小麦条锈病的鉴定程序

小麦条锈病的鉴定程序

随着农业技术的不断发展，小麦条锈病的鉴定程序也越来越成熟。作为农业方面的专家，我认为小麦条锈病的鉴定程序应该从以下几个方面来进行。

一、病害症状鉴定

小麦条锈病的病害症状表现为叶片上出现橙***的条锈斑，这些斑点逐渐扩大并融合成大片，最终导致叶片枯死。在进行鉴定时，应该仔细观察叶片的病害症状，并结合其他因素进行判断。

二、病原菌鉴定

小麦条锈病的病原菌是条锈菌，通过对病原菌的鉴定可以确定病害的类型和严重程度。在进行病原菌鉴定时，可以采用孢子形态、生物学特性、分子生物学等多种方法进行鉴定。

三、病害分布鉴定

小麦条锈病的分布范围很广，对于不同地区的小麦病害，应该进行相应的鉴定和分析。通过对病害的分布情况进行统计和分析，可以更好地预测病害的发生和传播。

四、环境因素鉴定

环境因素是影响小麦条锈病发生和传播的重要因素之一。在进行鉴定时，应该考虑到气温、湿度、土壤条件等多种因素，以便更好地预测病害的发生和传播。

五、病害防治鉴定

对于小麦条锈病的防治，应该采用综合防治措施，包括化学防治、生物防治、物理防治等多种方法。在进行鉴定时，应该结合具体情况进行选择和判断，以便更好地预防和控制病害的发生和传播。

拓展问题：

问题一：小麦条锈病的孢子形态有哪些特征？

小麦条锈病的孢子形态呈长条状或椭圆形，表面有条纹状花纹，颜色为***或棕色。

问题二：小麦条锈病的传播途径有哪些？

小麦条锈病的传播途径主要有风、水、虫媒等途径。

问题三：如何防止小麦条锈病的发生和传播？

防止小麦条锈病的发生和传播可以采用综合防治措施，包括选用抗病品种、加强土壤管理、合理施肥、定期巡查等方法。

问题四：小麦条锈病的发生和传播会对农业生产造成什么影响？

小麦条锈病的发生和传播会导致小麦减产或死亡，从而影响农业生产和粮食安全。

问题五：如何进行小麦条锈病的预测和预警？

进行小麦条锈病的预测和预警可以采用气象预报、病害监测等方式，及时发现和预测病害的发生和传播，以便采取相应的预防和控制措施。

相关拓展：

问：如何理解致病性分化？

differenciationofpathogeni-city

李振岐

一种病原物的不同菌株对寄主植物中不同属、种或品种的致病能力的差异，也称寄生专化性（parasiticspecialization）或生理专化性（physiologicspecialization），一般说来，寄生性程度越高的病原物其致病性分化程度越高如麦类锈菌、白粉菌等。寄生性程度越低的病原物其致病性分化程度也越低如一些兼性寄生菌。

人类发现植物病原物的致病性分化现象已有100多年历史。1894年瑞典埃里克森（J.Eriksson）通过对秆锈菌试验证实了病原物的致病性有分化现象，并根据在不同属、种、品种上的反应差异，证实禾谷类秆锈菌有六个专化型。1917年美国斯坦克曼（ElvinCharlesStakman）发现，在小麦秆锈病菌的专化型内还有小种的分化。1950年在研究小麦品种Thatcher丧失抗秆锈性过程中又发现在小种内还有生物型的分化。这些研究结果在理论上和技术上为以后开展病原物致病性的分化研究奠定了基础。

分化现象的形成

病原物的致病性分化现象是在病原物与其寄主植物长期演化过程中相互适应和选择下形成的。与寄主植物的抗病性类型相对应，一般可分为专化（或垂直）致病性和非专化（或非垂直）致病性。专化致病性与专化抗病性和非专化致病性与非专化抗病性是两组互为前提而共现的生物学性状。弗洛尔的“基因对基因”学说指出：在进化过程中寄主群体中有一个控制抗病性的基因，病原物群体中就相应地有一个控制致病性的基因。病原物与寄主共同发展过程如下：腐生微生物克服了高等植物的自然免疫性，获得了侵袭力，由腐生演化到寄生，开始具有一般致病性，而寄主方面也具有一般抗病性。在继续长期共存中，寄主和病原物由于多种变异和相互选择，寄主方面产生了专化抗性，而病原物方面或迟或***生能克服这种专化抗性的毒性基因。（见基因对基因概念）

