鄂麥３５２穗發芽抗性機制及抗穗發芽親本價值分析

董靜 許甫超 秦丹丹 徐晴 葛雙桃 李梅芳

摘要：通過4年穗發芽鑒定，從260份小麥（Triticum aestivum L.）種質中篩選出高抗穗發芽品種鄂麥352，同時結合子粒發芽、子粒+芒、子粒+穗軸、子粒+穎殼4種處理，發現其高抗穗發芽不僅與其較強的子粒休眠性有關，還與芒、穗軸和穎殼有關。利用其作為穗發芽抗性親本配制2個雜交組合，分析表明容易選出抗穗發芽后代，具有較高的育種價值。

關鍵詞：小麥（Triticum aestivum L.）;鄂麥352;穗發芽;抗性機制;價值

中圖分類號：S512.1? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）22-0022-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.22.007? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： The pre-harvest sprouting resistance （PHS） of 260 wheat （Triticum aestivum L.） germplasm was assessed and Emai 352 was identified with high resistance by 4 years intact spike germination in room. Through the germination test of seed，seed+awn，seed+spike stalk，seed+glumes，it showed that long dormant period，awn，spike stalk and glumes were involved in controlling PHS in Emai 352. Comparison of the PHS of two crossed progeny from Emai 352，the result indicated that it was easy for selecting lines with high PHS and Emai 352 was a good parent for PHS breeding.

Key words： wheat（Triticum aestivum L.）; Emai 352; pre-harvesting sprouting; mechanism of resistance; value

小麥（Triticum aestivum L.）穗發芽（Pre-harvest sprouting，PHS）是指小麥在收獲前遇到陰雨或在潮濕環境下的穗上發芽。小麥穗發芽不僅降低產量，而且嚴重劣化加工品質及種用價值。長江中下游冬麥區是中國穗發芽重災區之一[1]。2018年湖北、安徽和江蘇等省小麥再次發生大面積穗發芽，災情嚴重，加快抗穗發芽品種的選育已經刻不容緩。但是，自鄭麥9023引入湖北省以來，多年來湖北省小麥育種主要以產量超越鄭麥9023為目標，對穗發芽抗性重視不夠，有關小麥品種穗發芽鑒定及育種研究報告較少[2-4]。本試驗通過小麥穗發芽種質篩選、鄂麥352穗發芽抗性機制及其作為抗性親本的價值分析，以期為湖北省小麥穗發芽育種提供參考。

1? 材料與方法

供試品種包括作者所在團隊保存的260份小麥種質以及配制的雜交組合鄭麥9023/鄂麥352、鄭麥9023/（鄭麥9023/鄂麥352）世代材料。所有材料種植在湖北省農業科學院糧食作物研究所武昌南湖及鄂州試驗基地。

穗發芽鑒定采用室內整穗發芽法。取材及試驗按參考文獻[3]進行。子粒、子粒+芒、子粒+穗軸、子粒+穎殼發芽按參考文獻[5]進行。

2? 結果與分析

2.1? 整穗發芽鑒定

2012-2015年對260份小麥種質進行了穗發芽抗性鑒定，結果（圖1）表明，260份種質4年間7 d穗發芽率平均為40.2%，各種質平均值變幅為27.7%～52.3%。高感穗發芽對照品種鄭麥9023在4年間7 d穗發芽率平均為81.1%，變幅為68.4%～98.9%;鄂麥352平均為4.5%，變幅為0.8%～7.8%，波動較小。可以看出，鄂麥352穗發芽抗性強，年度間較穩定，是篩選出的少有的幾個目前在湖北省生產上大面積應用的抗穗發芽品種之一。

2.2? 不同處理對發芽的影響

為了了解穗部性狀、休眠性對穗發芽抗性的影響，選取了高抗穗發芽品種永川白麥子（地方品種）、鄂麥352和品系40615、耐穗發芽品種鄂麥11和鄂麥18、高感穗發芽品種鄭麥9023共6份種質進行了3 d和7 d子粒、子粒+芒、子粒+穗軸、子粒+穎殼處理發芽試驗。結果（表1）顯示，鄂麥352子粒3 d和7 d發芽率分別為1.5%、36.0%，較低，說明子粒有較強的休眠性，子粒+芒、子粒+穗軸、子粒+穎殼處理的3 d發芽率均較低，7 d發芽率分別為20.0%、20.5%、20.0%，明顯低于子粒發芽率，說明其高抗穗發芽不僅與其較強的子粒休眠性有關，還與芒、穗軸和穎殼或它們的分泌物有關。

40615的7 d子粒發芽率為45.0%，明顯高于鄂麥352，說明其休眠性弱于鄂麥352，為中等水平，子粒+穗軸、子粒+穎殼處理的7 d發芽率分別為14.5%、25.0%，說明其穗軸和穎殼或它們的分泌物對其穗發芽抗性有較大的貢獻。

