小麥種質(zhì)資源BJ399苗期抗條銹性遺傳分析

劉鴻燕 周喜旺 王娜 張耀輝 岳維云 魏志平 汪石俊 安勤生 宋建榮 曹世勤

摘要：用抗病親本BJ399和感病親本銘賢169配制組合，獲得各世代材料。采用 3個(gè)條銹菌生理小種（菌系）在溫室條件下對(duì)BJ399進(jìn)行苗期抗條銹性遺傳分析。結(jié)果表明，BJ399對(duì)條銹菌生理小種（菌系）中4-1、CYR32和CYR34的抗病性均由1對(duì)顯性抗性基因控制。BJ399可作抗源材料在甘肅隴南小麥抗銹育種中利用。

關(guān)鍵詞：小麥種質(zhì)資源;BJ399;條銹病;遺傳分析

中圖分類號(hào)：S512.1? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：1001-1463（2019）11-0017-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.11.006

Genetic Analysis of Stripe Rust Resistance in Wheat Germplasm Resource BJ399 at Seeding Stage

LIU Hongyan 1， ZHOU Xiwang 1， WANG Na 1，? ZHANG Yaohui 1， YUE Weiyun 1， WEI Zhiping 1， WANG Shijun 1， AN Qinsheng 1， SONG Jianrong 1， CAO Shiqin 2

（1. Tianshui Institute of Agricultural Science， Tianshui Gansu 741001， China;2. Institute of Plant Protection， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：The combination of disease-resistant parent BJ399 and susceptible parent mingxian 169 was used to obtain the materials of each generation. Three physiological strains （strains） of stripe rust races （or single spore strain） Zhong 4-1， CYR32 and CYR34 were used to analyze the resistance of BJ399 to stripe rust in greenhouse. The results showed that the resistance of BJ399 was controlled by one dominant gene to Zhong 4-1， CYR32 and CYR34， respectively. The wheat germplasm BJ399 could be used in wheat breeding in Longnan of Gansu Province.

Key words：Wheat germplasm;BJ399;Stripe rust;Genetic analysis

小麥條銹病是由專性寄生菌條形柄銹菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）引起的全世界范圍內(nèi)小麥上最主要的病害，國(guó)內(nèi)外研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，種植抗病品種是防治該病最經(jīng)濟(jì)有效且有利于環(huán)境保護(hù)的措施[1 ]。甘肅隴南是我國(guó)小麥條銹病的常發(fā)易變區(qū)和新小種的策源地，由于受特殊地理位置和自然條件的限制，抗銹育種是小麥育種的主要目標(biāo)之一。新毒性小種條中34號(hào)的出現(xiàn)，使生產(chǎn)上利用的重要抗源材料南農(nóng)92R、貴農(nóng)22、Moro及其衍生系品種蘭天17號(hào)、中梁29號(hào)、天選43號(hào)的抗病性已喪失[2 ]，而新的抗源材料又嚴(yán)重缺乏，這又一次對(duì)甘肅隴南小麥抗條銹育種及防控提出了新的要求。因此，發(fā)掘新抗源并加以有效利用，對(duì)控制該區(qū)小麥條銹病的發(fā)生流行及小麥安全生產(chǎn)具有重要意義。

BJ399是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物所從歐洲引進(jìn)的普通小麥品種，株高105 cm，冬性，紅粒，硬質(zhì)，籽粒均勻飽滿，莖稈彈性好，抗倒伏。在天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所甘谷試驗(yàn)站經(jīng)連續(xù)多年田間抗病性鑒定，發(fā)現(xiàn)該品種整個(gè)生育期對(duì)田間自然誘發(fā)的條銹菌表現(xiàn)免疫至近免疫，對(duì)白粉病表現(xiàn)高抗。對(duì)國(guó)外引進(jìn)的重要抗源材料進(jìn)行抗病基因組成和抗病特點(diǎn)研究，是合理利用抗病品種的基礎(chǔ)[3 ]。為了解小麥資源BJ399抗條銹性遺傳規(guī)律，我們于2016 — 2018年對(duì)該資源苗期抗條銹性特點(diǎn)和抗病基因的遺傳規(guī)律進(jìn)行了分析，旨在為其在小麥抗銹育種中更好地利用提供依據(jù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?供試材料

供試小麥種質(zhì)資源材料BJ399由甘肅省天水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所甘谷試驗(yàn)站提供，銘賢169由西北農(nóng)林科技大學(xué)巢凱翔博士惠贈(zèng)。2016年5月中旬在中梁試驗(yàn)站，用抗病親本BJ399和感病親本銘賢169配制組合，獲得正反交F1代。2017年5月中旬，在F1代自交的同時(shí)用感病親本銘賢169回交，獲得F2和BC1代材料。供試條銹菌為中4-1 、CYR32和CYR34的單孢菌系，均由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所小麥病害課題組提供。

