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备案号：陕ICP备16002997号-2

一、 项目名称

小麦白粉病灾变机理及绿色防控关键技术研究与示范

二、 提名者及提名意见

杨凌农业高新技术产业示范区管理委员会

白粉病是我国小麦上最重要病害之一，对小麦安全生产造成严重威胁。病害流行规律不清，缺乏及时有效的监测预警体系以及抗病品种匮乏、防治药剂单一老化是目前白粉病防治中的突出问题，针对这些重大生产问题，由西北农林科技大学联合陕西省植物保护工作总站、中国农业科学院植物保护研究所、全国农业技术推广服务中心等多家单位经过10余年的联合攻关，明确了陕西省小麦白粉病成灾机理及流行区划，首次查明了影响白粉菌越夏的关键气象因素及其在我国的越夏区域；自主研发出我国首个小麦白粉病自动化监测预警设备和系统，实现了病害智能化和自动化监测预警；摸清了陕西省及我国小麦白粉菌的毒性结构变异动态、生产和后备小麦品种的抗白粉性及抗白粉病基因应用分布情况，发掘和定位抗白粉病新基因/QTL位点11个并开发了其分子辅助选择育种标记，进一步解析了小麦抗白粉病分子机理；揭示了小麦白粉菌对三唑酮的抗药性水平，研发了生物源制剂芽孢杆菌CC09可湿性粉剂，防效与三唑酮相当；集成制定了“品种布局、源头封锁、自动预警、应急防控”的小麦白粉病综合治理策略并大面积示范推广，有效控制病害危害的同时降低了农药用量，经济、社会和生态效益显著。

该项目创新性和实用性强，成果系统，内容丰富，有广阔的应用前景和推广价值。

提名该项目为陕西省科学技术进步奖一等奖。

三、 项目简介

该项目属于农业科学植物保护学科领域。

小麦是我国重要的粮食作物之一，白粉病是小麦上危害最严重的三大病害之一。我国每年发生面积超过1亿亩，陕西省常年发生面积400~600万亩，严重影响小麦的产量和品质。由于对该病害的发生流行规律认知不清，缺乏有效的监测预警体系和优良的抗病品种，防治药剂单一老化，造成小麦白粉病的发生流行范围和危害程度有逐年加重的趋势，严重威胁国家粮食安全。

针对上述重大生产难题，在多个省部级课题的资助下，由西北农林科技大学、陕西省植物保护工作总站、中国农业科学院植物保护研究所和全国农业技术推广服务中心等多家单位历经近20年联合攻关，系统调查研究了小麦白粉病的发生流行规律和越夏规律、病菌群体毒性变异动态，挖掘抗病新基因，研发病害预测预警和绿色防控关键新技术、新方法，取得以下主要成果：

1. 揭示了陕西省小麦白粉病成灾机理及流行区划，首次查明了影响白粉菌越夏的关键气象因素及其在我国的越夏区域，为白粉病流行预测和分区治理提供了科学依据。

（1） 经连续多年对陕西省小麦白粉病发生、传播、危害以及越夏情况的系统调查，将陕西省小麦白粉病发生区域划分为秦岭北麓常发重病区、渭北旱塬常发区、关中东部平川扩散区和关中西部新灌区易发重病区四个流行区域。（2） 通过测定2008至2013年我国小麦白粉菌群体对温度的敏感性，发现大部分菌株的ET50值在23℃和24℃之间，温度对病害的终止阈值平均为26.65℃；ET50值与毒性多样性之间存在显著的负相关；l明确了温度是影响小麦白粉菌越夏的关键气象因素，平均温度26.2℃为越夏的阈值；查明了小麦白粉菌在我国越夏范围主要为陕西西部和北部、甘肃东部和南部、河南和河北西部、宁夏南部、四川南部和西北部、云南北部和南部、贵州西北部地区等地区的山区和高海拔地区，这些地区形成一个窄的南北越夏区域。