病原物专化致病性的特点，是与其所适握缓应的寄主不同品种之间有特异性或专化性互作关系，而病原物的非专化致病性的特点，是与其所适应的寄主的不同品种之间无特异性互作关系。

毒力

病原物的一定菌系对具有一定抗病基因品种的专化性和垂直致病力。又称毒性。研究病原物的毒性主要采取分析病原物小种、毒力频率和联合致病性的方法。

小种

病原物种、变种或专化型以下的分类单位。小种之间在形态上无差异，区别不同的小种（race），主要根据它们对具有不同抗病基因的鉴别品种的致病力差异。细菌的小种有时称为菌系（乱带strain）或致病型（pathotype）。

小种鉴定方法

不同病原物小种的鉴定方法不完全相同。病原真菌和细菌小种的鉴定大多是采用一套鉴别品种，根据供测菌株在鉴别品种上的致病力表现来确定小种，目前鉴定病菌的小种有的（如鉴定小麦秆锈病的小种）采用国际通用鉴别寄主，有的（如鉴定小麦条锈病菌的小种）采用变动鉴别寄主，有的（如鉴定马铃薯晚疫病菌、稻瘟病菌和稻白叶病菌等的小种）采用已知基因或单基因品种作为鉴别品种。鉴别非专化寄生物的小种还可根据病原物的生理生化性状，培养性状，血清学和荧光反应等作辅助鉴别。病毒株系间的区别主要根据它们在一定寄主上的症状差异。区别是否为同种病毒的不同株系，也可根据血清学反应和彼此是否有交互保护作用哗皮芦以及是否有相似的寄主范围和传播方式来鉴定。

小种命名方法

不同病菌小种的命名方法也不完全相同，有的采用顺序编号法即按国际统一编号如小麦秆锈病菌；或按国家或地区编号，如小麦条锈病菌命名；有的如燕麦秆锈菌采用毒力公式法命名，即用对该小种有效的抗病基因作分子，无效的抗病基因作分母写成的公式：无毒力（R）/有毒力（S）；有的如稻瘟病菌采用分段加数（加抗或加感）法命名。

小种鉴定程序

一般有五个步骤，如小麦锈菌小种的鉴定程序如下：①菌种采集。采集菌种标样是做好小种鉴定的首要环节。一般采自不同地区、不同品种田间病株或病叶，要从新发病的品种上采集。标样采得后应分别装入玻璃纸袋内，防止混杂和污染，并注明采集地点和时间，以备登记和分析。②菌种纯化和繁殖。纯化菌种是取一个新鲜夏孢子堆，作单菌株隔离繁殖，在菌种少时，也可先将标样接种到有代表性的鉴定品种幼苗上，待发病后再挑取不同反应型的单个孢子堆，隔离繁殖。菌种繁殖在温室内高感品种上进行。③菌种保存。保存的方法很多，最常见的低温保存法和冷冻干燥保存法。低温保存法是将培养的菌种保存在4～8℃的冰箱中，每隔6～8个月移植一次，注意防止污染。一些生活力较差的病原真菌可保存在－20℃的低温冰箱中。近年来应用超低温（用液态氮保持－196℃或用干冰保持－70℃）保存菌种的越来越多，其优点是保存时间长，保存效果好，不足之处是需要较多的设备。冷冻干燥保存方法也是当前常用的保存菌种的方法之一。④接种鉴别寄主。鉴别品种一般播种在花盆内，每盆2～4个品种，相互隔开，中间插播高感对照品种。接种方法，可根据情况，选用手指涂抹法、喷雾法等。接种后，隔离，保温，然后在适温下培养。⑤鉴定小种类型。接种后，经一定时间，当被测品种的反应型稳定后，尤其是感病品种发病稳定后，进行记载。记载项目主要是反应型，其次是病株率和严重度，然后将记载的反应型与已知小种在鉴定品种上的反应进行比较，以确定小种的种类。

同一小种的致病力也可进一步分化出不同的致病类型，称为生物型（biotype），即小种内由遗传上一致的个体所组成的群体。在一个小种内可有一个生物型，也可有多个生物型。鉴定小种的生物型主要根据供试菌系在辅助鉴别品种上的反应。

毒力频率和联合（综合）致病性

毒力频率（vir

ulencefrequency）是一种病原物群体中对一定抗病品种（抗病基因）有毒力的菌株（毒性菌株）出现频率。毒力频率（%）＝有毒力菌株数/总菌株数×100。联合致病性（pathogenicityassociation）是一种病原物的群体中对二个以上被测品种（抗病基因）有毒力的菌株（毒性基因）出现频率（%）。毒力频率分析反映一个被测品种与一个病原物群体中多个小种（菌株）的相互关系，而联合致病性分析则反映2个以上被测品种与一个病原物群体中多个小种的相互作用。有了这两方面的分析结果，育种和品种利用工作的依据就会更为充分。

