2012年我國部分麥區小麥白粉菌群體對溫度敏感性研究

才旦卓瑪，

， 范潔茹2， 周益林2*，

段霞瑜2， 鄒亞飛2， 宛 瓊3， 納添倉1

（1.青海大學農牧學院，西寧 810016；2.中國農業科學院植物保護研究所，植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193；3.安徽農業大學植物保護學院，合肥 230036）

2012年我國部分麥區小麥白粉菌群體對溫度敏感性研究

才旦卓瑪1，2，

， 范潔茹2， 周益林2*，

段霞瑜2， 鄒亞飛2， 宛 瓊3， 納添倉1

（1.青海大學農牧學院，西寧 810016；2.中國農業科學院植物保護研究所，植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193；3.安徽農業大學植物保護學院，合肥 230036）

采用小麥離體葉段法，設置18、22、23、24、25和26℃共6個溫度處理，對2012年采集的小麥白粉菌樣分離得到的139個單孢堆菌株的溫度敏感性進行了測定，這些菌樣分別采自于四川、北京、甘肅、河南、浙江、陜西、青海、山東、新疆和云南10?。ㄊ小^）。結果表明：供試的139個菌株平均ET50為23.14℃，其中ET50最高為24.46℃，最低為21.34℃；58.76%的供試菌株ET50值在23℃和24℃之間，僅有2.03%的供試菌株的ET50≥24℃。對供試菌株溫度敏感性頻率分布的正態檢驗結果發現，自然環境中小麥白粉病菌群體已受到溫度的選擇壓力。此研究結果可為了解和預測全球氣候變暖對小麥白粉病長期發生趨勢的影響提供依據。

小麥； 白粉病菌； 群體； 溫度； 敏感性

小麥白粉病是由Blumeria graminisf.sp.tritici引起的一種世界性小麥病害。在我國該病害是小麥生產上的重要病害之一。近年來由于寄主抗性、氣候和耕作模式等因素的變化，小麥白粉病的發生日益嚴重，大流行年份會導致小麥嚴重減產甚至絕收［1］。研究表明，溫度是影響小麥白粉病發生和流行的主要環境因子之一［2］，該病害發生的最適溫度為15～20℃，溫度低于10℃或高于25℃病害發生均受到抑制［3］。近年來，在對我國小麥白粉病菌的越夏調查中發現，其越夏范圍有擴大的現象，如在豫西海拔300 m左右的相對低海拔地區也發現了小麥白粉菌可在自生麥苗上越夏，該結果比過去報道的在此地區越夏海拔下限500～600 m下降了200～300 m。宛瓊等和明章勇等分別測定了2008年和2009年我國部分麥區小麥白粉病菌群體對溫度敏感性，結果表明，病菌群體中不同菌株對溫度的敏感性不同，且已出現抗高溫或耐高溫的菌株［4-5］，為了進一步了解我國小麥白粉病菌群體對溫度敏感性的時空動態，本研究測定了2012年我國白粉菌群體對溫度的敏感性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試菌株

供試小麥白粉病菌株于2012年采自北京、浙江、四川、河南、陜西、甘肅、青海、云南、新疆和山東10?。ㄊ?、區），采用單孢堆分離的方法，純化后獲得139個菌株。

1.1.2 供試小麥品種

小麥品種‘京雙16’（高感白粉病品種）由中國農業科學院植物保護研究所小麥白粉病實驗室提供。

1.2 試驗處理

測定白粉病菌株敏感性的試驗設置18、22、23、24、25和26℃共6個溫度處理，利用光照培養箱控制所需的溫度，其中18℃為對照。

1.3 試驗方法

1.3.1 菌株的分離和純化

對采自10?。ㄊ小^）的白粉病標樣進行分離純化，病菌無性分生孢子的分離純化參照夏燁等的方法［6］；有性態子囊孢子的分離純化方法為：將帶有成熟閉囊殼的葉片放在培養皿中，用蒸餾水浸泡2～3 d，將剪好的濾紙貼于直徑為6 cm的培養皿蓋上，挑出成熟子囊貼附在濾紙上，再將3 cm長的新鮮葉段，整齊排列于瓊脂培養基上，用封口膜封口，置于18℃的光照培養箱中培養，待子囊孢子釋放并侵染葉片發病后，在超凈工作臺上剪下只有單孢子堆的葉段進行離體培養，至葉段上產生厚厚的孢子粉后，接到試管苗上繁殖，此過程重復2～3次。

