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.甘肅農業大學農學院,蘭州 730070; 2.甘肅省農業科學院植物保護研究所,蘭州 730070;3.中國農業科學院作物科學研究所,北京 100089; 4.四川農業大學植保學院,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,對Pm8有毒性的Avr8在白粉菌群體中逐漸占據優勢地位,致使生產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],導致小麥白粉病在甘肅省的發生呈逐年加重趨勢,近年來年平均發病面積在26.7萬hm2以上,災變態勢嚴重。研究表明,種植抗病品種是防治該病最經濟有效且有利于保護環境的措施。基于此,國內外相關學者利用多種方法,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,國內外學者利用經典遺傳學方法,開展了諸多研究,明確了它們的抗病基因數量及遺傳方式[7-8],為品種的更好利用打下了良好的基礎。

隴鑒9343、隴鑒9811是甘肅省農科院植保所小麥病害課題組分別利用常規雜交技術和外源DNA花粉管導入技術,通過系統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。為進一步明確這兩個品種的抗白粉性特點及其遺傳結構,作者開展了品種苗期抗性遺傳分析研究,旨在為它們在生產和育種中的利用打下良好基礎。

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均來自甘肅省農科院植保所。供試材料對供試菌系的反應見表1。

表1 供試品種苗期及成株期抗性表現

1.1.2 供試菌系

苗期鑒定菌系為E05和E09的新鮮單孢菌系,由中國農業科學院作物科學研究所檢疫基地購自中國農業科學院植物保護研究所并繁殖保存。成株期鑒定為自然誘發的白粉菌混合菌。

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為父本進行雜交,2006年秋將收獲的種子點播于甘肅省農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嚴重不一致(抗病性、農藝性狀)的 F1代假雜株。

2009年3月,在中國農業科學院作物科學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后記載發病級別。苗期病情級別記載采用全國統一的 0、0;、1 、2、3、4 共 6 級標準進行,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進行適合性檢驗。

成株期病級鑒定在甘肅省農業科學院植物保護研究所甘谷試驗站進行,病級記載參照盛寶欽等方法進行[10]。

2 結果與分析

2.1 隴鑒9343組合

由表2結果看出,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)以基因對基因學說為原理,提出根據侵染型推導基因型的設想,Browder進一步完善了基因推導法,建立了通用的基因推導原則,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。

成株期調查結果發現,兩品種在甘肅隴南田間雖表現感病,但旗葉嚴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,尚需進一步研究。

徐建龍等[12]認為,通過病菌小種接種試驗來推斷抗病品種的抗病基因來源,小種的選擇是關鍵。本試驗選擇近年來中國和甘肅省出現頻率高、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實意義。

研究發現,F1、F3代材料的抗性鑒定可較好地驗證、補充和完善依據F2代材料得出的結論準確性,由于時間和其他因素的限制,尚未進行該項試驗,在今后的工作中還需進一步補充和完善。

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