兩個隴南冬小麥品種苗期抗白粉病性遺傳分析

曹世勤, 駱惠生, 武翠平, 金社林*,王曉鳴, 朱振東, 尚勛武

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,蘭州 730070; 2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,蘭州 730070;3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所,北京 100089; 4.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)植保學(xué)院,雅安 625000)

由專性寄生菌小麥白粉菌[Blumeriagraminis(DC.)E.O.Speer]引起的小麥白粉病是危害甘肅省及我國小麥的主要病害之一[1]。近年來,由于攜帶黑麥血緣1BL/1RS代換系抗病基因Pm8的品種占栽培小麥的絕大多數(shù),對Pm8有毒性的Avr8在白粉菌群體中逐漸占據(jù)優(yōu)勢地位,致使生產(chǎn)上大面積推廣種植的含有繁6及其衍生系小麥品種及Pm8基因品種的抗病性“喪失”[2],導(dǎo)致小麥白粉病在甘肅省的發(fā)生呈逐年加重趨勢,近年來年平均發(fā)病面積在26.7萬hm2以上,災(zāi)變態(tài)勢嚴(yán)重。研究表明,種植抗病品種是防治該病最經(jīng)濟有效且有利于保護(hù)環(huán)境的措施?；诖?國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者利用多種方法,開展了抗源篩選、品種抗性利用評價工作[3-6]。在品種抗性遺傳分析方面,國內(nèi)外學(xué)者利用經(jīng)典遺傳學(xué)方法,開展了諸多研究,明確了它們的抗病基因數(shù)量及遺傳方式[7-8],為品種的更好利用打下了良好的基礎(chǔ)。

隴鑒9343、隴鑒9811是甘肅省農(nóng)科院植保所小麥病害課題組分別利用常規(guī)雜交技術(shù)和外源DNA花粉管導(dǎo)入技術(shù),通過系統(tǒng)選育而獲得的冬小麥新品種,分別于2006年12月和2009年1月通過甘肅省品種審定委員會審定。為進(jìn)一步明確這兩個品種的抗白粉性特點及其遺傳結(jié)構(gòu),作者開展了品種苗期抗性遺傳分析研究,旨在為它們在生產(chǎn)和育種中的利用打下良好基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試品種

隴鑒9343、隴鑒9811和銘賢169均來自甘肅省農(nóng)科院植保所。供試材料對供試菌系的反應(yīng)見表1。

表1 供試品種苗期及成株期抗性表現(xiàn)

1.1.2 供試菌系

苗期鑒定菌系為E05和E09的新鮮單孢菌系,由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所檢疫基地購自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所并繁殖保存。成株期鑒定為自然誘發(fā)的白粉菌混合菌。

1.2 試驗方法

2006年 5月中旬,分別以隴鑒 9343和隴鑒9811為母本,以銘賢169為父本進(jìn)行雜交,2006年秋將收獲的種子點播于甘肅省農(nóng)科院植保所甘谷試驗站,2007年5月F1代植株自交,獲得F2代種子,在收獲的同時,淘汰與兩親本田間表現(xiàn)嚴(yán)重不一致(抗病性、農(nóng)藝性狀)的 F1代假雜株。

2009年3月,在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所檢疫基地將供試組合及親本材料播于直徑為10cm塑料花盆中,每盆15粒,在小麥生長的2葉1心期,采用掃抹法接種供試小種的單孢菌系。接種后的幼苗置于10℃以下的黑暗條件下保濕24～48h,之后在溫室平均溫度為12～18℃,光照10～12h/d,光照強度 5000～8000lx的條件下生長10～15d后記載發(fā)病級別。苗期病情級別記載采用全國統(tǒng)一的 0、0;、1 、2、3、4 共 6 級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,其中0～2級為抗病(R),3～4級為感病(S)[9]。用實測值與期望值的比率χ2c進(jìn)行適合性檢驗。

成株期病級鑒定在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所甘谷試驗站進(jìn)行,病級記載參照盛寶欽等方法進(jìn)行[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 隴鑒9343組合

由表2結(jié)果看出,苗期接種E05,在F2代植株中,抗病65株,感病217株,卡方測驗符合理論比1∶3(χ2c=0.63＜χ20.05,1=3.84),也符合理論比,表明隴鑒9343對E05的抗性由1對隱性基因控制。

表2 供試組合F2群體苗期抗性分離結(jié)果1)

苗期接種E09,F2代植株抗感分離比為65R∶154S,近似于理論比1∶3,卡方測驗也符合該結(jié)果,表明隴鑒9343對E09的抗性由1對隱性基因控制。

2.2 隴鑒9811組合

苗期分別接種E05和E09,F2代植株抗感分離比分別為52R∶166S和87R∶314S,近似于理論比 1∶3,卡方測驗也符合該結(jié)果,表明隴鑒9811對E05和E09的抗性均由1對隱性基因控制。

3 討論

Loegering(1968)以基因?qū)驅(qū)W說為原理,提出根據(jù)侵染型推導(dǎo)基因型的設(shè)想,Browder進(jìn)一步完善了基因推導(dǎo)法,建立了通用的基因推導(dǎo)原則,這一方法在以小麥條銹病為主的抗性研究中得到廣泛應(yīng)用[11]。作者通過對隴鑒 9343和隴鑒9811的苗期抗白粉性遺傳分析,初步明確了它們對白粉菌菌株E05和E09的抗性基因數(shù)量、顯隱性和遺傳方式,為更好地利用這兩個品種打下了良好的基礎(chǔ)。

成株期調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩品種在甘肅隴南田間雖表現(xiàn)感病,但旗葉嚴(yán)重度與高感品種京雙16相比相對較低,這兩個品種是否具有成株抗性特點,尚需進(jìn)一步研究。

徐建龍等[12]認(rèn)為,通過病菌小種接種試驗來推斷抗病品種的抗病基因來源,小種的選擇是關(guān)鍵。本試驗選擇近年來中國和甘肅省出現(xiàn)頻率高、毒力強的E05、E09作為供試菌系,開展抗性評價及遺傳分析,對有效評價這兩個品種的抗病性具有現(xiàn)實意義。

研究發(fā)現(xiàn),F1、F3代材料的抗性鑒定可較好地驗證、補充和完善依據(jù)F2代材料得出的結(jié)論準(zhǔn)確性,由于時間和其他因素的限制,尚未進(jìn)行該項試驗,在今后的工作中還需進(jìn)一步補充和完善。

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