全 文 ：植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA　 41(6): 604-610(2011)
收稿日期: 2011-05-31; 修回日期: 2011-09-22
基金项目: 国家自然科学基金项目(31071652);公益性行业(农业)科技专项(200903035-02);高等学校学科创新引智计划“植物病理学
创新引智基地”(No. B07049);陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项(2014ZDKG-08)
通讯作者: 王保通,教授,博士生导师,主要从事小麦条锈病研究; E-mail:wangbt@nwsuaf. edu. cn
第一作者: 李 强(1975 - ),男,陕西眉县人,助理研究员, 博士,主要从事小麦条锈菌监测及品种抗锈性遗传研究; E-mail:qiangli@
nwsuaf. edu. cn。
感染“中四”小麦条锈菌 T4 新菌系的致病范围测定
李 强, 夏 滔, 李佼佼, 李高宝, 王 芳, 王保通*
(旱区作物逆境生物学国家重点实验室 /西北农林科技大学植物保护学院, 杨凌 712100)
摘要: 为研究 T4 新菌系对我国条锈病流行区后备及生产品种、中四后代品种(系)的致病范围,预测 T4 新菌系对我国未来
条锈菌群体结构的影响。 在苗期和成株期,用 T4 菌系对供试品种进行了抗病性鉴定。 结果表明:T4 新菌系对我国条锈病
流行区后备品种和陕西省生产品种致病范围较窄,毒性较弱;而对含有“中四”血缘的小麦品种(系)有较强的毒性,几乎能
感染所有供试的“中四”衍生系品种。 在现有生产品种大面积种植下,T4 新菌系暂时不会构成对现有品种的威胁;但随着
“中四”后代品种大面积种植,感染“中四”条锈菌新菌系将对我国条锈病持续控制构成潜在威胁,必须加强对新菌系的
监测。
关键词:小麦; 中四; T4 新菌系; 致病范围
Determination of pathogenic range of T4 new strains of Puccinia strifformis f. sp.
tritici to “Zhong 4” 　 LI Qiang, XIA Tao, LI Jiao-jiao, LI Gao-bao, WANG Fang, WANG Bao-tong
(State Key Laboratory of Crop Stress Biology for Arid Areas / College of Plant Protection, Northwest A&F University, Yangling
712100, China)
Abstract: The study was carried out to realize the pathogenicity of Puccinia striiformis f. sp. tritici T4 strains
to alternative cultivars, production cultivars, and Zhong4 progenies ( lines) in epidemic region and to predict
the effect of T4 strains on population structure of P. striiformis f. sp. tritici in China. The resistance of culti-
vars was identified at seedling and adult stage using T4 strains. T4 strains had narrow pathogenic range and
low pathogenicity to alternative cultivars in epidemic regions of China and production cultivars in Shaanxi Pro-
vince. The strain had high pathogenicity to wheat cultivars ( lines) originated from “Zhong4” and could infect
almost all “Zhong4” relative cultivars. The T4 new strains have no threatened to current wheat cultivars.
However, with the planting area expansion of “Zhong4” progeny cultivars, T4 strains will become a latent
threat to wheat stripe rust sustainable control in China. The T4 new strains should be monitored all the time.
