摘要

為發(fā)掘赤霉病的抗性種質(zhì)資源，評估小麥品種籽粒DON毒素含量與赤霉病抗性內(nèi)在聯(lián)系，本研究分別以‘華麥1169’‘小偃22’‘鄭9023’和‘蘇麥3號’為高感、中感、中抗和高抗赤霉病對照品種，于2021年春季對生產(chǎn)上種植面積超過10萬hm2的16個主栽品種和湖北的39個主栽和后備品種，采用雙花滴注接種法開展田間赤霉病抗性鑒定，同時對供試材料用與Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5和Fhb7和QFhs.crc2DL連鎖的分子標(biāo)記進行檢測，并對55個小麥品種測定其收獲后籽粒DON毒素含量。結(jié)果表明，55個供試小麥品種中有21個表現(xiàn)為中抗赤霉病。結(jié)合分子檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，抗性鑒定為中抗的21個小麥品種中，16個品種未檢測出目標(biāo)抗赤霉病基因，推測其可能含有其他未知或未檢測的抗赤霉病基因;55個小麥中僅‘華麥169’攜帶Fhb1，平均病小穗率22.34%;‘新麥18’‘揚麥11’和‘西農(nóng)979’等5個品種攜帶Fhb2，平均病小穗率為28.34%～45.92%;‘偃展4110’‘衡觀35’和‘煙農(nóng)19’等5個品種攜帶Fhb4，平均病小穗率為26.73%～65.59%;‘良星99’‘華麥1123’和‘襄麥35’等13個品種攜帶QFhs.crc2DL，平均病小穗率為32.96%～70.81%;未檢測到攜帶Fhb5的品種。籽粒DON毒素測定結(jié)果表明，田間鑒定為中抗赤霉病的21個品種中，其籽粒DON毒素含量最高的品種超過最低的8倍，有8個品種籽粒DON毒素含量超過3"500"μg/kg，田間鑒定為中感赤霉病的13個品種中，DON毒素含量最高的品種超過最低的4倍，除‘揚麥13’‘鄂麥352’和‘荊麥66’這3個品種DON毒素含量低于3"500"μg/kg，其余10個均高于3"500"μg/kg。這些檢測結(jié)果充分說明對小麥抗赤霉病遺傳改良的種質(zhì)資源篩選來說，田間抗病鑒定取得的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，即使田間鑒定為中抗，也有必要對品種的籽粒DON毒素進行測定，更客觀全面地反映品種的綜合抗赤霉病潛力。

關(guān)鍵詞

小麥;"赤霉病;"抗性;"分子標(biāo)記;"DON含量;"種質(zhì)資源

中圖分類號：

S"435.121.45

文獻(xiàn)標(biāo)識碼："A

DOI："10.16688/j.zwbh.2023635

Evaluation"of"resistance"to"Fusarium"head"blight"and"analysis"of"DON"toxin"content"in"kernel"among"55"wheat"cultivars"and"reserve"varieties

SHI"Wenqi1#，"LIU"Meiling1#，"ZHENG"Lei2，"ZHANG"Qiang2，"YU"Dazhao1，GONG"Shuangjun1*，"YANG"Lijun1*

（1."Hubei"Province"Key"Laboratory"for"Control"of"Crop"Diseases，"Insect"Pests"and"Weeds，"Key"Laboratory"of"

Integrated"Pest"Management"on"Crop"in"Central"China，"Ministry"of"Agriculture"and"Rural"Affairs，"Institute"of"Plant"

Protection"and"Soil"Science，"Hubei"Academy"of"Agricultural"Sciences，"Wuhan"430064，"China;"2."Shandong"

