3R技术监控小麦锈病 小麦锈病

近年来，小麦锈病成为农业生产中的一个重要问题。为了有效地监测和控制小麦锈病，3R技术被广泛应用。3R技术指的是“早诊断、快反应、精准防控”技术，通过实时监测和数据分析，能够及时发现小麦锈病的发生，从而采取精准的防控措施，减少病害对农作物的危害，提高农业生产效益。

早诊断：及时发现小麦锈病

小麦锈病是由锈菌引起的一种病害，病害严重时会导致小麦减产甚至死亡。通过3R技术，可以实现对小麦锈病的早期诊断。具体来说，可以利用现代化的农业物联网技术，将小麦田间的各种数据（如土壤湿度、温度、气压、降雨量等）进行实时监测，并通过数据分析，判断小麦是否已经出现锈病。这样，就可以在小麦受到较大损失之前，及时采取防控措施，减少病害对农作物的危害。

快反应：迅速应对小麦锈病

在发现小麦锈病之后，需要迅速采取措施进行防控。通过3R技术，可以实现快速反应。具体来说，可以利用农业物联网技术，对小麦田间进行实时监测，及时发现小麦锈病的发生。同时，可以利用人工智能技术，对小麦锈病进行识别和分类，并根据病情的严重程度，制定相应的防控措施。例如，对于轻微的锈病，可以采取喷药的方式进行防治；对于严重的锈病，需要采取更加严格的防控措施，如清除受到感染的小麦植株。

精准防控：有效控制小麦锈病

通过3R技术，可以实现精准防控，有效控制小麦锈病的发生。具体来说，可以通过实时监测和数据分析，了解小麦田间的病情，制定相应的防控措施。同时，可以利用人工智能技术，对小麦锈病进行预测和预警，及时采取相应的防控措施。这样，就可以避免小麦锈病的大面积爆发，有效保护农作物的安全。

小麦锈病的防控问题

1.小麦锈病的防治方法有哪些？

小麦锈病的防治方法主要包括生物防治、物理防治和化学防治。生物防治包括利用天敌、细菌、真菌等生物制剂进行防治；物理防治包括利用高温、紫外线等物理手段进行防治；化学防治则是利用杀菌剂等化学药剂进行防治。不同的防治方法适用于不同的病情和环境条件。

2.小麦锈病的发生原因是什么？

小麦锈病的发生原因主要是由锈菌引起的。锈菌是一种寄生在小麦植株上的真菌，它会破坏小麦植株的叶片和茎秆，导致小麦减产甚至死亡。小麦的种植环境、气候变化等因素也会影响小麦锈病的发生。

3.如何预防小麦锈病的发生？

预防小麦锈病的发生，可以采取以下措施：选择抗病品种进行种植；合理施肥，保持小麦植株的健康状态；及时清理田间的病害植株，避免病害扩散；加强田间管理，保持田间环境卫生。

4.小麦锈病对农业生产的影响有哪些？

小麦锈病对农业生产的影响主要表现在小麦减产、品质下降等方面。病害严重时，会导致小麦死亡，从而影响粮食生产和农民的收益。小麦锈病还会影响食品安全，给人们的生活带来不利影响。

5.未来小麦锈病防控的趋势是什么？

未来小麦锈病防控的趋势主要是数字化、智能化、精准化。随着农业物联网、人工智能等新技术的不断发展，小麦锈病的监测和防控将更加精准、高效。同时，加强对小麦锈病的研究，培育抗病品种，也是未来小麦锈病防控的重要方向。

问答拓展：人工育种的品种缺乏可遗传的变异这句话正确吗?

人工育种的品种恰恰要具备可遗传的变异，否则的话这样的育种没意义。
人工育种可依据的原理有：基因重组、基因突变、染色体变异。
举例：
1：高中教材中提到的太空椒的培育利用了可遗传的变异：基因突变。
2：已知小麦的高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗锈病（R）对易染锈病（r）为显性，两对性状独立遗传。现有高秆抗锈病、矮秆易染病两纯系品种。要求使用杂交育种的方法培育出具有矮秆抗锈病埋蠢性状的新品种。这里就利用了可遗传的变异：基因重组。
操作方法：（参见下面图解）
①让纯种的高秆抗锈病和矮秆易染锈病小麦杂交得F1；
②让F1自交得F2；
③选F2中矮秆抗锈蔽灶病小麦自交得F3；
④留F3中未出现性状分离的矮秆抗病个体，对于F3中出现性状分离的再重复③④步骤
关于三倍体的性弯并陪状能否遗传的问题，三倍体的性状虽然不能通过（种子）有性生殖遗传，但通过无性生殖是可以的。