Key words: wheat; Zhong 4; T4 new strains of Puccinia striiformis f. sp. tritici; pathogenic range
中图分类号: S432. 21　 　 　 　 　 文献标识码: A　 　 　 　 　 文章编号: 0412-0914(2011)06-0604-07
　 　 “中四”是以普通小麦为母本,中间偃麦草为
父本进行有性杂交、回交和后代连续选择,创造和
培育出的八倍体小偃麦(Trititrigia) [1],系谱为(克
强 ×南大 2419) /中间偃麦草 / /小麦,其特点是综
合农艺性状突出、结实正常、抗逆性强,是多种小麦
病害的优良抗源,倍受国内外育种学家和学者重
视[2 ~ 10]。
由于“中四”在我国小麦条锈菌生理小种数次
变异中,对小麦条锈菌已知生理小种(致病类型)
表现免疫,具有优良的抗条锈性。 1983 年我国小
　
　 6 期 　 李 强,等:感染“中四”小麦条锈菌 T4新菌系的致病范围测定
麦锈病协作组将“中四”正式列为中国小麦条锈菌
鉴别寄主[11]。 CYR32 与 CYR33 出现后,我国原
有的 17 个小麦条锈菌鉴别寄主中,仅“中四”对所
有生理小种表现免疫,其余 16 个品种均已感病。
由于其优异的抗病性,国内许多育种单位相继利用
“中四”作为抗锈资源选育新的抗条锈品种。 目
前,已经有一批用“中四”作抗源选育的新抗锈品
种在生产中推广应用,而且很多正在选育的材料也
是用这些品种或品系作为抗源的。 可以预见,随着
“中四”作为抗锈资源被广泛应用,我国未来将会
培育出以“中四”为抗源背景的一批小麦抗锈性品
种,这些品种作为新的抗锈品种被大面积推广和
应用。
小麦品种抗条锈性变异规律表明,一个抗锈性
品种在生产中种植一定年限后,早晚会因条锈菌新
毒性菌系的出现和发展,使抗锈品种“丧失”抗性,
从而导致病害大流行。 近年来各地均相继在“中
四”或后代品种上采集到小麦条锈菌标样,作者也
于陕西省太白县采集到能感染“中四”的条锈菌标
样[12]。 为了提前预测“中四”菌系对我国未来条锈
菌毒性小种结构组成变化及对我国小麦条锈病流
行的影响,作者以感染“中四”新菌系 T4 为试材,
测定了其对我国小麦条锈病流行区后备和主栽品
种的致病范围,研究结果可为抗锈育种和小麦条锈
病的预测预报提供依据。
1　 材料与方法
1. 1　 材料
小麦条锈菌鉴别寄主、感病对照品种铭贤
169, 以 及 CYR29、 CYR30、 CYR31、 CYR32、
CYR33、Su11-4 和 Su11-11 等条锈菌生理小种(类
型)的新鲜夏孢子,由西北农林科技大学植物病理
研究所锈病组提供。 后备品种、陕西省生产品种由
陕西省种子管理站和部分育种单位提供;“中四”
衍生系列小麦品种(系)由天水市农业科学研究所
中梁试验站提供。 感染“中四”小麦条锈菌新菌系
标样采自陕西省宝鸡市太白县嘴头镇小麦成株期
自然发病叶片[12]。
1. 2　 方法
试验在农业部太白小麦条锈病菌重点野外科
学观测试验站(苗期)和校内农场(成株期)进行。
标样繁殖、幼苗培养、温室和田间管理、接种鉴定及
记载标准均按 《中华人民共和国农业行业标准
NY / T 1443. 1 -2007》方法执行。
1. 2. 1　 苗期测定　 将供试小麦品种分组,播种在
直径 9 cm的事先装有营养土的花盆中,每盆播种
一个品种,每个花盆播种 10 ~ 12 粒种子。 待小麦
长至 1 叶 1 心期时,整理各花盆中麦苗,拔掉生长
不整齐的麦苗,尽量使供试麦苗生长一致。 然后给
供试麦苗喷含有 1% “土温-20”水溶液,用供试条
锈菌系夏孢子与滑石粉(比例 1∶ 50)配成孢子粉,
均匀接种供试小麦。 接种完后,再次喷雾后,放置
在专用保湿地窖内保湿 16 h,保湿间温度 9 ~
11℃。 保湿结束后将麦苗放置在温室培养,温室温
度保持在 14 ~ 18℃,光照为自然光照(白天 14 h /
晚上 10 h)。 待对照品种发病充分后,记载各品种
的侵染型、普遍率和严重度。
1. 2. 2　 成株期测定　 将供试小麦品种(系)分组,
按区播种在大田。 播种采用穴播,每穴播种一个品
种(系),每品种(系)播种 5 ~ 8 粒,每行播种 5 个
品种(系)。 大田管理按当地常规管理。 待小麦孕
穗期,选择晴天无风的天气,在下午太阳落山后,用
含有 1% “土温-20”的清水给供试小麦喷雾至小麦
叶片上有均匀的小雾滴,然后用撒粉法接种供试条