Kingenta"Ecological"Engineering"Group"Co.，"Ltd.，"Linyi"276700，"China）

Abstract

In"order"to"explore"resistant"germplasm"resources"and"resistant"genes"to"Fusarium"head"blight"（FHB）"and"evaluate"the"relation"between"DON"toxin"content"in"kernel"and"resistant"level"in"cultivar，"55"wheat"cultivars"and"reserve"varietiesnbsp;were"identified"for"resistance"to"FHB"by"double"florets"injection"in"2021"and"screened"using"molecular"markers"related"to"Fhb1，"Fhb2，"Fhb4，"Fhb5"and"QFhs.crc2DL，"and"also"their"DON"toxin"content"in"kernel"were"determined."‘Sumai"3’"‘Zhengmai"9023’"‘Xiaoyan"22’"and"‘Huamai"1169’"were"used"as"the"control"of"highly"resistant，"moderately"resistant，"moderately"susceptible"and"highly"susceptible"to"FHB，"respectively."The"results"showed"that"21"cultivars"were"moderately"resistant"to"FHB."Among"the"tested"55"cultivars，"only"‘Huamai169’"carried"Fhb1"with"the"average"diseased"spikelets"rate"of"22.34%，"5"cultivars"carried"Fhb2"with"the"average"diseased"spikelets"rate"from"28.34%"to"45.92%，"5"cultivars"carried"Fhb4"with"the"average"diseased"spikelets"rate"from"26.73%"to"65.59%，"13"cultivars"carried"QFhs.crc2DL"with"the"average"diseased"spikelets"rate"from"32.96%"to"70.81%，"while"Fhb5"were"not"detected"in"55"cultivars."Among"the"21"moderately"resistant"cultivars，"no"known"resistant"genes"were"detected"in"16"cultivars，"presuming"that"unknown"resistant"genes"were"contained"in"these"cultivars."The"results"of"DON"toxin"content"detection"showed"that"in"21"moderately"resistant"cultivars，"the"highest"DON"content"in"some"cultivars"was"more"than"eight"times"than"the"lowest"DON"content"in"some"cultivars，"DON"content"in"eight"cultivars"were"more"than"3"500"μg/kg."Among"the"13"moderately"susceptible"cultivars，"the"highest"DON"content"in"some"cultivars"was"more"than"four"times"than"the"lowest"DON"content"in"some"cultivars，"DON"content"in"‘Yangmai"13’"‘Emai"352’"and"‘Jingmai"66’"were"less"than"3"500"μg/kg，"while"DON"content"in"all"the"other"10"cultivars"were"more"than"3"500"μg/kg."The"above"results"illustrated"that"the"resistance"identification"information"in"the"field"was"deemed"insufficient"for"identifying"valuable"germplasm"resources"used"for"genetic"improvement"of"resistance"in"Fusarium"head"blight."It"is"necessary"for"kernel"DON"toxin"content"measurement"even"if"the"cultivar"was"identified"as"moderately"resistant"to"FHB，"which"will"contribute"to"comprehensively"evaluate"the"resistance"potential"of"these"cultivars.

Key"words

wheat;"Fusarium"head"blight;"resistance;"molecular"marker;"DON"content;"germplasm

小麥赤霉病主要因禾谷鐮刀菌侵染穗部導(dǎo)致組織壞死及籽粒干癟，嚴(yán)重威脅小麥生產(chǎn)安全［12］。更嚴(yán)重的是病籽粒中積累了多種真菌毒素可引起食品安全問題，其中包括DON毒素（脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，"deoxynivalenol）［24］，一旦人畜誤食，不僅惡心頭痛及嘔吐，還會抑制機體免疫反應(yīng)及損傷神經(jīng)［56］。相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：小麥赤霉病病粒含量高于4%或小麥面粉中DON含量高于1"mg/kg即禁止食用［7］，表明國家對赤霉病毒素造成的食品和飼料污染問題極為重視。

小麥赤霉病是我國長江中下游等氣候濕潤和溫暖多雨地區(qū)常發(fā)性病害［8］。赤霉病發(fā)生區(qū)域隨全球氣候變化，由長江流域向黃淮流域推移［910］。現(xiàn)今防控小麥赤霉病最安全有效的措施是選育和種植抗病品種。小麥對赤霉病抗病類型有4種：抗侵染、抗擴展、籽?？剐院涂苟舅胤e累。目前抗赤霉病基因正式命名的有7個：Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5來源于普通小麥，而Fhb3、Fhb6和Fhb7來源于小麥遠(yuǎn)緣種［1116］。Fhb4和Fhb5基因為抗侵染類型，F(xiàn)hb1、Fhb2、Fhb3、Fhb6和Fhb7等基因為抗擴展類型。對赤霉病的抗性貢獻(xiàn)率最高是Fhb1，達(dá)20%～30%，位于3BS，是當(dāng)前公認(rèn)抗性最好的主效抗病基因。已報道的抗赤霉病QTL中，QFhs.crc2DL［1719］在長江中下游小麥品種中分布廣泛?？钩嗝共』虻陌l(fā)掘為小麥育種抗病改良奠定了基礎(chǔ)。中國小麥赤霉病研究協(xié)作組從3萬多份小麥品種中，