2. 揭示了我国小麦白粉菌群体毒性变异动态，挖掘和定位抗白粉病新基因/QTL位点11个，解析了抗白粉病分子机制；研发出生物源农药解淀粉芽孢杆菌CC09，为抗病育种、品种合理布局及病害防控提供了科学依据。

（1）2008至2017年，从陕西省、河南省等分离鉴定白粉菌菌系1000余份，白粉菌系对Pm21等抗性基因的毒性频率较低，对Pm1等基因毒性频率较高；不同地理群体遗传多样性存在差异，群体之间存在一定的基因流；（2）2007至2023年，共对3814份陕西省区试小麦品种及高代品系等进行了成株期抗白粉病鉴定，鉴定结果为陕西省小麦新品种审定和各育种单位在早期淘汰高感品种供了科学依据；（3）利用基因推导和分子标记检测法明确了我国主要麦区小麦品种（系）抗白粉病基因分布情况；从山疙瘩、天选45等小麦农家品种和生产品种中鉴定抗白粉病新基因/QTLs位点11个，开发了分子辅助选择育种标记；揭示了TaGSTU6、TaPOD70等基因的抗白粉病分子机理；（4）我国小麦白粉菌抗性菌株所占比例已由2007年的86.61%上升到2012年99.22%，平均EC50由57.25mg/L上升到109.97mg/L，平均抗性水平由27.39倍上升到34.92倍；（5） 以从健康樟树叶片中分离获得的广谱抗真菌内生解淀粉芽孢杆菌CC09菌株为材料，研制了符合国标的解淀粉芽孢杆菌CC09菌株可湿性粉剂（100亿活芽孢/g），其30倍稀释液对小麦白粉病的防治效果与15%三唑酮可湿性粉剂相当。

3. 建立了小麦白粉病的预测预报模型，自主研发出我国首个小麦白粉病自动化监测预警设备和系统，实现了病害智能化和自动化监测预警。

（1） 建立了小麦白粉病的预测预报模型，并对其实用性、时效性和准确性评价；（2） 集成温度、降雨量、相对湿度、露点温度、叶片表明湿润时间、日照时数、10cm土壤含水量、10cm土壤温度、20cm土壤含水量、20cm土壤温度等10种环境因子传感器、数据微处理芯片、无线数据传输及太阳能供电等模块，自主研制了小麦白粉病自动预报器；（3）预警系统包括田间自动预报器、监测预警平台、云端数据库及分析系统和终端可视系统等，实现了数据的自动采集、存储、运算以及预测结果的展示，并通过神经网络自学习算法提高预测的准确性，在陕西省西安市长安和周至，渭南市富平和合阳，咸阳市武功和兴平，铜川市耀州区，宝鸡市眉县，杨凌示范区，以及河南南阳和安阳，四川雅安、南充、巴中，山东章丘，新疆喀什，西藏林芝等地区应用，预测准确率达86.7%以上。

4. 制定了“品种布局、源头封锁、自动预警、应急防控”的治理策略，构建了全程绿色防控技术体系，大面积示范推广后，有效控制了病害危害，降低了农药使用量，保障了小麦生产安全。

（1） 集成项目组多年研究成果，制定了《小麦主要病虫害全生育期综合防治技术规程》国家行业标准（NB61/T 1013-2016）和《小麦白粉病防控技术规程》陕西省地方标准（DB61/T 1013-2016），并编著了《小麦白粉病测报与防治技术研究》专著，全程指导小麦白粉病的防控。（2）综合考虑小麦生长期、温湿度环境、病虫害发生情况等，利用自动化预报器结果，因地制宜协调应用种植抗病品种、生态和农艺调控、种子处理、后期药剂防治等综合防治策略，渭北旱塬和秦岭北麓白粉菌越夏区，宜采取选用抗病品种、农艺调控、苗期预防和流行期药剂防治等措施；关中灌区和陕南白粉病和条锈病混发区，宜采取兼防措施的分区治理方案。（3）成果在陕西省小麦白粉病常发区的渭南、咸阳、宝鸡、汉中和河南、山西等地大面积推广应用，取得显著的经济、社会和生态效益。