问答拓展：抵抗小麦锈病的持久性主效基因有哪几个？

(1)Sr2:位于染色体3BS，控制成株对秆锈病的抗病性该基因来源于二粒小麦(Yaroslavemmer)，与控制伪黑颖性状的基因连锁澳大利亚美国和国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)选育的许多品种具有该基因，表现持久抗病性该基因在北美洲已经利用了50多年，仍未失效

(2)Sr26:来源于彭梯卡偃麦草，位于染色体6AL，控制全生育期抗锈性，用于澳大利亚小麦育种，抗病性水平高，利用了近20a仍未失效

(3)Sr31:来自黑麦，位于其1BL-1RS染色体上该染色体上还有著名的抗条锈基因Yr9和抗叶锈基因Lr26，但都为非持久抗病性基因Sr31在澳大利亚和中国广泛应用，仍保持抗病

(4)Lr34:是一个著名的持久抗锈基因，研究和利用甚多它位于染色体7D，并不控制低反应型抗病性，而是控制对叶锈病的成株期慢锈性，抗病程度中等(Rubiales等，1995)Lr34与抗条锈病基因Yr18连锁，可以控制对条锈病的慢锈性，并且还与控制叶尖坏死性状的基因连锁(Singh，1992a，1992b)在田间，能够凭借叶尖坏死这一表型特征识别和选择该基因是作为定量抗病性主效QRL精细定位和克隆的但Krattinger等(2024)克隆了Lr34后，却发现该基因单独控制对叶锈病条锈病白粉病等3种病害的抗病性，也控制叶尖坏死性状，可见并非是几个紧密连锁基因的作用

(5)Lr46:控制慢锈性的主效基因，抗病程度中等(Singh等，1998)CIMMYT品种Pavon76等含有该基因，表现持久抗病性Lr46与抗条锈病基因Yr29连锁，可控制对这两种锈病的慢锈性(Rosewarne等，2024)复合使用Lr34与Lr46效果更好

(6)Yr18:位于染色体7D，抗条锈病，效能中等，控制Anza和Bezostaja等品种的持久抗病性Yr18基因具有多效性，可降低侵染频率，延长条锈菌潜伏期，减小病斑长度该基因与2~4个微效基因组合，抗病效能明显提高

问答拓展：我们可以使用非寄主抗性在植物中提供更持久的抗性吗？

植物非寄主抗性是自然界中植物对外来病原微生物最广泛的抗性。它是植物的免疫系统。植物非寄主抗性具有持久性和广谱抗性的特点。它是作物抗病育种中重要的潜在抗病资源，也是抗病研究的热点之一。本文综述了非寄主抗性的遗传研究和抗性机理，分析了非寄主抗性研究的难点和发展前景。非寄主抗性是植物在物种水平上的抗性，也是抵御病原菌侵染的第一道防线。它具有广键丛谱、抗性强、持久性强的特点，可以保护植物免受大多数病原菌的危害。其分子机制的揭示将为植物病害的防治提供新的策略。

非寄主抗性是植物对大多数病原菌具有抗性，对少数病原菌敏感的主要抗病类圆磨型。它不受单一植物特异性抗病基因控制，不易随着病原微生物的变异而丢失。它具有稳定性和持久性的特点。它在农业上具有广阔的应用前景。对寄主抗性的分橘亮斗子基础的理解仍然滞后。非寄主抗性的原因之一是在相应的非病原菌中缺乏特定的致病因子。拥有大量无毒基因可能是另一个重要原因。以小麦品种水原11号幼苗与条锈菌CY31、cy23的亲和组合为材料，采用双向电泳（2-DE）技术分离和分析了小麦全叶蛋白表达谱。

在接种后24小时和72小时，用基质辅助激光解吸飞行时间质谱（MALDI-TOFMS）分析了41个差异表达的蛋白点，其中23个蛋白点被阳性鉴定。这些蛋白质主要参与光合作用、抗氧化、信号转导和代谢功能。非亲和反应中诱导蛋白的注释揭示了一种快速的抗性反应，包括激酶信号的诱导和活性氧的产生，这发生在R基因介导的抗性中。在小麦条锈病叶片分离蛋白中检测到核酮糖-1,5-二磷酸脱羧酶/加氧酶的断裂。通过Western-blot分析进一步证实了Rubisco的片段化。指出条锈病侵染对寄主小麦的叶绿体和光合作用有亲和力和非亲和力两方面的影响。