专利名称：大麦白粉病菌致病型鉴别寄主体系的构建方法
技术领域：
本发明涉及作物病原菌致病型鉴定的技术领域，尤其涉及一套用于鉴别大麦白粉 病菌致病型寄主体系的建立与应用。
背景技术：
大麦是世界主要的粮食作物之一，其播种面积仅次于小麦、水稻和玉米，居第四 位。我国大麦面积和总产次于水稻、小麦、玉米和粟，居第5位。大麦可作饲用、食用、啤用 和保健食品。大麦白粉病是大麦的主要病害之一，多发生在世界潮湿、半潮湿的大麦产区， 在中国大部分大麦产区都有发生，主要发生在冬大麦区，尤其在西南地区和东南沿海地区 发病较重。近年来，由于氮肥使用量增大，种植密度增高，种植品种单一及暖冬气候的影响， 大麦白粉病害日益严重，可造成20 30%的产量损失。大麦白粉病是由布氏白粉病菌大麦专化型(Blumeria graminis f. sp. Hordei L.，简称Bgh)引起的真菌病害，其病原菌是专化性的活体寄生菌，属子囊菌纲白粉菌目。该 病菌主要危害叶片，严重时也可危害叶鞘、茎秆和穗部，从幼苗到成株，均可被病菌侵染。病 原菌丝以吸器进入寄主细胞内吸收养分和水分生长扩展，寄主表面被菌丝体覆盖后，一方 面影响了光合作用，另一方面其角质层被破损，气孔的作用丧失，呼吸作用和蒸腾作用失 控，因而导致全株营养不良，麦苗早衰，易倒伏，麦粒秕瘦，产量降低。大麦白粉病菌与寄主之间存在着“基因对基因”的关系，因而可利用含有不同抗性 基因的大麦鉴别寄主将大麦白粉菌单孢菌株区分为不同的致病型。但由于大麦白粉病菌的 毒性变异较快，随着专化性抗病品种的大面积推广，产生对该品种具有致病性的病菌新小 种在当地形成了优势，致使该品种的抗性在几年内就会丧失。因此通过分析大麦白粉病菌 群体的毒性结构、分布和动态，可对抗病基因发挥作用的有效区域进行评价和预测，为前瞻 性育种提供依据。用分离得到的不同大麦白粉病菌致病型菌株接种大麦品种，可全面、准确 评价品种的抗病性，鉴定大麦品种的抗白粉病基因，寻找新抗源，通过合理利用和布局抗病 基因可有效控制大麦白粉病。大麦白粉病菌致病性分化的研究是抗病育种、品种布局和抗性变化监测的基础。 近年来，随着分子生物学的发展，利用分子标记分析大麦白粉病菌的群体结构的研究也有 大量报道。但由于所用标记多为基因组中的重复序列，这些序列在结构和功能上都与病原 菌的致病性无直接关系，一个系谱内有数个小种，而致病性相同的菌株也可在不同的系谱 内出现，所以其结果还不能直接用来预测分析与致病性的相关性。此外，由于大麦-白粉病 菌互作符合基因对基因关系，因此使用无毒基因对群体结构的分析结果可直接预测其致病 范围，但目前已知无毒基因数量还十分有限，远远达不到用来开展群体结构研究的要求，不 可能根据分子标记直接得到病菌致病性的有效信息。因而建立一套高效的生物学测定方 法，仍然是目前生产实践和科学研究中不可或缺的工作。我国对建立大麦白粉病菌致病型 分化的鉴别寄主体系的研究尚属空白，目前欧洲的大麦病理学家主要是利用‘Pallas’近等 基因系和其它少数已知抗病基因的品种(品系)作为鉴别寄主，研究大麦白粉病菌的致病性分化。由于地理生态条件、品种分布和病原菌群体结构等的差异，所选择的欧洲的鉴别寄 主体系往往不能准确反应我国大麦病原菌群体致病性演化。本实验室从2003至2006年， 利用从国外引进‘Pallas’近等基因品系，鉴定了中国冬大麦区7个不同省份的大麦白粉病 菌种群致病型，结果表明分离到的致病型相对较少。此外，利用分离到的不同致病型菌株接 种来源于不同地区的3 份大麦品种(系)，表现出复杂多样的抗谱；一些相同致病型的不 同菌株对相同的品种(系)抗病反应型差异较大。因此，在对现有的‘Pallas’近等基因系 利用的基础上，从来源于我国不同地区、遗传背景不同的种质资源中筛选鉴别品种，建立我 国大麦白粉病菌鉴别寄主体系，以期为有效开展我国大麦白粉病菌群体结构的研究奠定基 石出。
