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小麦条锈病菌新毒性小种监测和抗条锈基因挖掘及其应用

获奖分类: 陕西省科学技术进步奖

获奖名称: 小麦条锈病菌新毒性小种监测和抗条锈基因挖掘及其应用

获奖年份: 2015

获奖级别: 一等奖

主要完成单位: 西北农林科技大学、陕西省植物保护工作总站

主要完成人: 王保通、李强、井金学、陈宏、严勇敢、马志超、刘万锋、赵慧清、陈三乐、朱岁层、赵辉

成果简介:

本项目属农业科学技术领域。小麦条锈病是小麦上一种具有毁灭性的重要病害,严重影响我国小麦生产和粮食安全,其有效防控是长期的国际难题。条锈病大流行可造成小麦产量损失40%以上,甚至绝产。我国是世界上最大的小麦条锈病流行区,1950年以来曾发生4次(1950年、1964年、1990年和2002年)全国范围小麦条锈病大流行,年发生面积均超过了1亿亩,四年累计损失小麦超过120亿公斤。种植抗病品种是防治该病最有效、最经济和对环境友好的措施。然而,由于条锈菌具有高度的“变异性”,新毒性小种的出现常常造成抗病品种“丧失”抗锈性,引起病害大流行。因此,开展病原菌新毒性小种监测及挖掘新的抗条锈基因,对于抗病育种、病害预测预报以及最终控制病害均具有重要意义。本项目组从2002年起,针对生产上存在的实际问题,开展了连续11年的科技攻关,取得了重要创新与突破。

1.首次监测到侵染“中四”小麦的新毒性菌系,对其毒性范围、寄生适合度等进行了系统研究;并对侵染抗条锈病基因Yr26和Yr5的高致病性新毒性小种进行了系统监测;鉴定了2442份条锈菌标样,明确了高致病性毒性新小种类型、动态及其致病特点,为条锈菌新毒性小种预警、病害超长期预测和抗病育种提供了科学依据。

2.开发出小麦条锈菌流行小种条中32号和条中33号、新毒性小种T4和V26等的快速分子检测体系,为流行小种和新毒性小种的监测提供了准确、快速的检测手段。

3.在国际上正式命名了3个抗条锈新基因Yr45、Yr59和Yr62,此外,还发现了新抗条锈病基因37个,其中13个来自华山新麦草和柔软滨麦草等近缘种属,拓宽了抗条锈基因的挖掘范围和途径。

4.对2184份小麦新品种(系)进行了抗条锈性鉴定,摸清了陕西省小麦生产品种的抗条锈病现状,为育种单位提供抗源材料126份。育种单位利用这些抗源共培育并审定了78个抗病性良好的新品种,其中,有16个品种先后成为当地主栽品种。项目执行期间,陕西省小麦主栽品种中抗病品种所占比例从项目执行初期(2002年)的3.67%提高到项目完成时(2012年)的89.56%。大大提高了生产品种的抗病性和抗病育种水平。利用分子标记,明确了抗条锈基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr18和Yr26的分布状况,为品种合理布局和抗病育种提供了科学依据。

5.实施并推广了以种植新的抗病品种为主的小麦条锈病综合治理策略。该成果在陕西省推广4年累计减少小麦条锈病发生面积1952万亩,挽回产量损失24.9万吨,减少防治费用2.93亿元,合计增收节支12.89亿元,有效地控制了小麦条锈病危害,经济、社会和生态效益显著。

在国内外学术期刊上发表论文112篇,其中SCI收录12篇、核心期刊论文100篇;公开国家发明专利2项、合作培育小麦抗病新品种2个;培养博士研究生6名、硕士研究生56名,培养的博士研究生有2名获得“陕西省优秀博士学位论文”。




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