寄主适合度

指寄生物在寄主上的定殖能力、繁殖或产孢速度及数量等适应能力。寄生适合度高，两者为亲合组合，其中病原物的侵染能力（侵染力）愈强。

致病性相关基因

pathogenicityrelat***genes

何晨阳

病原物中决定对植物致病性的有关基因。致病基因决定了病原物在侵染植物过程中，与植物建立寄生关系和破坏植物正常生理功能，调控着对植物的吸附、侵入并在植物中定殖、扩展，最终破坏寄主同时显示症状的过程。

类型

根据功能分为毒性基因、无毒基因和决定寄主范围的基因。

毒性基因

决定对植物基本亲和性的基因，调控病害发生所必需的致病过程。根据基因产物性质，已知的毒性基因（virulencegenes）包括胞外降解酶基因、毒素基因、激素基因、胞外多糖基因以及未知产物基因。胞外降解酶基因包括结构编码基因，调节基因和分泌基因。降解酶包括果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、半纤维素酶和植保素降解酶等。对于这些性质清楚的致病因子的基因克隆，可以在平板上直接检测克隆DNA产物。未知产物的毒性基因已发现hrp基因和dsp基因两类。hrp基因决定病原物对寄主植物的致病性和诱导非寄主植物过敏性反应。dsp基因决定病菌侵袭力并参与代谢的能力。对于未知产物毒性基因的克隆，通常用物理、化学或生物诱变法，诱导病原物中与致病性相关基因突变，获得相应的突变体。用基因库互补法从基因文库中筛选出能够互补突变体功能的重组克隆；或者用分子杂交法，与突变基因序列杂交，从基因文库中获得目的基因克隆。

无毒基因

决定对寄主植物特异性不亲和性的基因，亦称为寄主专化性基因或反向调节的寄主范围基因。在病原物与寄主植物之间存在基因对基因的关系中，病原物无毒基因（avirulencegenes）表达，与寄主植物中相对应抗病基因互作，从而导致不亲和反应。病原物在植物中的定殖和扩展受抑制，或者在侵染初期就破坏了亲和关系。病原物无毒基因不仅决定了对植物不同品种的无毒性，也决定了对植物不同种和非寄主植物的无毒性。从病原细菌、真菌和病毒中都已克隆到无毒基因。如从丁香假单胞菌大豆致病变种6号小种克隆的avrA，黄枝孢（番茄叶霉病菌）中的avr9和烟草花叶病毒（TMV）的具有无毒基因功能的外壳蛋白基因。然而对无毒基因的产物特征和功能尚未完全清楚。一般认为无毒基因直接或间接地编码了激发子的产生。如番茄叶霉病菌avr9编码了63个氨基酸的多肽，这个专化性激发子激发了番茄中带有相应抗病基因cf9的品种的过敏性反应。丁香假单胞菌番茄致病变种中的avrD的产物是酶，能将细菌代谢物转化为低分子量的脂类激发子而释放出去。克隆无毒基因常用基因文库互补法。将病原物基因文库DNA向其它小种、致病变种或其它不同种病菌中转移，通过测定转化接合子对植物的致病表型，筛选出能使受体菌对特定植物表现为无毒性的重组克隆，获得无毒基因。

寄主范围决定基因

扩大病原物寄主范围的基因。从青枯病假单胞菌花生菌株基因文库中重组克隆DNA，导入对花生不致病的番茄菌株，使得后者变得对花生致病。从根癌土壤杆菌广寄主范围的菌株基因文库中获得的重组DNA克隆，能使寄主范围较窄的葡萄菌株扩大其侵染植物的种类。

性状

病原物致病基因数量众多，大多数成簇排列，并高度保守，具有多效***。

数量

致病基因是病原物对植物致病过程所必需，而体外生长并不需要的基因。根据突变体致病基因突变频率和营养突变频率推算，病原细菌致病基因数量有50～100个。从细菌已鉴定和分离出50多个致病基因，但这些基因并不一定共存在某一个病原菌中。