锈菌新鲜夏孢子。 接种完后用塑料薄膜覆盖保湿
14 ~ 16 h,次日早晨 9 点之前取掉塑料薄膜。 待对
照品种发病充分后,记载各品种(系)的侵染型、普
遍率和严重度。
2　 结果与分析
2. 1　 T4 新菌系对黄淮麦区后备品种致病范围
测定
用 T4 新菌系对我国小麦条锈病主要流行区
的 200 份小麦后备品种在苗期和成株期进行了抗
性鉴定。 这些品种(系)包括甘肃省(36 份)、四川
省(73 份)、陕西省(55 份)和河南省(36 份)近年
来培育并参加区试的品种。 鉴定结果见表 1。 在
苗期鉴定中,200 份后备品种(系)对 T4 表现免疫
~抗病的品种(系)136 份,占 68. 00% ,感病的品
种(系)有 64 份,占 32. 00% 。 甘肃、四川、陕西和
河南省的免疫 ~ 抗病品种(系)分别占本省品种
(系)总数的 83. 33% 、87. 67% 、56. 36%和 30. 56% 。
从鉴定结果可以看出,甘肃和四川省绝大部分品种
506
　
植物病理学报 41 卷
Table 1　 Pathogenic range of T4 new trains of Puccinia striifomis f. sp. tritici
to replacement wheat cultivars ( lines) in Gansu, Sichuan, Shaanxi and Henan Provinces
Province Number
Immunity-resistance Susceptibility
Seedling stage Adult stage Seedling stage Adult stage
Gansu 36 30(83. 33% ) 34(94. 44% ) 6(16. 67% ) 2(5. 56% )
Sichuan 73 64(87. 67% ) 72(98. 63% ) 9(12. 33% ) 1(1. 37% )
Shaanxi 55 31(56. 36% ) 49(89. 09% ) 24(43. 64% ) 6(10. 91% )
Henan 36 11(30. 56% ) 33(91. 67% ) 25(69. 44% ) 3(8. 33% )
Total 200 136(68. 00% ) 188(94. 00% ) 64(32. 00% ) 12(6. 00% )
(系)在苗期抗 T4 新菌系,河南省和陕西省的品种
(系)在苗期能够感染 T4 菌系的品种(系)数较多,
即免疫 ~抗病品种(系)主要来源于甘肃、四川和
陕西省,感病品种(系)主要为河南省培育的品种
(系)。 在成株期鉴定中,对 T4 免疫 ~抗病的品种
(系)有 188 份,占 94. 00% ,感病品种(系)只有 12
份,仅占 6. 00% ,其中,甘肃省、四川省、陕西省和
河南省感病品种(系)分别为 2 份(占 5. 56% )、1
份(占 1. 37% )、6 份(10. 91% )和 3 份(8. 33% )。
鉴定结果表明,T4 新菌系对我国小麦主产区后备
小麦品种(系)的致病范围较窄,致病率较低。 尤
其在成株期的致病率更低,仅能感染极少数后备小
麦品种(系)。
2. 2　 T4 新菌系对陕西省生产品种的成株期致病
范围测定
为了明确 T4对陕西省生产品种的致病范围,用
条锈菌流行小种和 T4新菌系对陕西省 32个生产品
种进行了成珠期抗病性鉴定。 在 32 份生产品种中,
主栽品种和搭配品种各 16 份,鉴定结果表明(表
2):在 16份主栽品种中,T4 新菌系能感染(3-4 型)
的有 2个,即晋麦 47和铜麦 3号,仅占 12． 5% ,而这
2个品种播种面积小,主要分布在陕西省渭北旱塬
东北部和西部地区的铜川北部旱区,小麦条锈病在
这些地区很少发生,即使发生也很少造成危害。 其
余 14个主栽品种均表现为免疫 ~ 中抗类型(0-2
型)。 搭配品种中感染 T4 新菌系的品种有 5 个,分
别为荔高 6号、宝麦 6号、河东 TX006、川育 16 和川
育 107,占搭配品种的 31. 25% ,但由于这些品种种
植面积小,只在个别地区小面积种植,因此也很难成
为 T4新菌系的主要寄主。
T4 及小麦条锈菌流行菌系对陕西省生产品种
的致病率测定结果见图 1。 从图 1 可以看出,
CYR32 和 CYR33 对陕西省主栽品种和搭配品种
的致病率都在 80%以上,而 CYR33 对陕西省生产
