问题描述

近年来，小麦茎基腐病在我国小麦主产区（河南、山东、河北等省）逐年加重，部分区域暴发成灾，造成严重减产，对小麦生产和国家粮食安全构成严重威胁。由于该病属我国新发病害，对其成灾机理尚不清楚，加上抗病品种匮乏，关键防控手段不足，给该病有效治理带来严重困难，亟待尽快解决。

问题背景

小麦茎基腐病（优势病原菌为假禾谷镰孢Fusarium pseudograminearum）于1950’在澳大利亚Queensland首次报导，目前该病已经成为一种重要的世界性小麦土传病害，在澳洲、美洲、欧洲、亚洲的数十个国家均有报道该病害的发生。2012年河南农业大学李洪连团队在我国河南沁阳首次报道了由假禾谷镰孢引起的小麦茎基腐病，并开展了一系列研究工作。近年来，由于持续多年秸秆还田造成菌原积累，加上小麦品种抗性普遍较差、气候变暖、土壤盐渍化等环境条件有利等因素，茎基腐病在我国黄淮小麦主产区发生逐年加重，特别是豫北、豫中东、冀中南、鲁西南、鲁西北等不少地区造成严重损失，成为继条锈病、赤霉病等重大病害后，对我国小麦安全生产构成巨大威胁的新型病害。据有关部门调查统计，仅河南、山东及河北3省，小麦茎基腐病的发生面积就达3000万亩以上，一般病田可引起减产20%-30%，重病田产量损失达到70%以上，对小麦生产为害极大。

近年，小麦茎基腐病在我国的快速蔓延和严重危害已经引起农业农村部、有关省份及众多科技工作者的高度关注。据不完全统计，已有河南农业大学、山东农业大学、河北农业大学、河南农科院植保所、山东农科院植保所、河北农科院植保所、中国农科院植保所等20多个教学科研单位的科技人员开始从事该病害的已经工作，农业农村部以及河南省、山东省、河北省等小麦主产省已经将该病害列入小麦上重点监测和防控病害之一。

最新进展（截止问题发布年度）

（1）小麦茎基腐病的病原菌种类

近年河南农业大学等单位研究发现，我国黄淮麦区小麦茎基腐病病原菌比较复杂，包括假禾谷镰孢（F. pseudograminearum）、禾谷镰孢（F. graminearum）、黄色镰孢（F. culmorum）、燕麦镰孢（F. avenaceum）、层出镰孢（F. proliferatum）等9种镰孢菌，以假禾谷镰孢（F. pseudograminearum）占比最高，为优势病原菌；各地病原菌分离比率有一定差异，其中河南、河北、山东等黄海北部等省份小麦茎基腐病病原菌以假禾谷镰孢为优势种，而皖北、苏北等黄淮南部地区以禾谷镰孢复合种为主，但假禾谷镰孢引起的小麦茎基腐病造成的产量损失更大，这一研究结果与国外基本一致。另外，河南农业大学李洪连团队通过室内人工接种测定了不同病原镰孢菌的致病力，结果表明假禾谷镰孢的致病力最强，其次为黄色镰孢和禾谷镰孢，而层出镰孢、燕麦镰孢、木贼镰孢和三线镰孢等的致病力比较弱，同时发现假禾谷镰孢不同分离物之间存在明显的致病力分化。

（2）病原物快速多重检测技术

鉴于小麦茎基部及根部病原种类复杂，复合侵染比较普遍，诊断特别是早期诊断比较困难。近年河南农业大学等单位对小麦根茎病害主要病原物的快速检测技术进行了研究，构建了同时检测小麦5种主要土传病原物（含假禾谷镰孢、禾谷镰孢、禾谷丝核菌、禾顶囊壳、麦根腐蠕孢）的多重PCR检测体系，以及假禾谷镰刀菌LAMP检测技术体系，为病害早期诊断提供了技术支撑。

（3）病害发生规律

目前研究发现，小麦茎基腐病的发生与品种抗性、耕作制度、土壤生态及气候条件有比较密切关系。秸秆化田、偏施氮肥、灌浆期干旱、土壤盐碱化等有利于病害发生。但对这些因素如何影响病害发生程度及其机理研究很少。