鑒定出對赤霉病表現(xiàn)抗或中抗的材料1"796份，占鑒定材料總數(shù)的5.19%，其中包括

‘蘇麥3號’‘翻山小麥’‘望水白’‘荊州1號’/‘蘇青2號’的高代選系‘繁60085’等抗性強而穩(wěn)定的品種

［20］。常蕾等［21］

從97份淮南淮北小麥品系中篩選到17份中抗水平以上的小麥材料;黃杰等從204份小麥品種中篩選出4份中抗赤霉病的材料［22］;經(jīng)連續(xù)3年的篩選，胡中澤等［23］篩選出適宜在蘇中地區(qū)種植的高產(chǎn)抗赤霉病小麥品種3份—‘華麥7號’‘寧麥13’和‘揚麥21’;廖森等［24］從59份江蘇小麥品種中篩選出抗病性和農(nóng)藝性狀較好的‘鎮(zhèn)麥12號’‘寧麥27’和‘鎮(zhèn)麥13’等8份品種，可作為遺傳改良的種質(zhì)資源。以上研究表明，小麥抗赤霉病優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源仍相對匱乏，持續(xù)篩選抗赤霉病品種（系）對小麥育種抗病改良意義重大。

本研究選取來自我國小麥主產(chǎn)區(qū)的一些主栽和后備品種，包括生產(chǎn)上種植面積超過10萬hm2的16個主栽品種和湖北的39個主栽和后備品種，開展赤霉病抗擴展鑒定，測定雙花滴注后籽粒毒素含量，因來源于小麥遠(yuǎn)緣種的抗病基因Fhb3、Fhb6和Fhb7尚未育成品種，本研究選用與Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5和QFhs.crc2DL位點連鎖的分子標(biāo)記，PCR檢測明確其抗病基因組成，篩選抗赤霉病的優(yōu)良小麥品種，更客觀全面地反映品種的綜合抗赤霉病潛力，以期為小麥育種抗病改良提供材料來源、為優(yōu)化品種布局提供科學(xué)參考依據(jù)。

1"材料與方法

1.1"試驗材料

供試材料為生產(chǎn)上種植面積超過10萬hm2的16份主栽品種和湖北的39份主栽及后備品種，田間鑒定以‘蘇麥3號’‘鄭9023’‘小偃22’和‘華麥1169’分別作為高抗、中抗、中感和高感赤霉病對照品種?？共』驒z測以‘蘇麥3號’（含抗病基因Fhb1）‘望水白’（含抗病基因Fhb2、Fhb4和Fhb5）和‘揚麥158’（含抗病QTL基因QFhs.crc2DL）為陽性對照。

禾谷鐮刀菌菌株HB1為湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所麥病組分離的菌株。

1.2"田間試驗

2020年-2021年在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所小麥試驗基地種植供試材料，每個品種種植3行，行長1.5"m，行距0.3"m，每行種植30粒種子；每個品種每行選取50穗，3行即3個重復(fù)，在小麥抽穗后提前掛牌標(biāo)記，選中的穗子全部套袋，防止自然環(huán)境中赤霉病菌孢子的侵染，為統(tǒng)一接種鑒定抗赤霉病做準(zhǔn)備，后期測定籽粒DON毒素取樣也是50穗籽粒為1個重復(fù)。