1.2? ?試驗(yàn)方法

采用苗期人工接種方法，抗病性鑒定在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所蘭州溫室進(jìn)行。選取籽粒飽滿的抗病親本BJ399、感病親本銘賢169、F1代和BC1代各40粒左右及F2代200粒以上的種子用于抗條銹病鑒定。銘賢169與BJ399雜交的各世代及雙親接種菌系中4-1和CYR32，BJ399與銘賢169雜交的各世代及雙親接種CYR34。將供試材料分別播種于直徑10 cm的塑料花盆內(nèi)，BJ399、銘賢169、F1代、BC1代各播種1盆，F(xiàn)2代播種8盆，共播種3套。待小麥幼苗長(zhǎng)至1葉1心期，采用抖孢子粉法分別接種各條銹菌單孢菌系，接種后的幼苗置10 ℃左右的黑暗條件下保濕24 h，待感病對(duì)照銘賢169充分發(fā)病后分別逐株記載供試材料的侵染性，按苗期反應(yīng)型6級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行記載[1 ]，即0、0;、1、2、3、4，其中，0～2 型為抗病，3～4 型為感病。用卡方測(cè)驗(yàn)進(jìn)行適合度檢測(cè)，以明確供試資源BJ399對(duì)各供試菌系的抗病基因數(shù)目及抗病特點(diǎn)。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?對(duì)中4-1的抗性遺傳

用中4-1對(duì)銘賢169與BJ399雙親及BC1、F1、F2代接種，結(jié)果表明，銘賢169表現(xiàn)感病，反應(yīng)型為4型;BJ399表現(xiàn)抗病，反應(yīng)型為0型。37株F1均表現(xiàn)抗病。262株F2代群體中，抗病株有190株，感病株有72株，經(jīng)卡平方測(cè)驗(yàn)，符合由1對(duì)顯性基因控制的3R∶1S的理論比例（？字 2=0.86，？字 20.05， 1=3.84）;38株BC1代植株中，抗病株18株，感病株20株，符合由1對(duì)顯性基因控制的1R∶1S的理論比例（？字 2=0.20，？字 20.05， 1= 3.84）（表1）。初步推斷，BJ399對(duì)新菌系中4-1的抗銹性由1對(duì)顯性基因控制。

2.2? ?對(duì)CYR32的抗性遺傳

用CYR32對(duì)銘賢169與BJ399雙親及BC1、F1、F2代接種，結(jié)果表明，銘賢169表現(xiàn)高度感病，反應(yīng)型為4型;BJ399表現(xiàn)免疫，反應(yīng)型為0型。36株F1均表現(xiàn)抗病。209株F2代群體中，抗病株有150株，感病株有59株，經(jīng)卡平方測(cè)驗(yàn)，符合由1對(duì)顯性基因控制的3R∶1S的理論比例（？字 2=1.16，？字 20.05， 1=3.84）;38株BC1代植株中，抗病株21株，感病株17株，符合由1對(duì)顯性基因控制的1R∶1S的理論比例（？字2=0.21，？字20.05， 1 = 3.84）（表1）。初步推斷，BJ339對(duì)CYR32的抗銹性由1對(duì)顯性基因控制。

2.3? ?對(duì)CYR34的抗性遺傳

用CYR34對(duì)BJ399與銘賢169雙親及BC1、F1、F2代接種，結(jié)果表明，BJ399表現(xiàn)免疫至近免疫，反應(yīng)型為0至0;，銘賢169表現(xiàn)感病。38株F1均表現(xiàn)抗病。272株F2代群體中，抗病株有208株，感病株有64株，經(jīng)卡平方測(cè)驗(yàn)，符合由1對(duì)顯性基因控制的3R∶1S的理論比例（？字 2=0.31，？字 20.05， 1= 3.84）;36株BC1代植株中，抗病株17株，感病株19株，符合由1對(duì)顯性基因控制的1R∶1S的理論比例（？字 2=0.11，？字 20.05， 1=3.84）（表1）。初步推斷，BJ399對(duì)菌系CYR34的抗銹性由1對(duì)顯性基因控制。

3? ?結(jié)論與討論

在小麥抗條銹性評(píng)價(jià)和遺傳分析方面已有諸多報(bào)道，如駱惠生等[4 ]、尹軍良等[5 ]、黃苗苗等[6 ]、曹世勤等[7 ] 分別對(duì)美國(guó)小麥資源IR35、天867、蘭天23號(hào)、農(nóng)家品種紅禿麥等進(jìn)行了抗條銹性遺傳分析，明確了不同材料的抗病基因數(shù)量及遺傳規(guī)律。我們研究表明，小麥種質(zhì)資源BJ399對(duì)我國(guó)當(dāng)前條銹菌主要流行小種CYR34、CYR32及新菌系中4-1的均由1對(duì)顯性抗性基因控制，但這3對(duì)顯性基因是否為同一基因則有待于進(jìn)一步研究。

甘肅隴南在以國(guó)外材料為抗源進(jìn)行小麥抗條銹病利用方面取得了較好的成效，在1990 — 2010年審定的34個(gè)品種中，有18個(gè)品種是以國(guó)外材料作抗源親本[8 ]。目前，甘肅省小麥條銹菌群體進(jìn)入以條中34號(hào)為主的貴農(nóng)22致病類群流行與發(fā)展時(shí)期[9 ]。在小麥抗源極其匱乏的情況下，資源BJ399表現(xiàn)出抗病性好、農(nóng)藝性狀優(yōu)良、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，可作為抗源材料在甘肅隴南小麥抗銹育種中有效運(yùn)用。

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（本文責(zé)編：楊? ? ?杰）