鄧清燕,羅江陶,鄭建敏,萬(wàn)洪深,李式昭,楊漫宇,夏先全,蒲宗君

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所,成都 610066;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南地區(qū)小麥生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610066;3.糧油作物綠色種質(zhì)創(chuàng)新與遺傳改良四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610066;4.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,成都 610066)

【研究意義】小麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植面積最廣的糧食作物。世界糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示目前全世界小麥種植面積超過(guò)2.19×108hm2,年產(chǎn)量超過(guò)7.6×108t。小麥作為最重要的糧食作物,遭受著多種生物和非生物脅迫,其中真菌病害是小麥生產(chǎn)面臨的最嚴(yán)重威脅之一。小麥赤霉病(Fusariumhead blight, FHB)是由禾谷鐮刀菌(F.graminearum)等多種鐮刀菌引起的一種真菌病害,俗稱小麥“癌癥”,在流行年份造成小麥大面積減產(chǎn)并嚴(yán)重降低小麥籽粒質(zhì)量。赤霉病主要侵染開花期的小麥穗部,在灌漿期迅速擴(kuò)展繁殖,并在籽粒中產(chǎn)生多種毒素,包括脫氧雪腐鐮孢菌烯醇(Deoxynivalenol, DON)、雪腐鐮孢菌烯醇(Nivalenol, NIV)和玉米赤霉烯酮(Zearalenol, ZEN)等,嚴(yán)重威脅人畜健康[1]。我國(guó)赤霉病高發(fā)區(qū)主要分布于長(zhǎng)江中下游麥區(qū)、南方沿海省份和東北春麥區(qū)等雨量充沛地區(qū)。但近二十年來(lái),隨著全球氣候變暖以及耕作制度的變化,赤霉病逐漸呈現(xiàn)由傳統(tǒng)病區(qū)北擴(kuò)西移的趨勢(shì)[2-3]。2012年小麥赤霉病嚴(yán)重爆發(fā),全國(guó)危害面積超過(guò)1.00×107hm2,其中小麥主產(chǎn)區(qū)河南省達(dá)3.33×106hm2[4]。雖然西南麥區(qū)并非赤霉病的傳統(tǒng)病區(qū),但近年來(lái)受開花期陰雨暖濕氣候及耕作方式等影響,赤霉病呈逐年加重的趨勢(shì)。因此,加快抗赤霉病小麥的培育和推廣是保障小麥安全生產(chǎn)最綠色有效的途徑?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】赤霉病抗性基因/QTL的挖掘和研究是分子標(biāo)記輔助選擇抗病育種的遺傳基礎(chǔ)。小麥赤霉病抗病QTL廣泛分布于小麥的21條染色體上,數(shù)量高達(dá)250多個(gè)[5]。目前,已被正式命名的主效基因有7個(gè),其中Fhb1、Fhb2來(lái)源于蘇麥3號(hào)和望水白[6-7],Fhb4、Fhb5來(lái)源于江蘇溧陽(yáng)的地方品種望水白[8-9],Fhb3、Fhb6和Fhb7分別來(lái)源于小麥的近緣種大賴草、披堿草及長(zhǎng)穗偃麥草[10-12]。在眾多抗病基因或QTL中,Fhb1的效應(yīng)最大且抗性表現(xiàn)穩(wěn)定,已被廣泛用于赤霉病的抗性改良,且已育成一批抗性顯著的小麥品種[13]。在7個(gè)主效基因中僅Fhb1和Fhb7已被克隆,其中Fhb1的候選基因編碼一個(gè)富含組氨酸的鈣結(jié)合蛋白His(Histidine rich calcium-binding protein,HRC),但His參與調(diào)控抗病的分子機(jī)制尚不清楚[14-15],Fhb7的候選基因編碼谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(Gluthanione S-transferase, GST),功能研究表明,Fhb7編碼的蛋白可作用于DON毒素的環(huán)氧基團(tuán)催化形成谷胱甘肽加合物(DON-GSH)解除毒性,從而賦予小麥對(duì)赤霉病的抗性[16]。我國(guó)小麥赤霉病抗性育種起步于20世紀(jì)40年代,經(jīng)過(guò)歷代育種家的選育,培育出了蘇麥3號(hào)、萬(wàn)年2號(hào)、望麥15、荊州1號(hào)等赤霉病中抗及以上的品種[2,17]。其中蘇麥3號(hào)作為最優(yōu)質(zhì)的抗源之一已應(yīng)用于全世界抗赤霉病育種中。利用抗性品種(系)作親本進(jìn)行抗病育種是最快速高效的育種方式。近年來(lái),關(guān)于小麥赤霉病抗性鑒定和抗病基因檢測(cè)的研究較多,但主要集中于長(zhǎng)江中下游麥區(qū)和黃淮麥區(qū)。賈寶森等[18]采用單花滴注法鑒定198份長(zhǎng)江中下游麥區(qū)和黃淮麥區(qū)小麥品種,獲得中抗以上品種37個(gè),其中含有Fhb1基因的品種33份。