1.3"赤霉病抗性鑒定

參照文獻(xiàn)［25］制備禾谷鐮刀菌孢子懸浮液（1×105～5×105個/mL）。于小麥揚花期，采用雙花滴注接種法，用移液槍吸取10"μL孢子懸浮液注入麥穗中部雙側(cè)的2個小穗內(nèi)，每行接種50個小穗并作標(biāo)記，3行為3個重復(fù)。接種后給穗部噴霧，并立即套塑料袋保濕3"d。接種3"d后，去除塑料袋，待穗部充分干燥再重新套上干凈的塑料袋，防止空氣中存在的赤霉病菌分生孢子的侵染干擾。接種21"d后調(diào)查，記錄接種后病小穗數(shù)并計算病小穗率。病小穗率（PDS）＝發(fā)病小穗數(shù)/總小穗數(shù)×100%?？剐栽u價以對照品種為標(biāo)準(zhǔn)，劃分為高抗（HR）、中抗（MR）、中感（MS）、高感（HS）品種，具體分類標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.4"抗病基因檢測

1.4.1"DNA提取

每個供試品種取5粒種子，播種于6"cm×6"cm方缽內(nèi)，放于溫室培養(yǎng)，18℃，光周期L∥D=16"h∥8"h。培養(yǎng)9～10"d后取小麥嫩葉于2"mL圓底離心管，采用CTAB法［19］提取基因組DNA，DNA干燥后加入1×TE（TrisEDTA"buffer"solution）溶液溶解，放入冰箱4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.2"分子標(biāo)記檢測

參考廖森等［24］、Zhang等［26］和Su等［27］的分子檢測方法，步驟如下：用分子標(biāo)記TaHRCSTS［26］（表2）對Fhb1基因檢測，以‘蘇麥3號’為陽性對照［27］。選用文獻(xiàn)報道連鎖分子標(biāo)記檢測Fhb2、Fhb4和Fhb5基因，以‘望水白’為陽性對照。QFhs.crc2DL位點以‘揚麥158’為陽性對照，分子標(biāo)記列于表2［17］。

PCR反應(yīng)總體積10"μL：5"μL"2×Premix"Taq"（Ex"Taq"Version"2.0，RR003Q，TaKaRa）、10"μmol/L上、下游引物各"0.1"μL，50"ng/μL"DNA模板1.0"μL，ddH2O"3.8"μL。PCR擴增程序參考廖森等［24］，退火溫度據(jù)各引物分別設(shè)定（表２），４℃保存。在200"V電壓下，用8%"（m/V）的非變性聚丙烯酰胺凝膠對PCR產(chǎn)物進行電泳檢測，銀染顯色觀察［28］。將樣品Fhb1基因檢測條帶與‘蘇麥3號’一致的品種記為“＋”，否則記為“－”。當(dāng)待測樣品Fhb2、Fhb4和Fhb5擴增帶型與‘望水白’一致，記為“＋”，否則記為“－”。當(dāng)待測樣品QFhs.crc2DL的擴增帶型與‘揚麥158’一致，記為“＋”，否則記為“－”。同一抗病基因/QTL的2個標(biāo)記檢測均為“＋”，推測該品種可能攜帶該抗病基因/QTL。

1.5"籽粒DON毒素的檢測

1.5.1"樣品前處理及DON標(biāo)準(zhǔn)液配制

小麥成熟后（2021年5月25日），收集供試材料的每一行接種禾谷鐮刀菌孢子懸浮液的50穗所有籽粒為1個重復(fù)，3行即3個重復(fù)，曬干脫粒及充分干燥后粉碎籽粒樣品，過20目篩，不同品種用不同篩子避免交叉污染，收集各處理樣品粉末測定DON毒素，參照文獻(xiàn)［2930］進行籽粒DON毒素測定，略作改動。采用美國Thermo"Fisher"SCIENTIFIC液質(zhì)聯(lián)用儀TSQVantage檢測。用10%乙腈水及以色列Fermentek生產(chǎn)的DON毒素原液配制100"μg/L的DON毒素混合標(biāo)準(zhǔn)液。

稱2"g籽粒樣品粉末置于50"mL離心管，加入10"mL乙腈溶液，振蕩混勻后進行30"min超聲處理，離心5"min再吸取2"mL上清至新的10"mL"離心管，加入150"mg無水MgSO4，振蕩后吸取上清到新的10"mL離心管。加入1"mL正己烷脫脂，離心去除正己烷層，氮氣吹干剩余上清液，最終用乙腈水溶液定容至1"mL。渦旋后經(jīng)0.22"μm尼龍濾膜過濾后進樣進行LCMS"分析。

