127份甘肅農家小麥品種兼抗條銹病與白粉病鑒定與評價

關鍵詞農家小麥品種；條銹病；白粉?。豢共⌒栽u價；兼抗

小麥條銹病由條形柄銹菌小麥?；鸵?，小麥白粉病由布氏白粉菌小麥?；鸵?，是嚴重影響甘肅隴南地區（包括隴南市、天水市及定西市和臨夏州，泛指甘肅隴南條銹病越夏區）乃至全國小麥生產安全的兩種氣傳性葉部病害，種植抗病品種是防治病害最經濟有效且有利于保護環境的措施。由于病菌具有高度變異性，抗病品種在甘肅一般種植3～5年便會“喪失”抗病性而失去利用價值。自2010年以來，隨著條銹菌CYR34及新菌系ZS在甘肅隴南條銹菌越夏區的先后出現，含有‘貴農21’‘貴農22’‘yr10’和‘中四’血緣品種抗病性相繼喪失。小麥白粉菌群體中含有vPm8的毒性頻率一直保持在95%以上，且甘肅省內品種（系）中多含有抗病基因Pm8，導致小麥白粉病在甘肅隴南常年發生流行。從目前甘肅隴南小麥品種（系）抗病性看，成株期兼抗條銹病和白粉病材料相對較少。不斷挖掘和利用兼抗小麥條銹病和白粉病的優良材料，是持續控制甘肅隴南地區小麥條銹病和白粉病的前提和基礎。

目前，甘肅隴南地區小麥抗病育種面臨著小麥條銹菌和白粉菌群體毒性變異速度快、可利用的抗性基因（品種）資源有限、抗病品種需要隨著毒性菌系的不斷變化而不斷更替的問題。兩病害在該區域的混合發生，更是加劇了品種（基因）更替的步伐。小麥農家品種是經過漫長的自然選擇和人為干預后保存下來的寶貴遺傳資源材料，具備了對當地自然生態條件較強的適應性和與之相對應的生產潛力。研究發現其含有豐富的優異基因資源。近年來，國內相關學者開展了7000余份小麥農家品種抗病性研究，先后篩選出諸多優異抗條銹病和白粉病材料，并進行了抗病基因的標記與利用，但生產上仍缺乏兼抗兩種病害的優良品種。本研究對127份成株期抗條銹病性較好的甘肅農家小麥材料，于2021年和2022年進一步進行了苗期、成株期抗條銹病和白粉病性評價，同時在苗期對抗白粉病基因Pm2、Pm4a、Pm8、Pm21進行了分子檢測，旨在靶向篩選出雙抗優異材料，為甘肅隴南地區抗病育種提供技術支撐。

1材料與方法

1.1供試材料及來源

供試的127份農家小麥品種、感病對照品種‘輝縣紅’和‘銘賢169’，供試條銹菌和白粉菌均來自甘肅省農業科學院植物保護研究所。

1.2試驗方法

1.2.1抗條銹病和白粉病鑒定

1.2.1.1苗期鑒定

在甘肅省農業科學院植物保護研究所蘭州溫室進行。將供試品種按表1順序編號，以‘輝縣紅’和‘銘賢169’為對照。播于盛有營養土的10cm×10cm塑料花盆中，每品種穴播5～10粒，每盆4個品種，分別種植用于條銹病和白粉病鑒定的材料各1套。待供試品種一葉一心時，采用掃抹法（白粉菌）和噴孢子懸浮液法（條銹菌）分別接種供試新鮮混合菌系。將接種后的幼苗放人保濕桶內，10～15℃黑暗保濕24h，然后轉入溫室培養。

1.2.1.2成株期鑒定

在甘肅省農業科學院植物保護研究所甘谷試驗站進行。每個供試品種種植1行，行長100cm，行距20cm，每隔20份材料種植1行感病對照品種‘銘賢169’，在試驗區四周種植2行‘銘賢169’作為誘發行和保護行。2021年和2022年3月下旬，在誘發行人工接種條銹菌混合小種，混合菌包括CYR34、CYR32、ZS等主要流行小種和致病類型。小麥白粉病鑒定采用自然發病。

1.2.2小麥基因組DNA的提取與分子檢測

將供試品種的種子及已知抗病基因載體品種‘Ulka/8Cc’（Pm2）、‘Khapli/8Cc’（Pm4a）、‘高加索’（Pm8）、‘R43’（Pm21）在蘭州溫室內播種，待長至2葉時剪取幼葉，用改良CTAB法分別提取所有供試品種的基因組DNA。選用國內外現已開發的抗白粉病基因Pm2、Pm4a、Pm8、Pm21的SSR、SCAR、STS或CAPS標記進行分子檢測。