張煜等[19]利用土表接種法鑒定黃淮南部麥區(qū)762個(gè)品種(系),獲得15個(gè)中抗赤霉病品種(系),其中11個(gè)含有Fhb1基因。徐婷婷等[20]利用單花滴注法對(duì)107份黃淮麥區(qū)小麥資源進(jìn)行鑒定,并檢測(cè)Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5抗病基因,獲得的13個(gè)抗病品種攜帶1個(gè)或多個(gè)抗病位點(diǎn)。蔣正寧等[21]對(duì)202份揚(yáng)麥品種(系)進(jìn)行田間抗病鑒定和抗病位點(diǎn)檢測(cè),其中抗病品種(系)68份,攜帶Fhb1、Fhb2和QFhb-2DL位點(diǎn)的分別有37、30、39份。隨著小麥基因組測(cè)序的完成,小麥抗赤霉病QTL及主效基因逐漸被精細(xì)定位和克隆,利用分子標(biāo)記輔助選擇育種成為現(xiàn)代育種的重要手段之一。張一鐸等[22]通過(guò)分子標(biāo)記輔助回交選育的方法,培育出聚合多個(gè)抗赤霉病基因的小麥新品系百農(nóng)4299。但在大面積生產(chǎn)中,大面積豐產(chǎn)性和赤霉病抗性結(jié)合仍難以突破,僅在揚(yáng)麥、寧麥和鄂麥等系列的少數(shù)品種表現(xiàn)較好[23],赤霉病抗性育種任重道遠(yuǎn),利用抗赤霉病基因的分子標(biāo)記輔助選育新品種或許會(huì)成為赤霉病抗性育種的新突破?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】四川盆地是我國(guó)小麥的重要生產(chǎn)區(qū)之一,具有寡日照,多陰雨,生態(tài)多樣和種植制度多樣等特點(diǎn)。近年來(lái),隨著赤霉病的北擴(kuò)西移,四川盆地小麥赤霉病發(fā)病面積和發(fā)病態(tài)勢(shì)逐年加重,嚴(yán)重限制了四川小麥種植面積的恢復(fù)和擴(kuò)展。由于四川并非赤霉病的傳統(tǒng)發(fā)病區(qū),多年來(lái)缺乏系統(tǒng)的抗赤霉病育種研究,導(dǎo)致四川小麥育成推廣品種赤霉病抗性普遍較差[24]。因此,培育適于大面積生產(chǎn)的小麥抗赤霉病新品種成為四川小麥育種家亟需解決的問題?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究鑒定出156份赤霉病中抗及以上的品種或高代品系,通過(guò)已有的抗赤霉病基因及部分抗條銹病和白粉病基因的分子標(biāo)記檢測(cè),解析赤霉病抗性品種或高代品系中抗病基因的組成,為抗赤霉病的分子標(biāo)記輔助育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本研究所用的156份小麥材料包括13份四川省內(nèi)育成品種和143份選育的高代品系,對(duì)照材料為蘇麥3號(hào)。所有試驗(yàn)材料于2021年種植于成都試驗(yàn)點(diǎn),經(jīng)四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所鑒定,赤霉病達(dá)中抗及以上。赤霉病抗性基因檢測(cè)的對(duì)照材料為聚合抗赤霉基因Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5的川麥64近等基因系,引自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)馬正強(qiáng)教授課題組。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 赤霉病鑒定方法 本研究156份小麥赤霉病鑒定方法采用赤霉病土表接種法,參照《小麥品種抗赤霉病性田間鑒定技術(shù)規(guī)程》(DB51/T1680—2013),病圃設(shè)置在小麥赤霉病適發(fā)區(qū),肥力、除草和播期與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致,各參試鑒定品種實(shí)行條播鑒定,每50～100份鑒定材料設(shè)置1組抗病、感病對(duì)照品種材料。鑒定小區(qū)每份材料播種1行,行長(zhǎng)0.80 m,行距0.24～0.28 m,每隔10行設(shè)置1行誘發(fā)行,所有材料設(shè)置2次試驗(yàn)重復(fù)。小麥抽穗前30 d進(jìn)行赤霉病土表接種,將制備好的病粒均勻撒于鑒定圃的小麥行間,接種后做好田間灌溉保持土壤水分。病情記載于材料乳熟中后期進(jìn)行,并在1周后復(fù)查1次,計(jì)算發(fā)病麥穗的平均嚴(yán)重度。0級(jí)為無(wú)發(fā)病小穗;1級(jí)為零星小穗發(fā)病,發(fā)病小穗占總小穗數(shù)5%以下;2級(jí)為發(fā)病小穗占總小穗的5%～24%;3級(jí)為發(fā)病小穗占總小穗數(shù)25%～50%;4級(jí)為發(fā)病小穗占總小穗數(shù)50%以上。其中,嚴(yán)重度0為免疫;1級(jí)為高抗;2～4級(jí)且發(fā)病普遍率不高于20%時(shí)為中抗;3級(jí)且發(fā)病普遍率大于20%為中感;4級(jí)且發(fā)病普遍率大于20%為高感。