1.5.2"色譜和質(zhì)譜測定方法

柱長100"mm、柱內(nèi)徑2.1"mm及填料粒徑1.8"μm的ACQUITY"UPLC"HSS"T3色譜柱，柱溫40℃，樣品溫度5℃。進樣量5"μL，流速0.3"mL/min，用流動相A（甲醇）和流動相B（乙酸銨）組成的流動相進行梯度洗脫。洗脫程序："0"min時20%"A－80%"B，1"min時20%"A－80%"B，5.5"min時90%"A－10%"B，6.5"min時90%"A－10%"B，7"min時20%"A－80%"B。

質(zhì)譜條件："選擇多反應(yīng)監(jiān)測模式（multiple"reaction"monitoring，"MRM）"檢測。曲線脫溶劑管（CDL）"溫度250℃，氮氣作為霧化氣體和干燥氣體，流速分別為3"L/min和15"L/min。高純度氬氣作為碰撞氣，230"kPa碰撞誘導(dǎo)解離壓力。DON毒素含量以DON毒素的總量/樣品粉末干重（ng/g或"μg/g粉末干重）的量表述，最終全部換算成"μg/kg計量。

1.6"統(tǒng)計分析方法

籽粒DON毒素含量差異顯著性分析，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析，選用Duncan氏新復(fù)極差法進行顯著性檢驗，差異顯著性分析結(jié)果以小寫字母表示0.05水平顯著，大寫字母表示0.01水平極顯著。采取Pearson相關(guān)性分析對病小穗率與籽粒DON毒素含量兩組數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，

研究這兩組定量數(shù)據(jù)之間是否有關(guān)系及關(guān)系緊密程度。

2"結(jié)果與分析

2.1"小麥品種的赤霉病抗性鑒定

除對照‘蘇麥3號’外，田間赤霉病抗性鑒定的供試材料中沒有發(fā)現(xiàn)免疫或者高抗赤霉病的品種。與對照品種‘蘇麥3號’‘鄭麥9023’‘小偃22’和‘華麥1169’相比，21個小麥品種表現(xiàn)為中抗赤霉病，平均病小穗率為20.61%～34.84%;13個小麥品種表現(xiàn)為中感赤霉病，平均病小穗率為35.11%～42.59%;21個小麥品種表現(xiàn)為高感赤霉病，平均病小穗率為43.83%～70.81%。其中河南、河北和山東的10個品種，除‘鄭麥9023’為中抗赤霉病，其他9個品種均高感赤霉病，說明這些地區(qū)主栽品種缺乏對赤霉病的抗性。湖北的39個主栽及后備品種中，17個中抗赤霉病，11個中感赤霉病，11個高感赤霉病，說明需要繼續(xù)加強赤霉病抗病育種。

2.2"抗赤霉病基因的分子檢測

分子檢測結(jié)果顯示，55個供試小麥品種中，只有1個品種（‘華麥169’）攜帶Fhb1;‘新麥18’‘揚麥11’‘西農(nóng)979’‘扶麥6號’和‘慶麥101’共5個品種攜帶Fhb2;‘偃展4110’‘衡觀35’‘煙農(nóng)19’‘新冬20’‘綿麥42’和‘荊麥103’共6個品種攜帶Fhb4;‘良星99’‘華麥1123’和‘襄麥35’等13個品種攜帶QFhs.crc2DL;未檢測到攜帶Fhb5抗病基因的品種（表3）。

經(jīng)田間雙花滴注法鑒定為中抗赤霉病的21個小麥品種中，16個品種未檢測出現(xiàn)有的抗赤霉病基因，‘華麥169’攜帶Fhb1，‘揚麥11’和‘西農(nóng)979’攜帶Fhb2，‘綿麥42’攜帶Fhb4；‘襄麥46’攜帶QFhs.crc2DL。有31個品種未檢測到本研究擬檢測的抗赤霉病基因/QTL。

