中国小麦条锈菌CYR32和CYR33的毒性和遗传多样性分析

【作者】 王洁荣； 詹刚明； 卢霞； 杨彩柏； 黄丽丽； 康振生；

【机构】 旱区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；

【摘要】 由担子菌条形柄锈菌(Puccinia striiformis Westend f.sp.tritici)引发的小麦条锈病是小麦种植区的毁灭性病害。根据在中国鉴别寄主不同小麦品种上的致病特征,将小麦条锈菌命名为致病类型或生理小种。至今,中国依次命名了34个生理小种,即条中1号-条中34号(CYR1-CYR34)。自2000年以来,CYR32和CYR33一直是我国出现频率最高的条锈菌生理小种,然而,多种证据表明中国小麦条锈菌存在有性过程,生理小种毒性存在频繁变异,进而说明这套中国鉴别寄主对小种的区分力度不足,未能及时反映条锈菌新的毒性变异,不能及时为抗病育种提供有效信息。当前,国际小麦条锈菌毒性鉴定中,一套以Avocet为背景的近等基因系鉴别寄主除了不能区分一些不侵染感病对照Avocet S的菌系外,经证明可用来有效区分病原菌小种。目前国际上倾向于用这套有区分力度的近等基因系鉴别寄主来鉴定条锈菌的毒性。为了明确当前主要流行生理小种CYR32和CYR33的毒性和遗传分化情况,从中国11个省采取的小麦条锈菌标样在中国鉴别寄主上进行毒性鉴定后,每个省分别随机选取生理小种为CYR32和CYR33的菌株,共挑选29个CYR32和39个CYR33个菌株。用近等基因系对其进行毒性分析,发现供试的CYR32和CYR33菌系分别有17种和18种毒性表现型,并且都分别在含单个抗病基因Yr2、Yr17、Yr27、Yr32、Yr43、YrSp、YrExp2、Yr28、yrV23小麦材料上发生了分化,毒性多样性指数(K)和Neis多样性指数(H)分别是0.089、0.075和0.101、0.081。当相似性系数为0.93时,CYR32被聚为5个毒性类群,CYR33被聚为8个毒性类群。再用SSR分子标记对其遗传结构进行分析,发现CYR32和CYR33菌系的Shannon信息指数(I)分别是0.44和0.45,当相似性系数为0.81时,CYR32被聚为9个基因型类群,CYR33被聚为12个基因型类群。上述结果表明这两个优势生理小种CYR32和CYR33内部存在高度分化,因此在条锈菌菌系毒性鉴定中有必要用近等基因系鉴别寄主进行进一步区分,以便在系统了解小麦条锈菌毒性结构基础上,采取针对性的抗性基因合理布局,以延长抗病品种的使用年限,在全面"双减"的基础上,有效防控小麦条锈病,达到稳产、增产的目的。更多还原