成簇性

致病基因定位于染色体上和（或）质粒上。大多数致病基因都是成簇排列的。根癌土壤杆菌致病基因主要集中排列在质粒上的T区和V区，V区就包含了virA、virB、virC、virD、virE、virF、virG、virH8个调节子。病原细菌中的hrp基因也是大基因簇。丁香假单胞菌菜豆致病变种hrp基因簇中含有9个互补群，全长达22千碱基对。青枯病假单胞菌（Pseudomonassolanacearum）hrp基因DN***段长达17～22千碱基对，至少有9个转录单位。胞外降解酶及泌出基因、多糖合成酶基因等都是以基因簇方式存在。菊欧文氏菌果胶酶的5种同工酶基因以两个基因簇方式存在。油菜黄单胞菌油菜致病变种（甘蓝黑腐病菌）与胞外酶泌出和多糖合成有关的基因也是成簇的。

保守性

由于营养要求和生化代谢的基本相似性，从一种病原物中克隆的致病基因，可以在该病原物的其它小种、致病变种、其它种病原物和非病原物甚至动物病原物中发现其结构上同源序列，其产物的生化特征也基本类似，但并不一定具有相同的致病功能。hrp基因在丁香假单胞菌许多致病变种中是同源的；青枯病假单胞菌的hrp基因和油菜黄单胞菌不同致病变种之间也具有同源性（见图）。hrp基因在某些病原细菌中可以相互交换，因此向其它细菌导入hrp基因可以导致寄主防卫反应。从丁香假单胞菌丁香致病变种克隆的32kb的hrp大基因簇片段，在丁香假单胞菌烟草致病变种、荧光假单胞菌（Pseudomonasflurescens）或大肠杆菌（Ecoli）中表达，可以导致烟草植株的过敏性反应。根癌土壤杆菌和油橄榄假单胞菌中与生长素和细胞分裂素生物合成有关的基因也同源。尽管无毒基因具有不同的专化***，但许多无毒基因之间存在明显的序列同源性。如从油菜黄单胞菌辣椒致病变种中克隆的avrBs3与其它致病变种中的无毒基因高度同源。油菜黄单胞菌水稻致病变种（水稻白叶枯病菌）avr10也发现有广泛同源性，不仅在不同小种中有同源序列，在其它致病变种和其它属中也有同源性。

青枯病假单胞菌和油菜黄单胞菌油菜致病变种hrp基因区的结构同源性（黑点区和斜线区表示相互之间的同源区）（引自Arlat，Metal1991）

多效性

致病基因突变对病原物表型改变具有多效性。无毒基因突变，可以使病原物对特定寄主表现毒性，避免了植物过敏性反应的激发和识别过程发生。突变的无毒基因使寄主相应的抗病基因丧失功能，但并不明显地影响病原物的毒性或其他生物学性状。毒性基因突变，在致病性和寄生性上的影响不同。有些突变体在同源寄主上表现不完全的致病性，或者全部丧失，或者部分降低，对非寄主植物诱导过敏性反应的能力也有影响。有些突变体可以在植物体内生长和定殖，但不产生任何症状。致病基因的突变还可以赋予病原物丰富多样的生化表型，与各种胞外降解酶、多糖、毒素和激素等致病生化因子发生连锁改变，有的致病生化因子产生能力低于野生型菌株，有的却比野生型菌株高。表明了致病基因的复杂性以及致病基因与代谢途径中涉及的有关基因之间存在着可能的调控关系。

表达调控

许多病原物致病基因的表达受到植物组分的诱导，并受到双组分调控系统的调控。

植物组分的诱导

目前已有三种方法用植物组分对致病基因诱导作用的研究。①诱导性启动子探针途径是用启动子探针鉴别出受寄主植物诱导的病原物的启动子，筛选基因文库中与该启动子同源序列，从而分离出完整的受启动控制的致病基因。②用植物诱导病原物产生的多肽制备抗血清。筛选表达性基因文库，分离结构基因；或者用诱导的和非诱导的mRNA转录成cDNA进行特异性杂交，鉴别表达受调控的基因。③基因融合法。是在致病基因序列后插入转座子的一部分形成报导基因（如lux，catlacZ），产生基因融合体，指示致病基因的表达及其调控。

植物细胞组分起着诱导病原物致病基因表达的刺激信号的功能。这些组分有酚类、糖类以及性质尚不清楚的低分子量物质。如许多双子叶植物受伤后释放出一些酚类物质，尤其是乙酰丁香酮和羟基乙酰丁香酮，刺激了根癌土壤杆菌V区基因的活化和表达。许多病原细菌中hrp基因，丁香假单胞菌丁香致病变种中的symB基因，玉米萎蔫欧文氏菌中的wts基因等表达与寄主植物的诱导有关。一些致病基因在植物体内，在无机培养基上表达水平高，而在复合培养基上不表达或表达量低。