1.2.3記載標準

苗期條銹病、白粉病分別于接種后18～20d和12～15d，待感病對照品種充分發病，分別逐株調查鑒定各品種病情（反應型、嚴重度和普遍率）。成株期于每年5月20日和27日連續進行2次田間調查，分別記載各品種條銹病病情[反應型／嚴重度（%）／普遍率（%）]和白粉病病級，以病情（病級）最重一次為準。

其中：小麥條銹病苗期病情[反應型／嚴重度（%）／普遍率（%）]、成株期病情[反應型／嚴重度（%）／普遍率（%）]記載依照文獻[29]進行。反應型記載按照6級標準記錄：O型（免疫，IM）、O；型（近免疫，NM）、1型（高抗，HR）、2型（中抗，MR）、3型（中感，MS）、4型（高感，HS）；嚴重度按0、t、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%9級標準劃分；普遍率按0、t、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%共13級標準劃分。白粉病苗期病情（反應型／嚴重度／普遍率）記載依照文獻[30]進行。成株期田間病級按照0～9級標準進行，即：0級（免疫，IM）、1～2級（高抗，HR）、3～4級（中抗，IR）、5～6級（中感，MS）、7～8級（高感，HS）、9級（極感，SS）。

1.2.4數據分析

在Excel 2007上進行數據分析。根據嚴重度和普遍率分別計算各供試品種病情指數。

病情指數=普遍率×平均嚴重度/100。

反應型3～4型，病情指數在25以下為慢銹（SR）。

2結果與分析

2.1抗條銹性鑒定

由表1可知，在供試的127個農家小麥品種中，苗期有‘小輩力麥’（省庫號0009）等36份材料表現抗病，占28.35%?！碳t芒麥’（省庫號0006）等39份材料表現成株期抗病，占30.71%;‘紅芒麥’（省庫號0023）等14份表現全生育期抗病，占11.81%。

2.2抗白粉病性鑒定

由表2結果可知，苗期有‘紅麥’（省庫號0635）等24份材料表現抗病，占18.90%;成株期表現抗病的有‘青熟麥’（省庫號0379）等72份，占56.69%；全生育期表現抗病的有‘小白麥’（省庫號0772）等21份，占16.54%。

2.3兼抗型材料評價

結合表1、表2結果，發現苗期兼抗材料有‘紅梢頭’（省庫號0549）等15份，占11.81%。其中表現免疫的有‘大見口’（省庫號0741）、‘綠麥’（省庫號0914），高抗的有‘紅疙瘩’（省庫號0392）、‘魚兒麥’（省庫號0452），中抗的有‘箭兒頭’（省庫號0369）、‘紅梢頭’（省庫號0549）、‘老芒麥’（省庫號0523）、‘大白見口’（省庫號0752）、‘小白麥’（省庫號0772）、‘春老芒麥’（省庫號0803）、‘白穗老芒麥’（省庫號0812）、‘紅矮麥’（省庫號0823）、‘紅螞蚱’（省庫號0507）、‘白春麥’（省庫號0250）、‘有芒麥’（省庫號0361）等11份，分別占1.57%、1.57%和8.66%（表3）。

成株期表現兼抗的材料有‘白春麥’（省庫號0003）等27份，占21.26%。其中表現免疫的有‘綠麥’（省庫號0914），中抗的有‘白春麥’（省庫號0003）、‘短紅芒麥’（省庫號0006）、‘和尚頭’（省庫號0034）、‘白麥’（省庫號0073）、‘紅疙瘩（有芒）’（省庫號0428）、‘有芒紅螞蚱’（省庫號0487）、‘老芒麥’（省庫號0523）、‘紅禿麥’（省庫號0536）、‘紅芒紅梢麥’（省庫號0548）、‘大白見口’（省庫號0752）、‘小白麥’（省庫號0772）、‘大白芒’（省庫號0791）、‘塬邊老芒麥’（省庫號0796）、‘白莖紅芒’（省庫號0802）、‘春老芒麥’（省庫號0803）、‘白穗老芒麥’（省庫號0812）、‘紅挑頭’（省庫號0813）、‘紅穗老芒麥’（省庫號0814）、‘紅矮麥’（省庫號0823）、‘紅螞蚱’（省庫號0507）、‘老紅麥’（省庫號0515）、‘紅春麥’（省庫號0242）、‘白春麥’（省庫號0250）、‘白扎芒’（省庫號0664）、‘紅疙瘩’（省庫號0392）、‘魚兒麥’（省庫號0452）等26份，分別占0.79%和20.47%。

