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单词 小麦锈病
释义

【小麦锈病】
 

拼译:wheat rust
 

它是由锈菌引起的为害小麦地上部分的真菌病害。分条、叶、秆3种锈病,在世界各产麦区都有发生流行。在中国,锈病是发生最广、为害最大的一类小麦病害,严重时减产50%~85%,甚至绝收。

1600年后有关锈病的文献较多。19世纪中期至20世纪40年代,德巴雷(H.A.De Bary)等发现和研究锈菌转株寄主、生活史、生理小种、抗锈性遗传和锈菌流行学等,为深入研究奠定了理论基础。

小麦锈菌属担子菌亚门担子菌纲锈菌目柄锈菌科柄锈菌属。迄今未发现小麦条锈菌转株寄主,以夏孢子延续繁殖,主要为害小麦,有的小种也可侵染大麦、黑麦和杂草。1965年,哈塞布兰(K.Hassebrauk)报告条锈菌杂草寄主有50属、320种。1921年,詹克孙(H.S.Jackson)和蒙斯(E.B.Mains)首次发现小麦叶锈菌的转株寄主唐松草,以后报道又有小乌头、牛舌草及铁线草。在中国没有观察到唐松草锈孢子与小麦叶锈病流行的关系。叶锈菌一般只侵染小麦,但实验证明,冰草、碱草和无芒雀麦上的叶锈菌可侵染小麦。1865年德巴雷首次证明小檗是小麦秆锈菌的转株寄主,后有报告该菌在普通小檗和十大功劳等植物上经杂交产生新的生理小种,对秆锈病流行有一定影响。在中国,自然情况下小檗锈孢子对秆锈病流行的关系不大。秆锈菌夏孢子除侵染小麦外,还侵染大麦、燕麦、黑麦和一些禾本科杂草。全孢型锈菌在年生活史中有5种孢子,即性孢子、锈孢子、夏孢子、冬孢子、和担孢子。担孢子仅侵染转株寄主,锈孢子只侵染小麦,夏孢子在小麦上可反复侵染繁殖。锈菌夏孢子在麦株上,在一定温湿度下即可萌发侵入,没有水滴或水膜,即使相对湿度达90%~100%,也很少发芽或不能发芽。因此,结露和下雨都有利于锈病发生。3种锈菌夏孢子的萌发、侵入和发展对温度要求不尽相同。

1894年艾里克孙(J.Eriksson.)首次提出锈菌生理分化现象。1914年斯特克曼(E.C.Stakman,)首先研究小麦秆锈菌生理小种,1922年选定12个鉴别寄主,又称国际鉴别寄主,制定一套鉴定方法,至1962年共分离出生理小种300多个。加、英、德、澳、印等国家先后开展这方面的研究工作。1956年吴友三主持鉴定中国秆锈菌生理小种,至1987年共鉴定出生理小种14个。1930年,加斯涅(G.Gassneer,等)等研究小麦条锈菌生理小种,选定11个鉴别寄主,经增补后为各国所应用。荷、德、英、美、印、澳等国都先后开展研究工作,至目前报告条锈菌生理小种在300个以上。在中国,汪可宁等在前人研究基础上,自1957年以来系统地监测条锈菌小种消长动态,提出一套适合中国的鉴别寄主,至1990年监测出生理小种29个,假定并证实甘肃陇南地区是条锈菌新小种产生的策源地,明确小种变异与品种抗性丧失的关系;1991年吴立人等报告新小种流行预测技术。1926年,蒙斯和詹克孙开始研究小麦叶锈菌生理小种,提出11个鉴别寄主,经很多人修订,1966年报告叶锈菌小种228个。王焕如于1940年开始研究中国叶锈菌小种,以后汪可宁等于1974年选用8个鉴别寄主进行监测,至1983年共监测出小种44个。锈菌小种监测结果,为锈病流行测报、调整品种合理布局、有针对性选配亲本和明确抗锈育种目标提供科学依据。目前,澳大利亚(1963)、加拿大(1965)和美国(1972)等先后采用单基因鉴别寄主鉴定锈菌小种,分离锈菌毒性基因和品种抗性基因,可供生产和育种部门更有效地应用。锈菌新小种产生的途径,主要是有性杂交、突变、异核现象和准性生殖等。锈菌变异遗传的机制研究较少。