1.3.2 菌株的繁殖

將小麥品種‘京雙16’的種子催芽后播種于直徑為15 cm的花盆中，并用玻璃罩罩住，頂端用5～6層厚的紗布封住，置于溫室中培養，幼苗長到1心1葉期時，將1.3.1方法純化獲得的菌株分生孢子接種到幼苗上，在溫室中再培養至葉片上可見明顯的病菌侵染點時，將發病葉片剪成葉段，放在含苯并咪唑（60μg/mL）瓊脂培養基的培養皿上，置于18℃的光照培養箱中繼續培養，至葉片上產生大量分生孢子后，收集新鮮的分生孢子。

1.3.3 接種

按1.3.2中繁殖菌苗的方法，在幼苗長至1心1葉期時，在超凈工作臺上剪取麥苗的第1葉中部3 cm長葉段，放在含苯并咪唑（60μg/mL）瓊脂培養基的培養皿上，每個培養皿放置5個葉段，然后將放有無菌離體葉段的培養皿，置于接種筒中，接種收集的新鮮分生孢子，分別置于18、22、23、24、25和26℃的光照培養箱中，每處理3個重復。

1.4 病情調查

接種后，觀察并記錄各溫度處理下每葉段的病害顯癥時間，即病菌侵染的潛育期；調查接種后第12天不同溫度培養條件下各葉段的病害嚴重度，以置于18℃培養處理的病害嚴重度為對照。

1.5 數據分析

采用公式：病害抑制率（%）＝（1－處理平均病害嚴重度/對照平均病害嚴重度）×100，來計算不同單孢堆菌株各溫度條件下的病害抑制率，設各溫度條件下的病害抑制率為y值，相應的溫度為x值，利用回歸分析的方法獲得回歸方程，再通過獲得的回歸方程分別計算當y等于50%和100%時的溫度，即為ET50（溫度對病害抑制中值）和ET100（溫度對此病害的終止閾值）。同時計算不同省份菌株的變異系數CV＝（s/X－）×100（s為標準差，X－為平均值）。

2 結果與分析

2.1 供試菌株在不同溫度下的潛育期和病害嚴重度

供試菌株在不同培養溫度下的病害潛育期和嚴重度如表1所示。在18℃對照溫度處理下，供試菌株的平均潛育期為2.95 d。隨著溫度的升高，潛育期逐漸延長。當溫度為22℃時，潛育期為3.18 d，比對照推遲0.23 d；而當溫度為26℃時，潛育期為5.52 d，比對照推遲2.57 d。相關分析結果表明，病害潛育期與溫度之間的相關關系達極顯著水平（相關系數r＝0.985 6，P＝0.002 1＜0.01；圖1）。

圖1 病害潛育期與溫度的關系Fig.1 The relationship between the latent period ofBlumeria graminisf.sp.triticiand the temperature

表1 不同溫度處理下供試菌株的平均潛育期和病害嚴重度Table 1 Latent period and severity ofBlumeria graminisf.sp.triticiin different temperatures

在18℃培養下，供試菌株的平均病害嚴重度為60.37%，隨著溫度的升高，病害嚴重度逐漸降低。當溫度為22℃時，病害嚴重度降低至44.38%；當溫度為26℃時，病害的嚴重度降低至6.68%，兩者之間相差37.70%，也即小麥白粉菌侵染時的溫度越高，其最終病害嚴重度越低，且兩者之間呈極顯著的負相關性（相關系數r＝－0.983 0，P＝0.002 6＜0.01；圖2）。