发明内容
本发明目的是，针对我国大麦白粉病菌致病型鉴别体系尚属空白的现状，及直接 采用国外鉴别寄主体系存在致病型区分度较小、鉴别力较差的缺陷，提供一套鉴别力较强， 能较为合理、准确地反映我国大麦寄主与大麦白粉病病原菌互作关系的大麦白粉病菌致病 型鉴别寄主体系及该体系的构建方法。本发明目的通过以下技术方案来实现。大麦白粉病菌致病型鉴别寄主体系的构建方法，按以下步骤进行(1)菌株的采集与病原菌毒性类型的划分从白粉病危害较重，具有代表性的中 国大麦主产区采集大麦白粉病单胞菌株；以从捷克引进的25个‘Pallas’近等基因大麦品 系作为鉴别寄主，待第一片叶完全展开后接种单胞菌株孢子，并根据该叶对白粉病菌毒性 反应型的差异，按以下标准划分为6级致病类型0级，免疫，植株无病斑；1级，坏死反应， 叶片有枯死斑；2级，病斑直径小于1mm，菌丝层稀薄透绿；3级，病斑小于1mm，但菌丝层较 厚不透绿；4级，病斑大于1mm，菌丝层厚，产孢量大，但病斑不连片；5级，病斑大于1mm，菌 丝层厚，产孢量多，病斑连片；其中的0、1、2、3级反应型表示菌株无毒性，4、5级表示菌株有 毒性；(2)备选大麦品种或品系的收集与鉴别从不同大麦主产区收集种质资源，并从 步骤(1)划分的每种致病类型病原菌种中选择1个菌株，对种质资源接种并从中筛选出对 菌株反应型较为稳定、反应谱不同、具有代表性的品种或品系作为备选的鉴别寄主；(3)备选鉴别寄主抗病性和病原菌致病性的测定从步骤(1)划分的每种致病类 型病原菌中，选择来源于不同地区、以不同田间生长大麦品种为寄主的具有代表性的单胞 菌株，分别对步骤O)的备选鉴别寄主进行苗期接种鉴定；其中，寄主抗病性以病原菌群 体对每个寄主的毒性频率来评估，毒性频率(VF)=对鉴定的寄主有毒性菌株数/总菌株 数X100%;病原菌致病性以菌株总致病力来评估，菌株总致病力(TVP) =Σ反应型等级X 菌株数/总菌株数；病原菌与寄主互作反应的明确性以有毒性菌株致病力和无毒性菌株致 病力差异的显著性来评估，即有毒性菌株致病力与无毒性菌株的比值，有毒性菌株致病力 (VP) = Σ反应型等级X各级毒性菌株数/毒性菌株总数，无毒性菌株致病力(AVP) =Σ反 应型等级X各级无毒性菌株数/无毒性菌株总数；(4)鉴别寄主体系的建立按备选鉴别寄主品种毒性的频率顺序，以5% 15%毒 性频率的梯度间隔，根据有毒性菌株和无毒性菌株致病力差异的显著性、品种分布的区域
4性以及种植和利用的广泛性，从中筛选出鉴别寄主构建成大麦白粉病菌致病型鉴别寄主体系。本发明的有益效果是本发明方法利用筛选出的10个品种——单二、肚里黄、云大麦2号、鄂大麦6号、 苏啤4号、北青8号、莆大麦7号、浙农大7号、浙皮3号和萧山立夏黄，其中萧山立夏黄为 感病对照，所构建成的大麦白粉病菌致病型鉴别寄主体系具有较强的鉴别能力。该套鉴别 寄主对来源于不同地区、以不同田间生长大麦品种为寄主的具有代表性的112个单胞菌株 进行致病型鉴定，可区分出50个致病型。5%的菌株包含在10个不同的致病型中，31个 致病型各只含有1个菌株，优势致病型所包含的菌株分别为9. 8%,8. 9%和7. 1%。这三个 优势致病型的毒性反应谱比较相似，只是对个别鉴别寄主的毒性不同。因此，这套寄主体系 鉴别能力较强，划分出的致病型优势性明显，具有很强的应用价值。具体实施方法通过以下实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的内容并不局限于此。