条锈病和白粉病是世界范围内小麦上的重要病害,培育和种植抗病品种是防治病害最经济有效的方法。为明确我国小麦条锈病主要流行区陕西、甘肃、四川、青海等地小麦主栽和区试品种对条锈病和白粉病的抗性水平及抗性基因的分布,分别利用小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst)和小麦白粉菌(Blumeria graminis f. sp. tritici, Bgt)流行小种对194份小麦品种(系)进行苗期及成株期抗病性鉴定,结果表明,苗期有81份(41.80%)小麦材料对Pst混合小种表现抗性,33份(17.00%)对Bgt混合小种表现抗性;成株期分别有137份(70.60%)及111份(57.20%)小麦材料对Pst和Bgt混合小种表现抗性。利用Genotyping by Targeted Sequencing (GBTS)液相芯片技术对194份小麦材料进行分子检测,结果显示,携带Yr17、Yr26、Yr29、Yr30、Yr75、Yr78、Yr80、Yr82、YrAK58、YrSP 和Pm21基因的材料分别有16、9、68、62、31、88、3、5、16、9和1份,携带QYrsn.nwafu-1BL、QYrsn.nwafu-2AS、QYrqin.nwafu-2AL、QYrhm.nwafu-2BC、QYrsn.nwafu-3DL、QYr.nwafu-4BL、QYrsn.nwafu-6BS等抗条锈QTL位点的材料分别有85、30、145、47、8、78和89份,未检测到Yr18、Pm2a、Pm5e和PmV抗性基因。本研究为小麦抗病育种及抗病基因的合理布局提供了理论依据。
裸粒大麦(Hordeum vulgare L. var. nudum)在青藏高原俗称青稞,是在该区域内唯一被广泛种植的禾谷类主粮作物。穗腐病是近年来在青藏高原流行的一种青稞新病害,由禾生指葡孢霉(Dactylobotrys graminicola)侵染引起。该病菌的传播介体为穗螨(Siteroptes spp.),二者是互利共生关系,目前尚无有效防治穗腐病的方法。研究穗螨共生细菌的多样性,确定优势菌的种类,有助于揭示保持穗螨-病原菌复合体稳定性的调控机制,从而为穗腐病绿色防控技术体系的建立提供新线索。本研究中,从穗腐病流行区表层土壤和青稞病穗中收集穗螨的成螨,采用2种方法,即培养活体穗螨或经表面彻底消毒的穗螨研磨组织,分离来自穗螨(体表+体内)或仅来自体内的共生细菌,再通过16S rDNA特异引物测序,对分离所获菌株进行鉴定。结果显示,来自土壤中的穗螨,(体表+体内)共生细菌为23个属,体内共生细菌为16个属,其中有9个属在体表和体内均有分布。土壤穗螨(体表+体内)共生细菌群体中,放线菌门的微杆菌属(Microbacterium)、红球菌属(Rhodococcus)和链霉菌属(Streptomyces)是优势菌属,其次是假单胞菌门的假单胞菌属(Pseudomonas)和寡养单胞菌(Stenotropho-monas);土壤穗螨体内共生菌群中,Microbacterium(52.1%)和Pseudomonas(22.1%)比例明显高于穗螨(体表+体内)中的比例33.7%和6.8%,而Streptomyces仅分布于土壤穗螨的体表。来自青稞病穗中的穗螨,(体表+体内)共生细菌有16个属,体内共生细菌为18个属,其中有14个属在穗螨体内、外均有分布;假单胞菌门的3个属Stenotrophomonas、Pseudomonas和产碱杆菌属(Alcaligenes)是病穗中穗螨的优势共生细菌,而且所占比例显著高于土壤穗螨,其次是放线菌Microbacterium和Rhodococcus,二者所占比例显著低于土壤穗螨。从穗腐病流行区域土壤穗螨上检测到的放线菌门菌株数量是假单胞菌门的2.3~2.8倍,但青稞病穗中穗螨共生的假单胞菌门菌株数量是放线菌门的1.9~2.4倍。因此,表层土壤和青稞病穗中穗螨的共生细菌群体组分存在较大差异,其中Microbacterium、Rhodococcus、Streptomyces、Pseudomonas和Stenotrophomonas是优势共生菌,它们可能在促进穗螨赖以存活的营养来源D. graminicola侵染青稞幼穗和大量繁殖中发挥关键性作用。