2.3"籽粒DON毒素的檢測

籽粒DON毒素檢測結(jié)果表明，55個小麥品種中，即使是中抗赤霉病的21個品種，彼此之間籽粒DON毒素的含量差異也很大，從籽粒DON毒素最低的1"324.68"μg/kg（‘鄂麥572’），到籽粒DON毒素最高的11"222.49"μg/kg（‘鄭麥9023’）。同樣是中抗赤霉病，‘鄭麥9023’品種的籽粒DON毒素含量是‘鄂麥572’的8倍以上，其中更是有2個中抗品種的籽粒DON毒素含量接近甚至超過高感對照‘華麥1169’的11"153.12"μg/kg，即‘鄭麥9023’的11"222.49"μg/kg和‘扶麥368’的10"053.33nbsp;μg/kg。即使有些小麥品種在田間鑒定為中感赤霉病，其籽粒DON毒素含量卻較低，例如‘揚麥13’‘鄂麥352’和‘荊麥66’被鑒定為中感，但其籽粒DON毒素含量分別為2"595.43、2"760.38"μg/kg和3"116.85"μg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于11個鑒定為中抗赤霉病的品種。

高抗赤霉病對照‘蘇麥3號’材料，經(jīng)檢測含有Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5和QFhs.crc2DL這5個抗病基因，且其籽粒DON毒素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于所有供試品種，即使是55個品種中籽粒DON毒素含量最低的‘鄂麥572’，其籽粒DON毒素含量（1"324.68"μg/kg）是‘蘇麥3號’毒素含量（260.98"μg/kg）的5倍多。這一方面說明了多個抗病基因的累加對提高赤霉病抗性卓有成效—抑制赤霉病菌的擴展，同時更對其籽粒DON毒素積累有很好的抑制。

2.4"病小穗率與籽粒DON毒素相關(guān)性分析

對病小穗率與籽粒DON毒素含量2組數(shù)據(jù)，進行Pearson相關(guān)性分析，結(jié)果表明，相關(guān)系數(shù)為0.701～0.744（表4），顯示品種的病小穗率與籽粒DON毒素含量正相關(guān)。即使相關(guān)性較好，依然存在個別品種病小穗率相近但DON毒素含量差異很大的情況：如‘扶麥368’病小穗率（30.8%）與‘G572’病小穗率（30.95%）數(shù)值相近，但‘扶麥368’的籽粒DON毒素含量（10"053.33"μg/kg）卻是‘G572’籽粒DON毒素含量（1"369.57"μg/kg）的7倍;再如‘揚麥13’‘華麥1123’‘鄂麥170’‘鄂麥352’和‘扶麥6號’這5個品種，病小穗率都在40%，但其籽粒DON毒素含量卻分別是2"595.43、8"243.74、5"903.61、2"760.38"μg/kg和11"066.45"μg/kg，籽粒DON毒素含量最高的約是最低的4倍。

2.5"品種攜帶抗病基因與籽粒DON毒素含量關(guān)系分析

攜帶Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5和QFhs.crc2DL等抗病基因的對照品種‘蘇麥3號’，其DON毒素含量顯著低于其他所有供試品種，充分說明了抗病基因的累加與DON毒素含量低之間存在相關(guān)性。

未檢測出抗病基因的31份材料中，DON毒素含量最低的‘鄂麥572’雖顯著高于‘蘇麥3號’，但其毒素含量卻極顯著低于23份檢測出抗病基因的小麥材料（表3）。55份材料中DON毒素含量最低的8個品種——‘鄂麥572’‘G572’‘G426’‘襄麥46’‘鄂麥28’‘綿麥42’‘漢麥008’和‘襄麥55’，僅‘綿麥42’和‘襄麥46’分別檢測出Fhb4和QFhs.crc2DL，其他6個材料均未檢測出本研究中檢測的抗病基因，充分說明了檢測出的單個抗病基因在抗赤霉病DON毒素積累抗性中發(fā)揮著較小的作用，需要更多抗病基因的累加，或者有其他未知基因的調(diào)控。