1.2.2 葉片基因組DNA的提取 室溫培養(yǎng)小麥,取萌發(fā)1周后的幼苗葉片用于基因組DNA提取,提取方法采用SDS法[25]。提取的葉片總DNA溶解于100 μL TE溶液中,用NanoDrop2000超微量分光光度計(jì)檢測(cè)DNA的濃度和質(zhì)量,保存于-20 ℃冰箱備用。

1.2.3 PCR的擴(kuò)增和電泳分析 PCR擴(kuò)增采用15 μL體系,包括2×TaqPCR Mix(生工生物),20 ng DNA,每種引物0.5 μmol/L。擴(kuò)增使用ABI基因擴(kuò)增儀,擴(kuò)增程序:94 ℃ 3 min;94 ℃ 30 s,50～60 ℃ 30 s,72 ℃ 40 s,36個(gè)循環(huán);最后72 ℃延伸5 min。PCR產(chǎn)物在1.5%(w/v)的瓊脂糖凝膠或8%的聚丙烯酰胺凝膠上進(jìn)行電泳分析。

1.2.4 分子標(biāo)記 赤霉病抗性基因Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5的分子標(biāo)記采用南京農(nóng)業(yè)大學(xué)馬正強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)提供的引物,其中抗赤霉病基因Fhb1的分子標(biāo)記為診斷性標(biāo)記,Fhb2、Fhb4、Fhb5的分子標(biāo)記為緊密連鎖的SSR標(biāo)記?？箺l銹病基因Yr5、Yr15、Yr18、Yr26、YrAs2388和抗白粉病基因Pm21的分子標(biāo)記來(lái)自于文獻(xiàn)報(bào)道。所有引物的詳細(xì)信息如表1所示,引物的合成委托生工生物公司完成。

表1 用于檢測(cè)小麥抗性基因的分子標(biāo)記信息Table 1 Molecular marker information for detection of wheat resistance genes

續(xù)表1 Continuedtable 1

2 結(jié)果與分析

2.1 赤霉病抗性的鑒定和抗性基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5分子檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)四川目前流行的赤霉病混合菌種對(duì)收集的小麥品種(系)進(jìn)行土表病粒接種,于乳熟中后期進(jìn)行病情調(diào)查。鑒定結(jié)果顯示有156份小麥材料對(duì)赤霉病表現(xiàn)中抗,無(wú)免疫和高抗的品種(系)。為明確156份中抗品種(系)中是否存在已知抗赤霉病基因,利用抗性基因Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5的共8個(gè)分子標(biāo)記對(duì)其進(jìn)行分子標(biāo)記擴(kuò)增(圖1～2),陽(yáng)性對(duì)照為川麥64近等基因系。Fhb1基因的診斷性標(biāo)記WGRB1028僅在高代品系20引979中擴(kuò)增出1.25 kb的目標(biāo)條帶,Fhb5的緊密連鎖標(biāo)記MAG9482和WMC752在高代品系20間2506-10中擴(kuò)增出與對(duì)照相同的條帶。在供試的156份赤霉病中抗材料中僅有2份含有已知赤霉病抗性基因,說(shuō)明四川小麥種質(zhì)中缺乏已知赤霉病抗性基因,后續(xù)的育種工作要加強(qiáng)赤霉病抗性基因的導(dǎo)入。