耐穗發芽品種鄂麥11，3、7 d子粒發芽率分別為65.0%、94.0%，說明子粒休眠性較弱，但子粒+穗軸、子粒+穎殼的7 d發芽率分別比子粒發芽率降低了10.0、19.5個百分點，說明其穗發芽抗性與穗軸和穎殼或它們的分泌物有關，其中穎殼的作用較大。鄂麥18的3、7 d子粒發芽率分別為67.0%、93.0%，說明子粒休眠性較弱，但子粒+穗軸、子粒+穎殼處理的7 d發芽率分別比子粒降低了31.5、27.5個百分點，說明其穗發芽抗性與穗軸和穎殼或它們的分泌物有關，其中穎殼的作用較大。

永川白麥子為高抗穗發芽地方品種，3、7 d發芽率均較低，其抗性表現為子粒休眠性。鄭麥9023的3、7 d 4種處理的發芽率差異不大，表明子粒休眠性極弱，芒、穗軸、穎殼對其發芽率影響也較小。

總體看，穗部性狀、休眠性在不同品種中對穗發芽抗性貢獻不同，表現出品種特異性。鄂麥352子粒休眠抗性雖然達不到地方品種永川白麥子的水平，但明顯優于鄂麥18等品種，在栽培品種中屬于比較優良的材料。

2.3? 鄂麥352抗穗發芽親本價值分析

為了更好地利用鄂麥352穗發芽抗性，2013年對鄭麥9023/鄂麥352 F2單株進行了測定，發現后代中出現較高比例的抗穗發芽單株，初步判斷鄂麥352是一個較好的抗性親本。2018年對鄭麥9023/鄂麥352 F6、鄭麥9023/（鄭麥9023/鄂麥352）BC1F4白粒后代進行了穗發芽鑒定。結果表明，鄭麥9023/鄂麥352 F6的389個后代株系中抗性為高抗（HR）的占6.9%、抗（R）的占37.3%，合計達到44.2%，其中紅粒占41.1%，白粒占3.1%，證實鄂麥352能較好地將穗發芽抗性傳遞給后代，但由于鄂麥352是紅粒，單交后代群體白皮后代數量較少，因此要選擇白皮抗穗發芽后代需要擴大群體。為此，將鄭麥9023/（鄭麥9023/鄂麥352）BC1F4白粒后代隨機抽取了292份，檢測發現HR株系占4.4%、R株系占21.4%，合計達到25.8%。證實通過擴大白皮后代群體，選擇白皮抗穗發芽后代的幾率增加。同時田間觀察，多數后代其他農藝性狀較好，說明鄂麥352是一個優良的抗穗發芽親本，在育種中應該多加應用。

3? 小結與討論

本試驗證實鄂麥352高抗穗發芽，但其抗性不全是來自子粒休眠性，其作為穗發芽抗性親本使用，改良效果較好。這與DePauw等[6]報道加拿大利用紅粒抗穗發芽種質RL4137育成Columbus、AC Domain、Snowbird等抗穗發芽品種的研究結果一致。

作者在前期的研究中從鄂麥11等耐穗發芽品種的后代中也選擇出耐穗發芽的品系[3]，因此通過滾動回交、矮敗小麥等聚合來自不同來源栽培品種的抗穗發芽基因，是抗穗發芽育種的一條重要途徑。

此外，地方品種永川白麥子等高抗穗發芽具有主效基因，但因不良農藝性狀太多，在傳統育種實踐中沒有取得成功，如何采用分子育種手段，既快速導入抗穗發芽基因又能減少不良農藝性狀的遺傳累贅是下一步關注的重點。

長江中下游麥區收獲期降雨壓力較其他麥區大，發掘更多的抗源，遺傳解析現有優良抗（耐）品種的抗性機理和遺傳機制，對加快抗穗發芽育種具有重要的意義。

參考文獻：

[1] 肖世和，日長生，張海萍，等.小麥穗發芽研究[M].北京：中國農業科學技術出版社，2002.92-99.

[2] 董? 靜，李梅芳，許甫超，等.湖北小麥材料穗發芽抗性評價[J].湖北農業科學，2011，50（24）：5040-5043.

[3] 董? 靜，許甫超，秦丹丹，等.湖北省白皮小麥品種穗發芽抗性鑒定及改良[J].湖北農業科學，2016，55（23）：6057-6060.

[4] 董? 靜，秦丹丹，許甫超，等.小麥穗發芽抗性的分子機制和育種研究進展[J].湖北農業科學，2015，54（22）：5509-5512.

[5] 苗西磊，王德森，夏蘭芹，等.白粒小麥品種（系）穗發芽抗性機制分析[J].麥類作物學報，2011，31（4）：741-746.

[6] DEPAUW R M，KNOX R E，SINGH A K，et al.Developing standardized methods for breeding preharvest sprouting resistant wheat，challenges and successes in Canadian wheat[J].Euphytica，2012，188（1）：7-14.