我国小麦全蚀病菌真菌病毒种类及其与全蚀病衰退关系研究

Take-all of wheat is an important disease caused by the soil-borne fungus Gaeumannomyces graminis var tritici,and causes serious yield losses. A spontaneous reduction of disease severity can be observed during wheat monoculture after at least one severe outbreak of the disease, a phenomenon called take-all decline (TAD). In the case of TAD, disease suppressiveness may be attributed to the microbial component of soil, including antagonistic Pseudomonads which were producing 2,4-diacetylphloroglucinol or non-Pseudomonas bacteria or population of the pathogen shift. Mycoviruses in G. graminis var. tritici are very prevalent, but their genomes and taxonomy were unknown. and the effect of mycoviruses in TAD is unknown. In the previous study of our lab, about some isolates contain mycovirus. The project is intended to analyze the mycovirus genome and taxonomy, the effect of mycovirus to virulence of host fungi, and associated with TAD in wheat monoculture. The research expands the understanding of the Gaeumannomyces viruse and the basis of the mycoviruses control plant disease, explores fungal viruses as valuable tools for take-all control.

小麦全蚀病是小麦根部的毁灭性病害，对小麦产量造成严重损失。小麦连作的全蚀病田在不采取任何防治措施情况下会发生“全蚀病自然衰退”，及当病害发展到高峰后，病害自然减少的现象。“全蚀病自然衰退”原因存在争论，可能是产生2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG)的Pseudomonas fluorescens（荧光假单胞菌）或其他细菌群体或病原菌的群体变化上。真菌病毒在小麦全蚀病菌中广泛存在，但迄今尚未对这些病毒基因组进行测序和分类，而且真菌病毒在全蚀病衰退中的作用尚未明确。实验室在前期工作中发现收集的全蚀病菌中存在真菌病毒。本申请项目拟对全蚀病菌中病毒进行基因组序列分析，明确其分类地位；并对真菌病毒对寄主致病力的影响，以及与全蚀病衰退现象的关系进行研究。项目的完成扩大对小麦全蚀病菌真菌病毒的认识，扩展了对真菌病毒防治病害理论基础的理解，并预示着利用真菌病毒防治全蚀病潜力。

小麦全蚀病是世界范围内最重要的小麦根部病害，也是我国小麦主产区发生的重要病害之一。真菌病毒在植物病原真菌中广泛存在，在小麦全蚀病菌也有发现。但是目前并没有小麦全蚀病菌真菌病毒的序列报道。本研究通过宏转录组技术测定我国小麦全蚀病菌中真菌病毒种类。结果表明在140个小麦全蚀病菌种发现58个病毒序列。其中43条序列属于双分体病毒科病毒， 6个属于单分体病毒科病毒，6个属于负义链RNA病毒，3个属于正义链RNA病毒。选取小麦全蚀病在2012和2013年发病比较重的田块进行连年定点观察和全省小麦全蚀病发生调查。定点调查的田块，并没有像2012和2013年时小麦全蚀病普遍发生的情况一样，而是2014年，2015年和2016年没有发现典型病株，2017发现少量病株，因此没有在田间观察到典型的衰退现象。小麦全蚀病在河南省发生情况波动大，连2年发生的田块之后3年都没有发生。因此对于小麦全蚀病在田间的发生流行规律，我们还是了解的太少，其发病规律复杂，需要进一步研究和观测。