奥地利普通小麦叶枯病分离株对42个冬小麦（Triticum aestivum L.）品系的致病性模式

《Plant Breeding》：Pathogenicity Patterns of Austrian Common Bunt Isolates on 42 Winter Wheat (Triticum aestivum L.) Lines

常见小麦白粉病（CB）由 *Tilletia caries* 和 *Tilletia laevis* 引起，对有机小麦生产威胁大。本研究通过2021-2022年田间试验，评估了8个奥地利分离株对42个小麦基因型的致病性。结果显示13个基因型（<1% CB感染率）对全部菌株高度抗病，且不同菌株间致病性存在显著差异。GGE分析表明，病原体本地适应性差异显著，建议抗病育种需基于本地流行菌株进行定向筛选。

　　本研究聚焦于有机冬小麦（*Triticum aestivum* L.）中由* Tilletia caries*和* Tilletia laevis*引起的常见黑粉病（Common Bunt, CB）对产量和品质的影响。CB是一种影响小麦及其他小粒谷物如大麦或黑麦的严重真菌病害，尤其在秋季播种的小麦中表现更为突出。由于缺乏有效的化学防治手段，有机农业中的CB防控显得尤为困难。在奥地利，有机小麦种植面积占全国总种植面积的17.6%，且这一比例持续上升，因此了解本地CB病原体的致病特性对于培育抗病品种至关重要。

研究者通过在两个年份中对42个小麦基因型进行人工接种实验，评估了八种奥地利CB病原体的致病能力。实验结果表明，尽管这些病原体来自一个相对狭窄的地理区域，但它们在致病力上仍存在显著差异。这些差异主要体现在数量上，而非质的区分，这可能是因为这些病原体的地理来源较为集中。值得注意的是，有13个基因型表现出高度抗病性，其在不同年份和病原体下的感染率均低于1%。这些结果强调了在抗病品种选育中，应特别关注本地适应性，因为即使在同一个国家的有限区域，病原体的致病模式仍可能变化。

为了准确评估病原体的致病性，研究者采用了GGE（Genotype plus Genotype–Environment interaction）生物图谱分析法。这种方法有助于识别不同病原体之间的致病差异，以及基因型与病原体之间的相互作用。尽管在某些情况下，病原体之间的差异主要表现为数量变化，但在某些情况下，这些差异也能反映出病原体的特性变化。因此，通过GGE分析，研究者能够更全面地了解病原体的致病性，并为抗病育种提供依据。

研究者还分析了小麦植株的抗病基因型，发现这些基因型在不同病原体下的表现存在差异。部分抗病基因型对特定病原体表现出较高的抗性，而对其他病原体则较为敏感。这说明抗病基因型并非万能，而需结合具体的病原体特性进行选择。此外，研究者还发现，抗病基因型在不同年份中的表现也有所不同，这可能与环境因素、气候条件或病原体变化有关。

在统计分析方面，研究者利用R语言中的“breedR”软件包对数据进行了处理，并计算了广义遗传力（Broad-sense heritability）。结果显示，抗病性在不同病原体和年份之间表现出较高的遗传稳定性，但病原体之间的差异仍然存在。这表明，抗病基因型在不同病原体下的表现具有一定的不确定性，需要在育种过程中充分考虑。

此外，研究者还对病原体的孢子形态进行了观察，发现所有病原体的孢子直径约为20微米，并且表面具有网状结构。虽然孢子形态在不同病原体之间没有明显差异，但某些病原体的孢子可能含有色素或装饰性结构，这可能影响其致病力。通过显微镜检查，研究者还发现了一些无色素的孢子，这可能是某些病原体的变异形式。

本研究的发现对于有机小麦种植者和育种专家具有重要意义。首先，抗病基因型的选择应基于当地病原体的致病特性，而非单一病原体的抗性。其次，育种过程中应考虑病原体的多样性和变化趋势，以确保抗病品种在不同年份和环境下仍能保持较高的抗性。最后，建议通过联合试验（ring tests）来评估不同地区的病原体对基因型的影响，以减少新病原体引入未受感染区域的风险。

综上所述，本研究揭示了在奥地利，尽管病原体来源较为集中，但其致病力仍存在显著差异。这些差异主要源于病原体在不同基因型上的表现，以及环境因素对感染率的影响。因此，在有机小麦的抗病育种中，应更加注重本地适应性和抗病基因型的多样性，以提高抗病品种的实用性。同时，研究者也指出，当前可用的抗病基因型数量有限，且大多数抗病基因型仅对部分病原体表现出抗性，因此有必要继续寻找新的抗病来源，如基因库中的原始材料或地方品种。此外，研究者还强调了人工接种试验的重要性，因为这些试验能够更准确地评估抗病基因型在不同病原体下的表现，并为抗病育种提供科学依据。