品种的致病率略高于 CYR32;Su11-11 对主栽品种
和搭配品种的致病率分别为 50. 0%和 31. 25% ,显
著低于 CYR32 和 CYR33;T4 对主栽品种和搭配
品种的致病率分别为 12. 5%和 31. 25% 。 从致病
率结果看,T4 的毒性范围最低,尤其对主栽品种,
只有个别主栽品种能够被感染,而对大部分品种表
现弱毒性或者无毒性。 其毒性表现与 Su11-11 有
较大的差异,由此可以验证该 2 个菌系属于不同的
菌系。 从研究结果可以推断,在现有生产品种大面
积种植下,T4 新菌系暂时不会构成对现有品种的
威胁。
2. 3 　 T4 新菌系对含有“中四”血缘的小麦品种
(系)的致病性测定
为明确 T4 新菌系对含有“中四”血缘的小麦
品种(系)的致病性,用 T4 新菌系和 5 个小麦条锈
菌流行小种对 14 份供试品种(系)进行苗期鉴定,
鉴定结果见表 3。 从表 3 可以看出,14 份品种
(系)对 T4 新菌系均有不同程度的感染,表现中
感-高感的品种有 10 份,表现中抗的品种有 3 份,
高度抗病的只有 1 份。 表明 T4 新菌系对含有“中
四”血缘的小麦品种(系)有较强的毒性,几乎能感
染所有供试的“中四”衍生系品种(系)。 而供试的
14 个品种(系)中,有 10 个品种(系)对 5 个流行小
种(菌系)表现免疫-近免疫,表明这些品种(系)可
以抵抗除 T4 以外的其它条锈菌菌系,因此它们仍
然是目前很好的小麦条锈病抗源品种。 中梁 24 对
606
　
　 6 期 　 李 强,等:感染“中四”小麦条锈菌 T4新菌系的致病范围测定
Table 2　 Pathogenic range of T4 new trains of Puccinia striifomis f. sp. tritici
to commercial wheat varieties at adult stage in Shaanxi Province
Major varieties T4 CYR32 CYR33 Su11-11 Minor varieties T4 CYR32 CYR33 Su11-11
Xiaoyan 22 0; 4 4 3 Ligao 6 4 4 4 4
Wunong 148 0 4 4 1 Xinong 889 1 4 3 2
Xinong 979 0 1 4 2 Xinong 2611 1 4 2 2
Xinong 88 2 4 3 2 Yuanfeng 175 0 0 0 0
Yanmai 8911 2 3 4 4 Qinnong 142 0 0 0 0
Xiaoyan 15 1 3 3 3 Shan 253 2 3 3 1
Xiluo 8 2 4 4 4 Xiaoyan 503 2 3 4 2
Mianyang 31 1 4 4 2 Pubing 143 0 3 3 3
Miannong 6 2 4 3 3 HedongTX 006 3 4 4 2
Hanmai 5 2 4 4 3 Baomai 6 3 2 3 3
Jinmai 47 3 3 4 1 Xinong 928 2 4 3 2
Jinmai 54 2 4 4 3 Tongmai 4 2 4 4 2
Changwu 134 0 0 2 2 Xinluo 11 1 4 3 3
Tongmai 3 3 4 4 2 Chuanyu 16 4 4 4 4
Changhan 58 0 4 3 4 Chuanyu 107 3 4 3 1
Luomai 8918 2 3 4 1 Chuanmai 42 2 3 4 2
Fig. 1　 The pathogenicity of main races of Puccinia striifomis f. sp. tritici
to wheat cultivars in Shaanxi Province
CYR32 和 CYR33 中感,而对 CYR31、 Su11-4 和
Su11-11 中抗,表明该品种对目前条锈菌流行小种
和 T4 新菌系均有不同程度的感病,基本丧失了对
条锈菌的抗性;中梁 25 对 CYR31 和 CYR32 等
Hybrid46 类群表现为中抗,对 CYR33、Su11-4 和
Su11-11 等水源 11 类群表现为中感,对 T4 表现为
高感,表明该品种的抗性随着水源 11 类群成为优
势种群,其抗性也随之丧失;中梁 969 除对 Su11-4
感病外,对其余流行菌系表现中抗 ~近免疫,表明
该品种的抗性仍有一定的利用价值,但必须加强抗