M:Trans2K DNA Marker;1:綿麥904;2:綿麥908;3:蜀藍(lán)麥171;4:綿糯麥2號(hào);5:中梁22;6:西科麥11;7:綿麥318;8:川麥83;9:蜀麥1743;10:川育35;11:川輻19;12:川育32;13:蜀麥1871;14:20引705;15:20引706;16:20引978;17:20引979;18:20引1113;19:20引1114;20:20引1115;21:20引1118;22:18051-1;23:H2017;24:川麥64(Fhb1+2+4+5)。箭頭指示的為目標(biāo)條帶。M:Trans2K DNA Marker; 1:Mianmai 904; 2:Mianmai 908; 3:Shulanmai 171; 4:Miannuomai 2; 5:Zhongliang 22; 6:Xikemai 11; 7:Mianmai 318; 8:Chuanmai 83; 9:Shumai 1743; 10:Chuanyu 35; 11:Chuanfu 19; 12:Chuanyu 32; 13:Shumai 1871; 14:20 yin 705; 15:20 yin 706; 16:20 yin 978; 17:20 yin 979; 18:20 yin 1113; 19:20 yin 1114; 20:20 yin 1115; 21:20 yin 1118; 22:18051-1; 23:H2017; 24:Chuanmai 64(Fhb1+2+4+5).Arrow indicates the target band.圖1 Fhb1擴(kuò)增部分供試小麥品種(系)Fig.1 Amplification of Fhb1 in some tested wheat varieties(lines)

M:Trans2K DNA Marker;1:綿麥904;2:綿麥908;3:蜀藍(lán)麥171;4:綿糯麥2號(hào);5:中梁22;6:西科麥11;7:綿麥318;8:川麥83;9:蜀麥1743;10:川育35;11:川輻19;12:川育32;13:蜀麥1871;14:20引705;15:20引706;16:20引978;17:20引979;18:20引1113;19:20引1114;20:20引1115;21:20引1118;22:18051-1;23:H2017;24:H2018;25:H2006;26:H2020;27:203137;28:21195;29:21205;30:21207;31:21210;32:21226;33:21229;34:21230;35:21233;36:21235;37:川麥64(Fhb1+2+4+5)。箭頭指示的為目標(biāo)條帶。M:Trans2K DNA Marker; 1:Mianmai 904; 2:Mianmai 908; 3:Shulanmai 171; 4:Miannuomai 2; 5:Zhongliang 22; 6:Xikemai 11; 7:Mianmai 318; 8:Chuanmai 83; 9:Shumai 1743; 10:Chuanyu 35; 11:Chuanfu 19; 12:Chuanyu 32; 13:Shumai 1871; 14:20 yin 705; 15:20 yin 706; 16:20 yin 978; 17:20 yin 979; 18:20 yin 1113; 19:20 yin 1114; 20:20 yin 1115; 21:20 yin 1118; 22:18051-1; 23:H2017; 24:H2018; 25:H2006; 26:H2020; 27:203137; 28:21195; 29:21205; 30:21207; 31:21210; 32:21226; 33:21229; 34:21230; 35:21233; 36:21235; 37:Chuanmai 64 (Fhb1+2+4+5).Arrow indicates the target band.圖2 Fhb5緊密連鎖的分子標(biāo)記擴(kuò)增部分供試小麥品種(系)Fig.2 Amplification of Fhb5-linked molecular markers in some tested wheat varieties(lines)

2.2 抗銹病基因Yr5、Yr15、Yr18、Yr26和YrAs2388的分子檢測(cè)結(jié)果

為了便于赤霉病抗性材料的育種應(yīng)用,分別以抗銹病基因Yr5、Yr15、Yr18、Yr26和YrAs2388的分子標(biāo)記擴(kuò)増供試的156份赤霉病抗性小麥材料,檢測(cè)抗條銹病基因的組成(圖3)。利用Yr5基因的特異標(biāo)記擴(kuò)增156份供試材料,結(jié)果僅在4份材料中檢測(cè)出100 bp的陽(yáng)性條帶,占供試材料的2.56%。而利用Yr15的特異標(biāo)記在63份材料中檢測(cè)出993 bp的陽(yáng)性條帶,占供試材料的頻率高達(dá)40.38%。此外,在9份材料中檢測(cè)出Yr18基因,在3份材料中檢測(cè)出Yr26基因,分別占供試材料的5.77%和1.92%。在14份材料中檢測(cè)出YrAs2388基因,占供試材料的8.97%。說(shuō)明,除Yr15基因的分布頻率較高外,其余抗條銹病基因在供試材料中的分布頻率均較低。