双组分调控机制

植物病原细菌致病基因表达调控的一种主要途径。典型双组分调控系统由一对感受蛋白和调节蛋白组成，分别由两个不同基因编码。感受蛋白一般为跨膜蛋白，能感受胞外环境的刺激信号，经变构传入胞质。感受蛋白N端感受的信号，经过保守的C端与调节蛋白的保守的N端互作，通过磷酸化过程进行信号传递、被磷酸化的调节蛋白具有在转录水平上调控其它基因表达的功能。在许多双组分系统中，调节蛋白是DNA结合蛋白，能特异性地与基因启动子上游的DNA序列结合，激活基因的转录。所有双组分调控系统的感受蛋白或调节蛋白在氨基酸序列上高度保守。如感受蛋白C端约250个氨基酸具明显的同源性，N端虽不具同源性，但大多有多个疏水区。根癌土壤杆菌毒性基因virA和virG所编码的VirA和VirG组成了双组分调控系统。virA为跨膜蛋白，直接感受植物从伤口释放出的酚类和糖类物质，然后将信号传递给调节蛋白virG，后者活化后调控其它的vir基因的表达，而vir基因激活后，促进了转移DNA（T-DNA）向寄主植物细胞转移和整合。许多细菌hrp基因表达也受到双组分调控系统调控。

问：什么是小麦条锈病菌？

我国小麦条锈病菌(Pucciniastriformisf.sp.tritici)生理小种鉴定采用一套自行确定的鉴别寄主，多年来基本保持稳定，为适应栽培品种的变化，历史上也屡有增补目前应用19个鉴别品种，即:①TrigoEureka(Yr6)，②春坦源Fulhard，③保春128，④南大2419，⑤维尔，⑥阿勃，⑦早洋，⑧阿夫(YrA)，⑨丹麦1号Yr3)，⑩尤皮Ⅱ号，丰产3号(Yr1)，洛夫林13(Yr9)，抗引655，水源11，中四，洛夫林10(Yr9)，Hybrid46(Yr4b，YrH46)，T.speltaalbum(Yr5)，贵农22

各年发现的小种都以“条中”冠名，顺序编号，未正式命名的称为致病类型，将具有共同致病特征的小种和致病类型统称为致病类群为了与国际上小麦条锈菌生理专化研究结果相比较，现在也同时采用国际小种命名方法，即二进制法(Johnson，1972)

从1957年至今我国共命名了33个小种和多个致病类型其中较重要的小种有条中1号8号10号13号17号18号19号22号23号25号26号27号28号29号30号31号32号33号等19个小种条中28号以后的小种和致病类型，分属于洛10类群洛13类群Hybrid46类群水源11类群贵22类群Yr5类群和中四类群(汪可宁等，1963，1975，1986;吴立人等，1993;万安民等，1999，2026;Chen等，2026)

表10-2小麦条锈菌生理小种鉴别寄主对主要小种的反应

随着小麦栽培品种的更替，优势小种也屡有变动1957—1962年条中1号和8号小种占优势，1963—1966年优势小种是条中1号和10号，1971—1979年条中17号在华北平原和陕西关中占优势，条中18号和19号小种是甘肃四川云南青海和陕南的优势小种条中19号后来还成为全国的优势小种条中19号是一个复杂的信烂群体，其中又划分出了条中23号24号25号和26号小种1980—1985年间条中23号25号和26号成为优势小种1986—1990年间对Yr9有毒性的条中29号上升为优势小种以后洛13和洛10类群成为主体20世纪90年代以后在四川甘肃等地先后发现条中30号31号32号和33号小种，相继成为优势小种另外，王保通等(2026)在扒态陕西还发现了对中四致病的新菌系，需进一步研究其适合度，监测其发展动态几十年来，我国条锈菌生理小种的毒性谱越来越宽，毒性基因组成也越来越复杂

问：我国小麦条锈病主要流行年份为____。

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问：小麦条锈病危害小麦哪些部位?如何判别症状特点?

参考答案：条锈病主要危害叶片，也可危害叶鞘、茎秆及穗部。小麦受害后，叶片表面出现褪绿斑，以后产生***疱状夏孢子堆，后期产生黑色的疱状冬孢子堆。条锈病夏孢子堆小，长椭圆形，在成株上沿叶脉排列成行，呈虚线状，幼苗期则不排列成行。