该成果共发表研究论文113篇，其中SCI论文15篇，撰写专著2部；制定国家行业标准1项，陕西省地方标准2项；授权国家发明专利1项，软件著作权1件。

四、 客观评价：（包括该项目科技成果鉴定意见、国内外对本项目研究成果的引用情况）

1. 小麦白粉病自动化监测预警成果验收意见

2017年12月24日，经中国农学会组织专家对小麦白粉病自动化监测预警成果进行了评价，专家一致认为该项研究相关技术整体达到国际先进水平，在自动化预报器研制和实时预警平台的研建上处于国际领先水平。并准予入选国家成果库。

2. 农业部行业科研专项(201303016)验收意见

农业农村部科技教育司组织有关专家,于2018年6月7日在北京对公益性行业(农业)科研专项“禾谷类白粉病和赤霉病综合治理技术研究与示范”(201303016)进行了会议验收。验收专家组认真听取了项目第一承担单位及各协作单位的汇报，审阅了有关资料，经过质疑和充分讨论，形成如下验收意见:

（1）项目根据“关键技术研发-技术集成-示范推广”的技术路线，研究了新型耕作制度和气候变化下的禾谷类白粉和赤霉病菌群体发生规律，明确了不同生态区病菌群体结构的时空变化规律，探明了小麦赤霉病致病菌和玉米穗茎腐病病菌的种类及关系;选育了一批对白粉病和赤霉病具有抗性的新种质和新品种;研发出防治病害的新药剂;开发并完善了病害预测和毒素监测技术;研发了麦类白粉病和赤霉病监测预警系统和决策支持系统;构建了适用于不同生态区的病害综合防控技术体系和模式。技术路线具有创新性。

（2）项目获得国家科技进步奖二等奖1项、省部级科技进步奖4项、国家发明专利金奖1项、优秀科普作品奖1项，省部级科技成果鉴定3项;已申请国家发明专利36件，其中获授权专利23件，登记软件著作权2项，申请并获得新品种权2项，制定行业标准2项、地方标准3项;审定新品种7个，其中国审品种2个、地方审定品种5个，授权品种2个，登记大麦新品种2个;研发并转化登记新产品2个;发表文章142篇(其中SCI源论文60篇，核心期刊82篇)，参编和翻译著作3部。通过本项目的实施，培养国家级人才计划3名、省(部)级人才计划2名，培养研究生56名。

（3）项目研发成果在5个不同生态区示范应用，累计示范面积5万亩，辐射面积500多万亩，小麦平均亩产增加38.96公斤、增收节支9.2亿元。培训技术人员1300余人、农民3.5万人次，发放技术手册4000余份、明白纸30余万份。项目建立了产学研合作机制，充分发挥国家和地方农业科研教学机构、植保和农业技术推广部门优势和特点，与小麦和大麦产业技术体系紧密结合，研究成果及时有效的在生产上得到示范应用，有力推动了禾谷类白粉病和赤霉病综合防治技术的进步，取得了明显的经济、社会和生态效益，为禾谷类作物稳产高产和食品安全提供了科技支撑。

该项目已完成任务书中规定的各项考核指标和研究任务，专家组一致同意通过业务验收。

五、 应用情况（发明奖和进步奖填写)

2020-2022年，利用本项目研究成果在陕西省大面积推广，使小麦白粉病预测准确率达95%以上。通过系统监测、提前预报和精准防治，小麦白粉病发生面积逐年下降。三年累计推广面积3049万亩，共挽回小麦损失39.09万吨，折合7.82亿元。另外由于种植抗病品种和准确预报减少了农药的使用量，累计减少防治2493万亩，降低成本3.74亿元。合计效益11.56亿元。

六、主要知识产权和标准规范目录（发明奖和进步奖填写，限10条)

七、主要完成人情况

八、主要完成单位情况及创新推广贡献

九、完成人合作关系情况