20世纪50年代初,陈善铭、李振岐等首先研究中国小麦条锈菌越夏等问题,以后许多同志参加对小麦条锈病越夏、越冬、菌源传播和春季流行规律等进行系统调查研究,查明主要越夏区有西北、川西北、华北、云南和新疆5大片,其中甘肃陇南和陇东是条锈菌越夏基地,陇南又是新小种产生的策源地和品种抗性变异的易变区。条锈菌在最热一旬均温在20℃以下可以越夏,超过23℃则不能越夏。病菌在高原晚熟冬春麦和自生麦苗上越夏后,至秋季越夏菌源借气流向关中、华北等广大冬麦区秋苗传播,并越冬。在华北的德州、石家庄和介休一线以北1月均温低于-6~-7℃,病菌难以越冬,在此线以南可以越冬。谢水仙等(1986)提出绵阳、汉中及信阳以南、湖北等江汉流域麦区为条锈病冬繁区,这对流行测报和制定控制策略有重要意义。锈菌在春季流行的条件是:有一定数量的越冬菌源;大面积种植感病品种;3~5月特别是3~4月的雨水较多;早春气温回升早。1958年提出条锈病预测预报试行办法,经实践证明相当可靠。1962年,曾士迈提出条锈病春季流行预测公式,这有助于提高预测水平。小麦条锈病发生区划分为11个流行区,包括常发、易发、偶发3种类型,有利于确定防治重点,提高经济效益。小麦叶锈病菌在华北等许多麦区的自生麦苗上越夏,这是当地秋苗感病的主要菌源,冬小麦播种越早,秋苗发病越早越重。在小麦不冻死的麦区,叶锈菌一般以潜伏菌丝越冬。小麦叶锈病划分为6个流行区。小麦秆锈病在福建、广东、广西等地冬季不断发生,为主要越冬区;在江淮麦区秆锈病菌虽能越冬,但数量很少,作用较小;秆锈菌在西北高原的晚熟冬春麦、自生麦苗和早播秋苗上越夏,为东南沿海各省冬麦秋苗提供菌源。东南沿海的菌源向江淮麦区传播,经繁殖后再向东北麦区提供菌源。小麦秆锈病大致划分为6个流行区。

1890年,柯伯(N.A.Cobb)在澳大利亚作小麦抗秆锈病的形态学研究。斯特克曼对生理小种的研究,为品种抗锈性鉴定提供理论依据和方法。通过长期的品种抗锈性鉴定研究,为生产部门和育种单位提供大量品种和抗源材料。品种抗性主要有3种类型,即专化(垂直)抗性、非专化(水平)抗性和耐病性。品种各生育期的抗性反应不尽相同。有的品种抗性随温度变化而异。充分利用各种抗锈品种可以控制锈病流行。自1963年以来澳大利亚等国家研究单基因品种抗性问题,通过已知不同的小种在现有的单基因品种上的反应来推导供试品种的抗性基因,至1987年已发现抗秆锈基因42个,如Sr1、Sr2等;抗叶锈基因有37个,如Lr1、Lr2等;抗条锈基因有16个,如Yr1、Yr2等。据不同基因抗性进行合理布局,可更有效地控制锈病流行。但单基因抗性仍然会发生变化,应用单基因抗性的新品种杂交的后代遗传背景也不清楚。

应用抗锈品种控制锈病是最经济有效的,但要注意品种抗性基因单一化现象。农业防治,行之有效,如调节播期等,有的国家砍除小檗以防治秆锈病。1979年,陈杨林、谢水仙等提出粉锈宁拌种等防治小麦条锈病效果优异,并兼治白粉病等其它重要病害。在阿坝越夏区和湖北常发区用粉锈宁有效成份0.03%干拌种,冬前防治效果为99.6%,春季推迟流行期19.9~22.4d,最终控制效果为68%~85.8%。

锈菌易变,品种丧失抗性,越夏越冬的菌源多,较大面积种植感病品种,不仅会造成经常发生区域性的锈病,还存在着大流行的危险。因此,长期不懈地努力工作,加强对锈病的基础和持久控制的战略研究至关重要;锈菌、寄主和环境互作的流行生态学、病菌变异动力学和品种抗性遗传学是研究中的重要领域,包括系统研究各生态区系的锈病流行规律,观察关键地区菌源数量变化动态及其菌源在区间定量传播关系;研究监控技术,提高测报技术水平;研究关键越夏区新小种的发生规律,分析毒性基因,探讨病菌变异的遗传基础及控制小种相对稳定的条件和技术;加强抗源品种抗性鉴定和创新研究,建立中国特色的抗性基因分析体系,有计划调整基因合理布局;研究抗锈品种的遗传背景和持久抗性机制;研究高效低毒的或增强免疫力的制剂;进一步加强对关键越夏越冬区的治理研究,建立综合控制体系,不断提高控制技术水平。

【参考文献】:

1 陈善铭,周嘉平,李瑞碧,等.植物病理学报,1957,3(1):63~85

2 曾士迈.植物保护学报,1962,1(1):35~48

3 陈杨林,谢水仙,孙永厚,等.植物保护学报,1982,9(4):265~370

4 Roelfs A P & Bushnell W R.The cereal Rust Vol.Ⅱ Copyright ty Academic Predss Inc,1985

5 谢水仙,陈杨林,李华玉,等.植物保护学报,1986,13(1):31~38

6 Lupton F G H主编.小麦育种的理论基础.北京农业大学小麦遗传育种研究室译.北京农业出版社,1988.398~459

7 汪可宁,谢水仙,刘孝坤,等.中国农业科学,1988,21(2):1~8

8 李振岐,商鸿生.小麦锈病及其防治.上海:上海科技出版社,1989

9 吴立人,杨华安,陶碧华,等.中国农业科学,1991,24(5):59~63

(中国农业科学院植保所谢水仙研究员撰)

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