四川小麦赤霉病致病菌多样性研究

四川是我国粮食主产省之一，在确保国家粮食安全方面发挥着重要作用。小麦作为四川重要的小春作物，近年来受全球气候和耕作制度变化的影响，各地陆续爆发赤霉病，其中四川盆地东部的达州、巴中、南充以及绵阳市东部地区小麦赤霉病发生较重，极大限制了该地区小麦的安全生产。杀菌剂是防治赤霉病的主要措施，但杀菌剂的频繁和过量施用导致小麦赤霉病产生抗药性，进而增加小麦赤霉病暴发的风险。因此，深入了解四川小麦赤霉病的发生现状、致病菌种类和杀菌剂抗性情况，对科学有效的防治赤霉病具有重要意义。

Phytopathology Research今日在线发表了四川农业大学小麦研究所魏育明教授团队题为“Genetic diversity of fieldFusarium asiaticumandFusarium graminearumisolates increases the risk of fungicide resistance”的文章。本研究对2021-2022年（其中2021年为赤霉病大流行年份）四川省小麦赤霉病发生区采集的病穗样本进行菌株分离及鉴定，共获得521株镰刀菌，结合种属和致病力鉴定，研究结果表明四川赤霉病主要由7种镰刀菌引发，其中亚洲镰刀菌（Fusarium asiaticum, Fa）和禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum, Fg）为主要致病菌，均对小麦具有高致病性。

图1四川地区赤霉病的主要病原菌类群

四川省镰刀菌菌株的变异正导致其逐渐适应现有防治药剂，进而增加赤霉病暴发风险。该研究以逐渐丧失防效的多菌灵和戊唑醇为研究对象，对Fa和Fg菌株进行菌剂抗性筛选与鉴定。结合PCR扩增和测序，研究结果表明Fa和Fg菌株由于β2微管蛋白单碱基变异（F200Y和E198Q）导致产生多菌灵抗性；在抗药性菌株中，CYP51-A的表达水平显著高于敏感菌株，CYP51-A基因过表达可能与其产生戊唑醇抗性相关。

为进一步挖掘镰刀菌的遗传变异信息，该研究对上述搜集的Fa和Fg菌株进行基因组重测序，结合大数据分析的方法，分别在Fa和Fg菌株中发现182,811和430,733个遗传变异位点，其中在Fg菌株中15.22%的变异位点导致基因功能改变，这些变异位点可能与镰刀菌的环境适应性有关。本研究分离得到的镰刀菌为科研工作者提供了一个良好的自然菌种突变体库，可以快速搜索镰刀菌适应不同环境胁迫的抗性菌株，并为四川省小麦赤霉病抗性品种的开发奠定菌种基础。同时，遗传多样性数据也可用于开发特殊的分子标记，进一步协助开展四川省小麦赤霉病的风险评估。

图2亚洲镰刀菌和禾谷镰刀菌的遗传变异分析

四川农业大学小麦研究所魏育明教授和张亚洲博士为该论文的共同通讯作者，张亚洲博士和已毕业硕士研究生李卓为论文的共同第一作者，四川大学钟凯副教授和四川省农业科学院植物保护研究所彭云良研究员参与了本项研究工作。本研究得到了国家自然科学基金青年研究项目（32102298）和四川省重点研发项目（2022YFSY0035）的资助。四川农业大学小麦研究所魏育明教授研究团队主要针对我国和世界范围的小麦族资源，开展小麦重要性状基因发掘及其分子标记、点突变导致小麦Dy10亚基翻译后剪切的分子机制及其加工品质效应和绿色高效小麦重大新品种培育。针对四川小麦绿色高效生产中的突出短板，着力解决综合抗病、耐逆能力差（小麦条锈病、赤霉病）、肥料利用效率低和重金属积累等制约绿色高效生产的关键问题。重点开展四川麦区赤霉病致病菌、抗赤霉病机制和抗赤霉病新基因资源挖掘与育种应用。

Cite this article:

Zhang, YZ., Li, Z., Man, J.et al. Genetic diversity of fieldFusarium asiaticumandFusarium graminearumisolates increases the risk of fungicide resistance.Phytopathol Res. 2023; 5: 51. https://doi.org/10.1186/s42483-023-00206-9

来源：PR植物病理学研究https://mp.weixin.qq.com/s/rU6d-vsER1IlSsuFoBT2nA