埃塞俄比亚小麦叶枯病菌Zymoseptoria tritici的Stb抗性基因效力与致病型多样性研究

本研究针对埃塞俄比亚小麦主产区叶枯病（Septoria tritici blotch, STB）的防控难题，系统评估了Zymoseptoria tritici菌株的致病型多样性及Stb抗性基因效力。通过人工接种实验发现，TE9111基因型携带的Stb11基因对50%菌株表现特异性抗性，为小麦抗病育种提供了关键种质资源。研究揭示了埃塞俄比亚菌株对Stb2-Stb7基因的广泛毒力特征，为制定区域化抗病策略提供了科学依据。

　　

小麦作为埃塞俄比亚第四大种植作物，其生产长期受到叶枯病（Septoria tritici blotch, STB）的威胁，病原菌Zymoseptoria tritici可导致高达82%的产量损失。尽管抗病育种是防控STB最经济环保的策略，但病原菌通过有性生殖快速进化的特性，使得Stb抗性基因频繁失效。更严峻的是，埃塞俄比亚作为非洲重要小麦产区，其Z. tritici种群毒力特征与抗性基因效力缺乏系统研究，严重制约了当地抗病品种选育。

针对这一科学问题，Salale大学（埃塞俄比亚）与瑞典农业科学大学（Swedish University of Agricultural Sciences, SLU）的研究团队合作，对埃塞俄比亚中部高地的Z. tritici种群开展了开创性研究。通过分析6个代表性菌株对8个含已知Stb基因小麦品系的侵染特性，发现TE9111基因型（携带Stb11）对半数测试菌株表现显著抗性，而传统抗源如Veranopolis（Stb2+Stb6）则完全失效。研究还鉴定出高毒力菌株ZSE158，其分生孢子覆盖率（PC）达61.4%，为小麦抗性筛选提供了关键病原压力。这项发表于《Scientific Reports》的研究，首次揭示了埃塞俄比亚Z. tritici种群独特的毒力谱，为区域化抗病育种提供了理论支撑。

研究采用ITS序列分析筛选代表性菌株，通过离体培养制备单孢接种体（浓度10⁷ spores/ml），在可控温室条件下（22°C/21°C昼夜温度）对小麦幼苗进行人工接种。采用双参数评估体系——坏死叶面积百分比（%NLA）和分生孢子覆盖率（%PC），结合0-5级病害分级标准，系统量化了48个基因型-菌株互作组合的抗性表现。通过方差分析（ANOVA）和聚类分析（Ward法）解析毒力变异模式。

Integrative analysis of variance

方差分析显示菌株、小麦基因型及其互作对%NLA和%PC的影响极显著（p<0.0001），其中基因型变异贡献最大（R²=0.87）。TE9111与ZSET218的互作表现最低病害 severity（PC=11%，NLA=6%），而感病对照Taichung 29与ZSET121的互作达到最高值（PC=84%，NLA=84%）。

Pathogenicity, aggressiveness and virulence

毒性分析发现ZSE158为最强侵袭型菌株（平均PC=61.4%，NLA=54%），而ZSET218毒力最弱（PC=46%，NLA=39.8%）。值得注意的是，所有测试菌株均能克服Stb2-Stb7基因的抗性，显示埃塞俄比亚种群具有广谱毒力特征。

Resistance spectra

含Stb11的TE9111对3个菌株表现抗性，其中对ZSET168和ZSET218达到高抗水平（HR）。CS Synthetic（Stb5+Stb6）对ZSET206表现特异性抗性，为次优抗源。传统抗源如Estanzuela Federal（Stb7）则完全失效。

Cluster analysis

基于病害严重度的聚类将48个互作组合分为6类，其中12.5%组合（如TE9111×ZSET168）归入"高抗-高无毒力"类群，12.5%组合（如Taichung 29×ZSET121）属于"极感-高毒力"类群。

该研究通过整合病理学与数量遗传学方法，首次绘制了埃塞俄比亚Z. tritici种群毒力地理图谱。发现Stb11是目前当地最有效的抗性基因，而传统Stb基因已普遍失效，这一结论为抗病育种策略更新提供了关键依据。研究鉴定的高毒力菌株（如ZSE158）可作为抗性筛选的理想病原压力，而TE9111种质则为抗源创新提供了物质基础。更重要的是，结果揭示了病原菌快速进化对单基因抗性的威胁，强调需要通过基因聚合（pyramiding）和轮作等策略实现抗性持久化。这些发现不仅对埃塞俄比亚小麦可持续生产具有实践意义，也为理解宿主-病原体协同进化提供了典型案例。