实施例1 (由10个大麦品种组成的大麦白粉病菌致病型鉴别寄主体系的构建方 法)(1)菌株的采集与病原菌毒性类型的划分2006年度从白粉病危害较重、具有代 表性的中国大麦主产区——云南保山、重庆北涪、湖北荆州、河南驻马店、江苏盐城、浙江嘉 兴和福建莆田共采集大麦白粉病单胞菌株515个；以从捷克引进的25个‘Pallas’近等 基因大麦品系(表1)作为鉴别寄主，对上述的单胞菌株进行致病型鉴定，所鉴定的菌株对 ‘Pallas，近等基因品系中的P04B、P09、ΡΙΟ、P13、P17、P20、P23和P24表现出毒性差异，共 划分为20个不同的致病型；再从不同致病型的病原菌中，选择来源于不同地区、不同寄主 上的菌株112个(表2)。表1 ‘Pallas’近等基因系及其含有的抗性基因
权利要求
1.大麦白粉病菌致病型鉴别寄主体系的构建方法，其特征在于按以下步骤进行(1)菌株的采集与病原菌毒性类型的划分从白粉病危害较重，具有代表性的中国大 麦主产区采集大麦白粉病单胞菌株；以从捷克引进的25个‘Pallas’近等基因大麦品系作 为鉴别寄主，待第一片叶完全展开后接种单胞菌株孢子，并根据该叶对白粉病菌毒性反应 型的差异，按以下标准划分为6级致病类型0级，免疫，植株无病斑；1级，坏死反应，叶片 有枯死斑；2级，病斑直径小于1mm，菌丝层稀薄透绿；3级，病斑小于1mm，但菌丝层较厚不 透绿；4级，病斑大于1mm，菌丝层厚，产孢量大，但病斑不连片；5级，病斑大于1mm，菌丝层 厚，产孢量多，病斑连片；其中的0、1、2、3级反应型表示菌株无毒性，4、5级表示菌株有毒 性；(2)备选大麦品种或品系的收集与鉴别从不同大麦主产区收集种质资源，并从步骤 (1)划分的每种致病类型病原菌种中选择1个菌株，对种质资源接种并从中筛选出对菌株 反应型较为稳定、反应谱不同、具有代表性的品种或品系作为备选的鉴别寄主；(3)备选鉴别寄主抗病性和病原菌致病性的测定从步骤(1)划分的每种致病类型 病原菌中，选择来源于不同地区、以不同田间生长大麦品种为寄主的具有代表性的单胞菌 株，分别对步骤O)的备选鉴别寄主进行苗期接种鉴定；其中，寄主抗病性以病原菌群体 对每个寄主的毒性频率来评估，毒性频率(VF)=对鉴定的寄主有毒性菌株数/总菌株 数X100%;病原菌致病性以菌株总致病力来评估，菌株总致病力(TVP) =Σ反应型等级X 菌株数/总菌株数；病原菌与寄主互作反应的明确性以有毒性菌株致病力和无毒性菌株致 病力差异的显著性来评估，即有毒性菌株致病力与无毒性菌株的比值，有毒性菌株致病力 (VP) = Σ反应型等级X各级毒性菌株数/毒性菌株总数，无毒性菌株致病力(AVP) =Σ反 应型等级X各级无毒性菌株数/无毒性菌株总数；(4)鉴别寄主体系的建立按备选鉴别寄主品种毒性的频率顺序，以5% 15%毒性频 率的梯度间隔，根据有毒性菌株和无毒性菌株致病力差异的显著性、品种分布的区域性以 及种植和利用的广泛性，从中筛选出鉴别寄主构建成大麦白粉病菌致病型鉴别寄主体系。
全文摘要
本发明公开了大麦白粉病菌致病型鉴别寄主体系的构建方法，属于作物病原菌致病型鉴定的技术领域。该方法包括(1)菌株的采集与病原菌毒性类型的划分；(2)备选大麦品种或品系的收集与鉴别；(3)备选鉴别寄主抗病性和病原菌致病性的测定；(4)鉴别寄主体系的建立等步骤。本发明利用筛选出的10个品种构建成的大麦白粉病菌致病型鉴别寄主体系具有较强的鉴别能力，划分出的致病型优势性明显。本发明在我国大麦主产区具有较强的应用价值。
文档编号C12Q1/04GK102121041SQ201010543570
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者华为, 尚毅, 朱靖环, 杨建明, 林峰, 汪军妹, 贾巧君 申请人:浙江省农业科学院