2.2 病菌群體對溫度的敏感性

2012年來自我國10個省（市、區）的139個供試菌株對溫度的敏感性結果如表2所示，供試菌株的平均ET50為23.14℃，最高和最低ET50分別為24.46℃和21.34℃，差值為3.12℃。不同省區的菌株對溫度的敏感性存在一定的差異，其中浙江和新疆兩?。▍^）菌株ET50較高，平均達23.43℃以上，甘肅和山東兩省菌株平均ET50較低，分別為22.94℃和22.87℃，從群體異質程度來看，甘肅菌株、北京菌株的變異系數較高，分別為0.032和0.030，這與明章勇所得出的結果基本一致［6］，說明來自這些地區菌株的異質性較大。

圖2 病害嚴重度與溫度的關系Fig.2 The relationship between disease severity ofBlumeria graminisf.sp.triticiand the temperature

從不同?。ㄊ?、區）菌株的溫度終止閾值ET100（表3）可看出，2012年的139個供試菌株其平均ET100為26.22℃，最高和最低ET100分別為28.66℃和25.35℃，差值為3.31℃。來自不同省（市、區）菌株的溫度終止閾值（ET100）也存在一定的差異性，如北京菌株ET100平均為26.39℃，而來自陜西的菌株ET100平均為26.02℃，兩?。▍^）菌株ET100的平均值差異為0.37℃。病害溫度終止閾值的變異系數也以北京和甘肅分列第一和第二，分別為0.034和0.027。

表2 不同省市小麥白粉菌的溫度抑制中值（ET50）Table 2 The sensitivity ofBlumeria graminisf.sptriticiisolates to temperature from 10 different provinces or cities（ET50）

表3 不同省市小麥白粉菌的溫度終止閾值（ET100）Table 3 The temperature termination threshold values ofBlumeria graminisf.sptriticiisolates to temperature from 10 different provinces or cities（ET100）

統計不同?。ㄊ?、區）的139個小麥白粉菌不同ET50范圍的菌株頻率的結果表明（表4），供試菌株中58.76%的ET50在23℃和24℃之間，ET50≥24℃的供試菌株僅占2.03%。不同省份菌株對溫度的敏感性分布有一定差異，特別是23℃≤ET50＜24℃的菌株頻率相差較大，如青海省23℃≤ET50＜24℃的菌株頻率為90.91%，山東23℃≤ET50＜24℃的菌株頻率較低，為33.33%。病菌群體對溫度的敏感性表現出較大的異質性，經正態性統計檢驗計算得到W＝0.976 9，P＜α（P＝0.018 3，α＝0.05），這表明139個菌株對溫度的敏感性頻率分布不符合正態分布（圖3），說明自然環境下我國小麥白粉病菌群體已受到溫度的選擇壓力。

表4 不同省市小麥白粉病菌株ET50在不同溫度范圍內出現的頻率Table 4 The frequency distribution of ET50ofBlumeria graminisf.sp.triticiisolates from different provinces or cities%

圖3 不同省市小麥白粉菌的溫度抑制中值（ET50）在不同溫度范圍內出現的頻率Fig.3 The frequency distribution ofBlumeria graminisf.sp.triticiisolates with different sensitivity

3 討論

宛瓊等［4］和明章勇等［5］測定了我國2008年和2009年的小麥白粉病菌群體對溫度的敏感性，結果均顯示，病菌群體對溫度的敏感性ET50介于23℃和24℃之間的菌株占41.09%～45.13%，而本研究供試菌株中58.76%的ET50介于23℃和24℃之間；表明2012年參試菌株中對溫度低敏感性菌株較2008年和2009年有一定程度的增加，高敏感性菌株較2008年和2009年減少，說明隨著時間推移，白粉病菌群體對溫度的敏感性有逐步下降趨勢，部分省（市、區）也表現出類似的趨勢，如四川省2008年ET50平均值為22.31℃，2009年為23.20℃，2012年監測到的ET50平均值為23.02℃。另外，本年度監測結果發現，浙江、新疆和青海的菌株對溫度的敏感性較高，但由于這3省（區）只有一年的結果而且菌株比較少，目前較難分析其成因，有待于累積長期監測數據后做進一步分析。

