小麥條銹病是制約小麥安全生產(chǎn)的重要生物災(zāi)害。隴南等地是我國小麥條銹病最重要的越夏區(qū)和東部廣大麥區(qū)秋苗發(fā)病的主要菌源基地。自2001年以來,針對我國小麥條銹病連年流行成災(zāi)的嚴(yán)峻形勢以及菌源基地病菌致病性變異和品種抗病性“喪失”等突出問題,采用生態(tài)病理學(xué)原理和方法,對我國小麥條銹病菌源區(qū)范圍及其作用、病菌致病性變異、品種抗病基因遺傳、作物適應(yīng)性以及生態(tài)防控技術(shù)等進行了系統(tǒng)調(diào)查和試驗研究,取得了重要進展。

1 主要內(nèi)容與創(chuàng)新點

發(fā)現(xiàn)隴南小麥條銹病菌源區(qū)范圍顯著擴大,由過去的20萬hm2擴大到近34萬hm2,并向高海拔地區(qū)(海拔2 080 m)發(fā)展,海拔1 500～1 800 m地帶是小麥條銹病的核心菌源區(qū),自生麥苗提供有效菌源的時間為8月下旬至9月上旬,秋苗提供有效菌源的時間為10月中旬至12月下旬。根據(jù)隴南菌源基地秋季菌源數(shù)量與全國小麥條銹病發(fā)生流行之關(guān)系,建立了小麥條銹病大區(qū)流行早期異地測報技術(shù)體系。

完成了3 894份小麥條銹病標(biāo)樣的毒性鑒定分析,查明了優(yōu)勢小種類型、消長動態(tài)及其對我國小麥主要生產(chǎn)品種致病性特點,在國際上首次發(fā)現(xiàn)小麥條銹菌存在遺傳重組現(xiàn)象以及對抗病基因Yr24/Yr26有毒力的新致病類型V26。研發(fā)出小麥條銹病分子診斷檢測技術(shù),可檢測潛伏期的小麥條銹病害。

鑒定評價了3 268份小麥品種資源的抗條銹病性,篩選出優(yōu)良抗病資源1 573份,查明了 224個小麥品種(系)攜帶的抗條銹病基因狀況及其遺傳特點,發(fā)現(xiàn)抗性譜互補的主效基因和微效基因重組產(chǎn)生“基因集團效應(yīng)”,可有效延緩品種的抗病性“喪失”。在小麥D染色體組和AB染色體組上發(fā)現(xiàn)抗銹性抑制基因,不僅對抗銹基因具有?；种谱饔?而且還表現(xiàn)出對銹菌生理小種的?；浴Ｖ苽涑雠cYr1、Yr2、Y r5 、Yr7 、Yr8 、Y r9 、Y r10 、YrSp、Y rVir1 、Y rK y2 、YrJu4 和Y rV23等12個抗條銹病基因共分離或緊密連鎖的分子標(biāo)記,其中大多為國際上首次報道或與目的基因距離最近,這為分子標(biāo)記輔助育種和基因克隆奠定了基礎(chǔ)。

采用傳統(tǒng)雜交育種與分子標(biāo)記輔助選擇方法,成功培育出中植 1號(Yr9、YrC591)、中植2 號(Yr5、Yr10、YrC591)、隴鑒9383(Yr10)等10個抗病高產(chǎn)小麥品種,通過新品種審定;創(chuàng)制出85份農(nóng)藝性狀較好且抗病基因明確的高代品系,提供給全國82家育種單位利用,共培育出71個小麥新品系參加產(chǎn)量比較試驗和9個抗病新品種通過審定。

在小麥條銹病核心菌源區(qū)引進和試種10多種高經(jīng)濟效益作物,研發(fā)出高壟低畦覆膜蔬菜、地膜馬鈴薯等配套栽培技術(shù)。研究提出基因布局、停麥改種、適期晚種、小麥混種、作物間套種以及自生麥苗防除等生態(tài)防病技術(shù),并與藥劑拌種等其他關(guān)鍵防治技術(shù)進行集成、組裝和配套,創(chuàng)造性地構(gòu)建了以生物多樣性利用為核心,以生態(tài)抗災(zāi)、生物控害、化學(xué)減災(zāi)為目標(biāo)的小麥條銹病菌源基地生態(tài)治理技術(shù)體系,即“兩種(zhǒng)兩種(zhòng)”技術(shù)體系。

發(fā)表研究論文85篇,其中 SCI源刊物10篇,制定農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項,申請獲得國家授權(quán)和公開發(fā)明專利各1項。農(nóng)業(yè)部組織的成果鑒定認(rèn)為,該項目總體研究達到國際先進水平,在小麥條銹病菌源區(qū)勘界、病害異地測報和生態(tài)治理技術(shù)體系應(yīng)用和成效等方面處于國際領(lǐng)先地位。

2007-2009年間在隴南小麥條銹病菌源基地累計推廣應(yīng)用40萬hm2,防病效果達到85%以上,增收節(jié)支15.42億元,同時壓低了全國小麥條銹病的發(fā)生面積和流行程度,保產(chǎn)降耗效益達42.8億元。該項成果對植物生態(tài)病理學(xué)科發(fā)展和國家小麥條銹病防控決策提供了重要的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐,其研究經(jīng)驗和方法亦為國際上研究其他氣傳病害提供了重要借鑒和參考,經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益極其顯著。

2 主要完成單位

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所、甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所、甘肅省植保植檢站、全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心、甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所、甘肅省天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所。

3 主要完成人

陳萬權(quán)、徐世昌、金社林、蒲崇建、趙中華、周祥椿、宋建榮、吳立人、姜玉英、曹世勤、張秋萍、劉太國、張耀輝、段霞瑜。

4 獲獎情況

2010年獲中國植物保護學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

5 代表性論著

[1]陳萬權(quán),劉太國,陳巨蓮,等.小麥抗病蟲性評價技術(shù)規(guī)范,第1部分：小麥抗條銹病評價技術(shù)規(guī)范[S].中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 1443.1-2007),2007.

[2]陳萬權(quán),徐世昌,吳立人.中國小麥條銹病流行體系與持續(xù)治理研究回顧與展望[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,40(增刊 1)：177-183.

[3]Chen Wanquan,Wu Liren,Liu Taiguo,et al.Pathotype dynamics,diversity and virulence evolution in Pucciniastriiformis f.sp.tritici,the causal agent of wheat stripe(yellow)rust in China from 2003 to 2007[J].Plant Disease,2009,93：1093-1101.

[4]Cao Lihua,Xu Shichang,Lin Ruiming,et al.Early molecular diagnosis and detection of Puccinia striiformis f.sp.tritici in China[J].Letters in Applied Microbiology,2008,46：501-506.

[5]Duan Xiayu,Tellier A,Wan Anmin,et al.Puccinia striiformis f.sp.tritici presents high diversity and recombination in the over-summering zone of Gansu-China[J].Mycologia,2009,DOI：10.3852/08-098.