2.3 抗白粉病基因Pm21分子檢測(cè)結(jié)果

小麥抗白粉病基因Pm21是目前應(yīng)用最廣的廣譜抗性基因。本研究利用抗白粉病基因Pm21的分子標(biāo)記擴(kuò)增156份供試材料,以綿麥60為陽(yáng)性對(duì)照(圖3)。擴(kuò)增結(jié)果顯示,44份材料擴(kuò)增出477 bp的陽(yáng)性條帶,占供試材料的28.21%,說(shuō)明抗白粉病基因Pm21在供試材料中的分布較廣泛。

M:Trans2K DNA Marker;1:H2006;2:H2020;3:203137;4:21195;5:21205;6:21207;7:21210;8:21226;9:21229;10:21230;11:21233;12:21235;13:21PL4998;14:21PL5027;15:21PL5028;16:21PL5037;17:21PL5039;18:21PL5040;19:21PL5061;20:21PL5062;21:21PL5067;22:21PL5076;23:21PL5080;24:21PL5084;25:綿麥904;26:綿麥908;27:蜀藍(lán)麥171;28:綿糯麥2號(hào);29:中梁22;30:西科麥11;31:綿麥318;32:川麥83;33:蜀麥1743;34:川育35;35:川輻19;36:川育32;箭頭指示的為目標(biāo)條帶。M:Trans2K DNA Marker; 1:H2006;2:H2020; 3:203137; 4:21195; 5:21205; 6:21207; 7:21210; 8:21226; 9:21229; 10:21230; 11:21233; 12:21235; 13:21PL4998; 14:21PL5027; 15:21PL5028; 16:21PL5037; 17:21PL5039; 18:21PL5040; 19:21PL5061; 20:21PL5062; 21:21PL5067; 22:21PL5076; 23:21PL5080; 24:21PL5084; 25:Mianmai 904; 26:Mianmai 908; 27:Shulanmai 171; 28:Miannuomai 2; 29:Zhongliang 22; 30:Xikemai 11; 31:Mianmai 318; 32:Chuanmai 83; 33:Shumai 1743; 34:Chuanyu 35; 35:Chuanfu 19; 36:Chuanyu 32.Arrow indicates the target band.圖3 部分品種(系)中白粉病和條銹病基因檢測(cè)Fig.3 Detection of powdery mildew and stripe rust genes in some tested wheat varieties(lines)

2.4 抗病基因的組成

通過(guò)赤霉病、條銹病和白粉病的抗病基因的分子標(biāo)記檢測(cè),在156份供試材料中共有122份材料檢測(cè)出含有至少1個(gè)抗病基因(表2)。其中,20間2506-10同時(shí)含有赤霉病、條銹病和白粉病3種抗病基因。此外,共檢測(cè)出6個(gè)材料含有條銹病和白粉病2種抗病基因,9個(gè)材料中聚合了2個(gè)抗條銹病基因,剩余的106份材料僅含有1個(gè)抗病基因(圖4)。以上結(jié)果為今后抗病基因的聚合育種提供理論基礎(chǔ)。

圖4 156份供試品種(系)中抗病基因的分布Fig.4 Distribution of resistance genes in 156 tested wheat varieties(lines)

表2 156份小麥赤霉病抗性品種(系)抗病基因檢測(cè)Table 2 Detection of resistance genes in 156 FHB resistant wheat varieties(lines)

續(xù)表2 Continuedtable 2

3 討 論

3.1 四川小麥赤霉病抗性基因與抗性育種

四川作為條銹病的重發(fā)區(qū)及白粉病的常發(fā)區(qū),多年的抗性育種主要圍繞條銹病和白粉病的抗性展開,而未重視抗赤霉病小麥的培育,故四川小麥品種大多缺乏赤霉病抗性。本研究通過(guò)土表接種法鑒定獲得了156份小麥赤霉病中抗的品種或高代品系。經(jīng)過(guò)抗赤霉病基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的分子標(biāo)記檢測(cè),共發(fā)現(xiàn)2份材料分別含已知抗病基因Fhb1和Fhb5,其余154份材料的赤霉病抗性的遺傳組成尚不清晰。分析其原因,一方面由于四川并非赤霉病的傳統(tǒng)病區(qū),缺乏自然選擇壓,四川小麥缺乏自然抗病變異。另一方面由于缺乏自然和人工選擇,近幾十年四川在引進(jìn)外來(lái)小麥品種進(jìn)行新品種培育的過(guò)程中可能丟失了一些已知赤霉病抗性的主效基因。