锈性变异动态监测。
706
　
植物病理学报 41 卷
Table 3　 The infection type of 14 progenies from Zhong 4 to six races of
Puccinia striifomis f. sp. tritici in seedling stage
Cultivars( lines) T4 CYR31 CYR32 CYR33 Su11-4 Su11-11
Zhongliang 22 3 0 0 0; 0 0;
Zhongliang 24 4 2 3 3 2 2
Zhongliang 25 4 2 2 3 3 3
Zhongliang 26 2 0; 0 0 0 0;
Zhongliang28 3 0; 0 1 0; 0;
Zhongliang30 3 0 0 0 0 0
Zhongliang31 1 0 0 0 0 0
Zhongliang 969 4 0; 2 2 3 0;
95157-1-1-4-3-2 2 0;-1 0 0 0; 0
98349-6-3-1-32 0 0 0 0 0 0
9998-3-1-3 4 0 0 0 0 0
98702-1-3-15 4 0; 0 0 0 0
93567-15-8-9-2-74-1 3 0 0 0 0 0
98668F1-3-1-2-1 3 0 0 0 0 0
Mingxian169(CK) 4 4 4 4 4 4
3　 讨论
多年来的实践证明,历次小麦条锈病的大流行
都是由于条锈菌新毒性小种的出现和进一步发展,
从而造成小麦主栽品种抗锈性丧失所引起
的[13 ~ 19]。 建国以来,由于小麦条锈菌新毒性小种
的产生,已经造成我国 7 ~ 8 次小麦生产品种的大
更换。 自小麦条锈菌生理小种 CYR31 和 CYR32
出现以来,造成了繁 6 和绵阳系品种抗锈性的丧
失,从而造成了我国 95%以上的小麦丧失抗锈性,
导致我国自 2002 以来小麦条锈病连续流行[15 ~ 17]。
自此,在我国小麦条锈菌 17 个鉴别寄主中仅“中
四”对所有小种免疫。 由于“中四”属于异源八倍
体小偃麦,很难直接被用作抗源亲本,但因抗病性
优异,国内已有一些单位利用“中四”作为抗源开
展抗锈育种工作[20]。 因此,监测能够感染“中四”
的小麦条锈菌新菌系,测定新菌系对我国小麦条锈
病流行区主栽品种和后备品种的致病范围,对于预
测我国小麦条锈菌的种群变化具有重要意义。
从研究结果可以看出,T4 新菌系虽然能够感
染“中四”小麦及其衍生系品种(系),但它对目前
生产品种和后备品种的致病力较弱、致病范围较
窄,在小麦成株期,我国目前后备小麦品种仅有
6． 0%能够感染,毒性范围远远低于目前小麦条锈
菌流行菌系。 在陕西省主栽品种中仅有 2 个品种
能够感染,即晋麦 47 和铜麦 3 号,这两个品种主要
分布在渭北旱塬地区,该区很少有条锈病的发生。
可以推测,T4 新菌系不会很快成为我国小麦条锈
菌的优势种群,“中四”作为条锈病重要抗源仍有
利用价值。 但今后必须加强对感染“中四”的新菌
系毒性谱和致病性研究,加强监测该小种类型的发
展态势。
据全国各地条锈菌监测结果,目前在甘肃、四
川等地也监测到能够感染“中四”的新菌系,表明
该菌系的出现不是偶然的。 本研究结果认为,T4
新菌系虽然对目前我国后备小麦品种和陕西省主
栽品种的致病范围较窄,但仍有个别品种能够感
染。 尤其重要的是,T4 新菌系对“中四”及“中四”
衍生系小麦均有不同程度的感染。 一类新毒性菌
系出现后,是否能发展成为优势小种,引起病害大
发生,取决于其哺育品种的种植面积、环境因子、新
菌系毒性的寄生适合度等。 要预测新菌系在我国
现有品种布局条件下的进一步发展趋势,需开展新
菌系的毒性范围、相对寄生适合度和相对存活力的
806
　
　 6 期 　 李 强,等:感染“中四”小麦条锈菌 T4新菌系的致病范围测定
测定,尽快开发该菌系的快速分子检测方法。 随
着“中四”作为抗源被越来越广泛地利用,能够感
染“中四”的条锈菌“中四类群”迟早会在生产上出
现,这必将对我国小麦条锈菌种群群落发生大的变
化。 因此,今后必须加大对“中四类群”的系统监
测工作,为抗锈育种及病害预测预报提供依据。
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曾晓葳
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