。表 4表明
致病类型 THT、TRK、TRT和 THK在 山西省
3大麦区均有分布，且在各麦区均占居前位 ，但
在排位上略有不同；PHT主要分布在南部 中熟
冬麦区和中部晚熟冬麦区，表明各区生态条件
和种植小麦遗传类 型的不同对小麦叶锈菌致
病类型的空间格局也会产生一定影响。
3 小结与讨论
山西省 小麦 叶锈菌毒性较 强，毒谱 也较
宽，大多数毒性基因频率明显高于全国平均水
平⋯ ，且山西省出现的主要致病类型 (毒性基
因组合)大多毒力较强。山西省小麦叶锈菌群
体毒性基因结构在空间格局上存在一定差异 ，
不同生态区小麦叶锈菌株毒性基因(或基因组
合)的组成特点、频率分布等方面也存在一定
差异。因此根据病菌的毒性 区系，有针对性地
进行抗病育种及基 因部署 ，可使抗病基因在不
同时空条件下发挥其效应。今后应进一步分析小麦品种的抗叶锈基 因及 山西省重要小麦品种和育种材料
所携带的抗病基因状况，为抗病基因多样化和抗病基因合理布局提供理论依据。
参 考 文 献
1 陈万权，秦庆明，陈扬林等 ．1992-1996年我国小麦叶锈菌毒性动态．植物病理学报 ，1998，28(2)：101～106
2 Long D．L．，et a1．A North American system of nomenclature for Puccinia recondita f．sp．tritici．Phytopathology，1989，79：525～ 529