隨著四川小麥赤霉病發(fā)病逐年加重,四川小麥育種愈發(fā)重視抗赤霉病品種的培育。利用四川現(xiàn)有的抗病基因資源進(jìn)行新品種培育是最便捷有效的方法。然而,關(guān)于四川小麥赤霉病抗性鑒定和抗病位點(diǎn)檢測(cè)的研究相對(duì)較少。張華等[32]對(duì)153份四川主推品種和后備品系抗病基因檢測(cè)發(fā)現(xiàn),可能攜帶Fhb1的材料僅為12份,但該研究缺少赤霉病的田間鑒定結(jié)果。本研究通過(guò)田間抗病鑒定獲得的156份赤霉病中抗材料,并利用赤霉病抗性基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的分子標(biāo)記進(jìn)行檢測(cè),明確了供試四川小麥品種(系)的赤霉病抗病性和抗病基因的組成,可直接應(yīng)用于抗病品種的培育和赤霉病抗性改良。但本研究的抗病鑒定采用的土表接種法可能存在接種效果不佳和花期錯(cuò)過(guò)發(fā)病高峰期等缺點(diǎn),并且只收集了1年的接種鑒定數(shù)據(jù),所以可能導(dǎo)致某些品種(系)的抗性表型不準(zhǔn)確。因此,引進(jìn)赤霉病高發(fā)區(qū)的抗病品種進(jìn)行新品種培育是另一個(gè)主要的途徑。

3.2 四川小麥抗病基因組成

為了明確156份赤霉病中抗材料中抗條銹病和白粉病基因的組成,以便為后續(xù)的抗性育種應(yīng)用提供遺傳依據(jù)。小麥抗白粉病基因是來(lái)自小麥近緣種簇毛麥的廣譜抗性基因[33]。利用Pm21基因育成了揚(yáng)麥系列、鎮(zhèn)麥系列及綿麥系列等多個(gè)抗白粉病品種[34]。供試材料中含有抗白粉病基因Pm21材料的比例較高,說(shuō)明供試的材料不僅具有赤霉病抗性,同時(shí)部分材料兼具白粉病抗性。

四川是小麥條銹病菌源的冬繁區(qū)和新小種的策源地之一[35]。四川小麥品種審定過(guò)程中,條銹病的抗性評(píng)價(jià)實(shí)行一票否決制。因此,四川品種都具有較好的條銹病抗性。分子標(biāo)記檢測(cè)發(fā)現(xiàn),供試材料中75%的品種(系)檢測(cè)出了已知抗條銹病基因,其中抗條銹病基因Yr15的應(yīng)用最廣。余下的25%也可能含有其他未檢測(cè)的抗病基因。前人研究發(fā)現(xiàn),Yr15是來(lái)自野生二粒小麥的廣譜抗性基因,在小麥的全生育期對(duì)當(dāng)前流行的條銹菌小種表現(xiàn)較好的抗性[28,36],育種應(yīng)用價(jià)值大,要繼續(xù)保持廣譜抗性基因Yr15的應(yīng)用。然而過(guò)度依賴某一抗性基因,長(zhǎng)期使用單一品種,將導(dǎo)致對(duì)新產(chǎn)生的變異毒性小種喪失抗性[37]。所以應(yīng)該加強(qiáng)與成株期抗條銹病基因Yr18和YrAS2388以及仍具有抗性的全生育期抗性基因Yr5聚合應(yīng)用。

4 結(jié) 論

本研究通過(guò)土表接種法鑒定了赤霉病中抗品種(系)156份,利用已知抗赤霉病基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的分子標(biāo)記檢測(cè)赤霉病抗性的來(lái)源,僅在高代品系20引979中檢測(cè)出Fhb1基因,高代品系20間2506-10中檢測(cè)出Fhb5基因。同時(shí),為了更好地應(yīng)用這些赤霉病抗性材料進(jìn)行抗病育種,檢測(cè)了部分主要應(yīng)用的抗條銹病基因和抗白粉病基因。在156份赤霉病抗性材料中檢測(cè)出抗白粉病基因Pm21占供試材料的28.21%,抗條銹病基因占供試材料的75%,其中Yr15的分布最廣,占供試材料的頻率達(dá)40.38%。本研究為四川小麥赤霉病的抗病育種提供了遺傳理論依據(jù)。