3"結(jié)論與討論

3.1"抗赤霉病基因/QTL的效應(yīng)分析

小麥對赤霉病抗性表現(xiàn)為典型的數(shù)量遺傳，受主效基因和微效基因共同控制，以累加效應(yīng)為主。在55個供試小麥品種中僅檢測到‘華麥169’含有抗性效應(yīng)貢獻(xiàn)最大的抗赤霉病基因Fhb1，該品種平均病小穗率為22.34%。有13個小麥品種攜帶QFhs.crc2DL，其平均病小穗率在38.15%～70.81%。通常Fhb1抗性效應(yīng)普遍高于QFhs.crc2DL，與近年前人的研究結(jié)果一致［17，31］。而有些未檢測到已有抗病基因的小麥品種，如‘漢麥008’，其抗性鑒定平均病小穗率也較低，甚至低于很多已檢測到抗赤霉病基因的品種，說明仍有其他抗赤霉病基因未被發(fā)掘。攜帶Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5和QFhs.crc2DL多個抗病基因的抗病對照‘蘇麥3號’，完美詮釋了聚合多個抗赤霉病基因/QTL對提高赤霉病抗性水平效果顯著。

本研究發(fā)現(xiàn)，鑒定為中抗赤霉病的10個品種—‘揚麥16’‘鄂麥28’‘鄂麥572’‘鄂麥608’‘襄麥25’‘襄麥55’‘漢麥008’‘997’‘G426’和‘G572’，不含有本研究所檢測的抗赤霉病基因/QTL，目前尚未有這些品種赤霉病抗性基因/QTL的報道，說明這些材料很可能攜帶其他未知赤霉病抗性基因/QTL。

3.2"品種籽粒DON毒素含量與赤霉病抗性、抗赤霉病基因/QTL關(guān)系

本研究采用雙花滴注鑒定小麥品種的田間赤霉病抗性，接種方法本身是用來評價小麥品種對赤霉病抗擴展抗性水平，而品種籽粒DON毒素含量和品種對赤霉病的抗性水平有一定相關(guān)性，即具有明顯赤霉病抗性的品種其赤霉病嚴(yán)重度和DON含量呈顯著正相關(guān)［32］。然而本試驗結(jié)果顯示，抗擴展檢測為中抗水平以上的21份小麥品種，其籽粒DON毒素含量卻差異很大：‘扶麥368’和‘鄭麥9023’"2個中抗品種的籽粒DON毒素含量接近甚至超過高感對照‘華麥1169’;中抗赤霉病的‘鄂麥572’，其籽粒DON毒素1"324.68"μg/kg，而同樣中抗赤霉病的‘鄭麥9023’，其毒素高達(dá)11"222.49"μg/kg，兩者相差7倍以上。這些結(jié)果顯示即使是在田間鑒定同為中抗的品種，其籽粒DON毒素含量的差異仍舊很大;研究結(jié)果還說明僅僅依靠對小麥品種赤霉病的田間抗性鑒定，完全不能推測小麥品種籽粒DON毒素相對含量的趨勢。如果要全面評價某個小麥品種對赤霉病的抗性，田間鑒定結(jié)果提供的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，仍舊需要對品種抗DON毒素積累情況有更進一步的定量檢測，才更符合現(xiàn)今市場對抗赤霉病抗病育種的需求。

目前小麥中已鑒定與抗DON毒素積累相關(guān)的QTL有將近20個，但依舊未能找到與QTL對應(yīng)的相關(guān)基因［17，30，33］，故本研究只能從目前可檢測的相關(guān)抗病基因著手。同樣鑒定為中抗赤霉病小麥品種，有的籽粒DON毒素含量相對較低，卻并未檢測到相關(guān)的抗赤霉病基因/QTL，說明有其他未知基因控制其抗性，需要深入挖掘其抗性機制：如是否有其他控制毒素合成的基因或者解毒相關(guān)基因發(fā)揮作用，有研究報道在飼料中添加維生素E可降低DON的毒性，在膳食中使用維生素E可以緩解由DON引起的急性中毒［34］。HGGT基因是生育三烯酚合成的第一個限速關(guān)鍵酶，也是維生素E合成的第一個分支點［35］。有研究證實HGGT基因和品種DON毒素積累存在相關(guān)性［36］。我們提出假設(shè)，是否HGGT基因及其表達(dá)量差異，造成了品種籽粒DON毒素累積量的顯著差異。這需要選取籽粒DON毒素差異顯著的小麥品種，設(shè)計在小麥揚花后，接種鐮刀菌分生孢子懸浮液，分時段取樣，比較HGGT基因從籽粒形成、灌漿到乳熟表達(dá)差異。

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