本研究的主要目的之一是想了解小麥白粉病越夏范圍的變化是否與病菌對高溫的適應性有關，因此試驗只涉及了此病菌群體對高溫的敏感性，而病菌群體對低溫的適應性變化也將是未來的一個研究方面。本研究采用高感白粉病品種‘京雙16’作為供試寄主材料，主要原因是基于此品種在長期的苗期毒性監測和成株期抗性田間鑒定中，未發現在較高溫度下表現抗性或部分抗性的結果，而且目前也未見有此品種具有高溫抗性的報道。

從現有監測結果來看，小麥白粉病菌群體已呈現一定程度對高溫的適應性，但由于病菌群體對溫度的適應性變化是一個比較緩慢的過程，因此應繼續加強對小麥白粉菌群體對溫度的敏感性監測，明確小麥白粉菌群體對溫度的敏感性時空變化規律和病菌對溫度的適應性機制，可為了解和預測全球氣候變暖對小麥白粉病長期發生趨勢的影響提供依據。

［1］ 邵振潤，劉萬才.我國小麥白粉病的發生現狀與治理對策［J］.中國農學通報，1996，12（6）：21 23.

［2］ 石鵬皋，萬景輝.小麥白粉病的研究概況［J］.湖北農業科學，1983（1）：36 40.

［3］ Ward S V，Manners JG.Environmental effects on the quantity and viability of conidia produced byErysiphe graminis［J］.Transactions of the British Mycological Society，1974，62：119 128.

［4］ 宛瓊，丁克堅，段霞瑜，等.2008年我國部分麥區小麥白粉病菌群體對溫度的敏感性［J］.植物病理學報，2010，40（1）：106 109.

［5］ 明章勇，王保通，周益林，等.2009年我國部分麥區小麥白粉病菌群體對溫度的敏感性研究［J］.植物病理學報，2012，42（3）：290 296.

［6］ 夏燁，周益林，段霞瑜，等.2002年部分麥區小麥白粉病菌對三唑酮的抗藥性監測及苯氧菌酯敏感基線的建立［J］.植物病理學報，2005，35（6）：74 78.

The sensitivity of population ofBlumeria graminisf.sp.triticiisolates to temperature in 2012

Caidanzhuoma1，2，

， Fan Jieru2， Zhou Yilin2，

Duan Xiayu2， Zou Yafei2， Wan Qiong3， Na Tiancang1

（1.College of Animal Husbandry and Agriculture，Qinghai University，Xining810016，China；
2.State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests，Institute of Plant
Protection，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing100193，China；
3.College of Plant Protection，Anhui Agricultural University，Hefei230036，China）

The sensitivity of 139 isolates ofBlumeria graminisf.sp.triticito temperature was tested by using detached leaf segment method at 6 different temperatures which were 18，22，23，24，25 and 26℃，respectively.These isolates were sampled from 10 provinces or cities such as Sichuan，Beijing，Gansu，Henan，Zhejiang，Shaanxi，Qinghai，Shandong，Xinjiang and Yunnan in 2012.The results showed that the mean ET50of tested isolates was 23.14℃.The highest and the lowest ET50of isolates were 24.46 and 21.34℃，respectively.ET50values of 58.76% isolates were between 23℃and 24℃，only 2.03%isolates were higher than 24℃.The results of frequencies distribution of ET50values of the isolates with different sensitivity to temperatures revealed that the pathogen population in natural environment had been selected by temperature pressure.These results will provide basis for predicting effects of global climate change on wheat powdery mildew.

wheat；Blumeria graminisf.sp.tritici； population； temperature； sensitivity

S 435.121.46

A

10.3969/j.issn.0529 1542.2015.01.030

2014 01 25

2014 02 21

國家重點基礎研究發展計劃課題（2013CB127704，2010CB951503）；國家自然科學基金（31271987）；公益性行業（農業）科研專項（201303016）

*通信作者 E-mail：yilinzhou6@aliyun.com