（4）品种抗病性研究

近年关于小麦品种对茎基腐病的抗性有一些研究报道。但总的来说，生产上推广的小麦品种对茎基腐病普遍表现感病或高度感病，室内接种鉴定鉴定基本上没有发现抗病品种。但在田间病圃鉴定中发现，品种之间对茎基腐病抗性存在一定差异，少数品种在田间可以达到中抗水平,具有一定的生产利用价值。河南农业大学农学院陈锋团队研究发现了一个小麦茎基腐病相关基因TaDIR-B1，该基因缺失可以增强小麦抗茎基腐病抗性能力,并发现该基因可能是通过改变植株木质素含量调控小麦茎基腐病的抗性;山东农业大学农学院孔令让团队从小麦近缘植物长穗偃麦草中首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7，且成功将其转移至小麦品种中，明确并验证了其在小麦抗病育种中不仅具有稳定的赤霉病抗性,而且对小麦茎基腐病也具有明显抗性,该研究成果被列入2020中国十大科技进展。

（5）防控技术

国内目前对于小麦茎基腐病的防控技术研究主要集中在筛选和培育抗病品种、生防菌剂研发和化学防治研究等方面。但抗病育种工作刚刚开始，生产上能够大面积推广的抗病丰产品种很少；河南农科院植保所与河南农业大学等单位合作在小麦茎基腐病的生物防治方面开展了相关研发工作，筛选出一批高效生防菌株并初步开发出2种生防菌剂，正在进行田间试验示范；河南农业大学联合一些农化企业在防治药剂筛选和研制方面进行了一些探索性工作，初步筛选出戊唑醇、丙硫菌唑、适麦丹、三氟吡啶胺等一批高活性杀菌剂。

（6）我国小麦茎基腐病研究未来面临的关键难点与挑战：

① 小麦茎基腐病与赤霉病的关系？由于假禾谷镰孢既可以引起茎基腐病，也可以引起严重的穗腐病（赤霉病）；而禾谷镰孢同样既可以引起赤霉病（穗腐病），也能引起茎基腐病，而且在黄淮麦区一些地区两种病原菌同时存在，小麦赤霉病穗上假禾谷镰孢的分离频率呈现不断上升的趋势，茎基腐病与赤霉病之间究竟是一种什么样的关系，如何进行联防联控，需要进一步探究。

② 小麦茎基腐病为什么会暴发成灾？自2012年国内河南首次报道假禾谷镰孢引起的茎基腐病，从一个局部的新发病害，到目前该病在黄淮小麦主产区普遍暴发，波及范围之广，造成损失如此严重，其中原因亟需加以明晰，以便给病害监测防控工作提供理论指导。

③ 如何培育抗病丰产品种？由于当前推广的小麦品种普遍感病，抗源比较匮乏，相关抗性分子机理研究不足，需要尽快从多渠道筛选抗源材料，通过常规+分子育种相结合的手段加快抗茎基腐病育种进程，尽快培育出能够在生产上大面积推广的抗病丰产小麦品种。

④ 如何进行小麦茎基腐病的有效防控？需要在明确小麦茎基腐病发生规律及成灾机理的基础上，开展简便农业农艺防病技术、高效生防菌剂研发、高效防控药剂研发等关键防控技术研究，并在此基础上进行防控技术集成，在重病区进行示范推广，以能够有效地控制病害蔓延和危害。

另外，对病原物与寄主互作及其致病的分子机理、病原物生态学及其在田间的消长规律，气候变化对病害发生的影响，秸秆还田对病害成灾的作用等问题也需要进行深入研究。

重要意义

小麦是我国重要的口粮作物，常年种植面积达到3.6亿亩左右，在国家粮食安全工作中占有十分重要的地位。小麦茎基腐病目前已经成为我国小麦主产区生产上重大问题，对小麦安全生产构成严重威胁。本问题解决后，将为我国小麦丰产稳产和国家粮食安全奠定坚实基础，具有重大的经济、社会效益。同时，在本问题中对病原菌致病分子机理及其与寄主互作、病害成灾机理、抗病资源筛选及抗病育种工作等方面的深入研究，将会对植物新型土传病害研究、小麦抗病育种、新型防控药物研发等方面产生积极的推动甚至引领作用。