全生育期表現兼抗的材料僅有‘老芒麥’（省庫號0523）、‘大白見口’（省庫號0752）、‘小白麥’（省庫號0772）、‘春老芒麥’（省庫號0803）、‘白穗老芒麥’（省庫號0812）、‘紅矮麥’（省庫號0823）、‘紅螞蚱’（省庫號0507）、‘白春麥’（省庫號0250）、‘綠麥’（省庫號0914）、‘紅疙瘩’（省庫號0392）、‘魚兒麥’（省庫號0452）等11份，占8.66%。

2.4抗白粉病基因分子檢測

檢測結果發現，‘白春麥’（省庫號0250）等39個品種中含有Pm2，‘白麥’（省庫號0005）等110個品種中含有Pm4a，‘鳳翔麥’（省庫號0381）等32個品種中含有Pm8，‘白穗老芒麥’（省庫號0812）等4個品種中含有Pm21，分別占30.71%、86.61%、25.20%、3.15%。

同時含有2個及以上基因的品種有‘白春麥’（省庫號0003）等60個，占47.24%。其中含有2個基因品種有‘專腰麥’（省庫號0017）等49個，3個基因品種有‘小青芒’（省庫號0787）等8個，分別占38.58%和6.30%?！霞t麥’（省庫號0807）等31個品種含有Pm2+Pm4a，‘白春麥’（省庫號0003）等16個品種含有Pm4a+Pm8，‘白莖紅芒’（省庫號0802）含有Pm4a+Pm26，‘鳳翔麥’（省庫號0381）含有Pm2+Pm8；‘小青芒’（省庫號0787）、‘豌豆麥’（省庫號0810）、‘白春麥’（省庫號0250）、‘老白麥’（省庫號0951）、‘紅半芒’（省庫號0341）等5個品種含有Pm2+Pm4a+Pm8，‘長芒’（省庫號0785）、‘白春麥’（省庫號0881）含有Pm2+Pm4a+Pm26，‘紅矮麥’（省庫號0823）含有Pm4a+Pm8+Pm26。

3結論與討論

條銹病和白粉病是甘肅省小麥生產上發生最為廣泛的兩種病害，采用人工接種鑒定結合自然誘發鑒定，可更準確地評價品種的抗病性特點。抗病品種的推廣應用不僅能夠有效減緩病害的蔓延速度，而且可顯著減輕病害發生程度。近年來，隨著環境條件的改變，甘肅隴南小麥田間條銹病和白粉病混發、重發，開展穩定兼抗條銹病和白粉病優異種質資源材料的篩選和抗病品種的選育，顯得更為重要和迫切。

從前人研究結果看，對供試材料的鑒定評價大多是針對單一的條銹病或白粉病進行。因此，在未來研究中針對田間病害發生特點，有針對性地開展多病害的接種及自然誘發鑒定，以期篩選出具有兼抗條銹病、白粉病等多種病害的品種材料是生產所需。本研究通過對甘肅省127份小麥農家品種的全生育期抗病性鑒定，發現兼抗品種占比并不高，與楊立軍等的研究結果相似。本研究通過對苗期、成株期與全生育期抗病性評價，鑒定出一批兼抗小麥條銹病和白粉病的農家種質資源。對于連續兩年均保持抗病的優異材料，在進一步挖掘抗病基因的基礎上，可作為抗病小麥新品種（系）的重要親本，進行兼抗品種的培育。

分子檢測結果表明，有110份品種攜帶Pma．39份品種攜帶Pm2，32份品種攜帶Pm8，4份品種攜帶Pm21。部分高抗／中抗材料如‘白麥’‘白疙瘩’中，均未檢測到上述檢測的Pm基因，表明這些優異材料中含有其他小麥抗白粉病基因，值得進一步研究利用。將上述研究結果與黃苗苗等的研究結果相結合，鑒定出的抗性品種可作為甘肅隴南地區小麥抗條銹病和抗白粉病的種質資源，在今后的抗病育種中進一步加以利用，為甘肅隴南地區小麥條銹病和白粉病的持續控制和解決種質資源匱乏的問題提供技術支撐。