60個小麥品種（系）赤霉病抗性鑒定與優異種質篩選

關鍵詞：小麥（TriticumaestivumL.）;品種（系）;赤霉病;抗性鑒定；單花滴注法；土表接種法

中圖分類號：S512.1；S432.4+4 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2025）07-0005-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.07.002 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：口

Identification of Fusarium head blight resistance and screening of elite germplasm in 60 wheat varieties（lines）

ZHANG Xiao-juan1，LIU Qian-qian1，WANG Li-feng1，LING Dong1，ZHANG Peng-fei1.2 （1.XiangyangAcademyof Agricultural Sciences，Xiangyang441O57，Hubei，China; 2.Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasm and Genetic Improvement，Wuhan 43O064，China）

Abstract：Inordertoscreenexcellntwheat（TriticumaestiumL.）germplasmresourcesresistanttoFusariumheadblight（FHB）， theFHBresistancelevelsof6Owheatvarieties（lines）includingthecontrolvarieties wereevaluatedusingsingle-floretinjectionand soil-surface inoculation methods.Sumai3（highlyresistant，HR），Yangmai158（moderatelyresistant，MR），andAnong 8455 （highlysusceptible，HS）servedascontrolvarieties.Atotalof2highresistantvarieties，7medium-resistantvarieties，3Omedium susceptiblevarietisand21ighsusceptiblevarietieswerescreenedout.Furthermore，theagronomictraitsofwheatvarieties（lines） withresistancelevelsfmoderatelysusceptible（MS）andabovewereinvestigated.Atotalof16eliteheatvarietis（ines）withsuperioragronomictraitsandresistancetoFusarimheadblight，suchasNei403，Chuanmai45，W2，andXinong9871，weresreed out，which provided reliable parental sources for new cultivars breeding.

KeyWords：wheat（ricumaestiumL）；varieties（lines）；Fusariumheadblight；resistanceidentification；single-floreinjectio methods；soil-surface inoculation methods

小麥（TriticumaestivumL.）赤霉病（Fusariumheadblight，FHB）是由禾谷鐮刀菌（Fusariumgra-minearum）和亞洲鐮刀菌（Fusariumasiaticum）引起的氣傳病害[]，在小麥全生育期均可為害，以穗期為害最嚴重，地勢低洼、排水不暢、土壤黏重、偏施氮肥的地塊發病較重。赤霉病對小麥的影響具有持續性，帶菌子粒影響萌芽，花期感染影響灌漿，造成穗頭干癟，嚴重時顆粒無收。鐮刀菌感染小麥后會使其產生真菌毒素，如脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxyni-valenol，DON）、玉米赤霉烯酮（Zearalenol，ZEN），污染子粒并引發食品和飼料安全問題。

赤霉病是破壞性很強的真菌病害，對小麥的產量和品質造成嚴重影響。在中國，小麥赤霉病是一種常見且為害重的植物病害，在不同地區存在一定差異。隨著全球氣候變暖和耕作制度的改變，赤霉病發生區域從長江中下游麥區快速擴散至黃淮麥區，已上升為當地主要病害[2.3]，且發病年份易流行成災，嚴重制約中國綠色農業發展，威脅糧食安全。赤霉病防治多采用種植抗赤霉病品種、輪作、科學的水肥管理及施用化學農藥等手段，但化學農藥的頻繁使用會造成環境、空氣和土壤污染，還會導致植物病原菌耐藥性增強，農藥殘留等問題，嚴重威脅人畜健康。選育和推廣抗赤霉病小麥品種是控制赤霉病安全、有效的措施，而缺少農藝性狀優良且抗病性能好的親本是限制小麥新品種選育的主要因素。因此，篩選和鑒定優異赤霉病抗性小麥種質資源對鄂北地區小麥新品種選育具有重要意義。

關于小麥種質資源抗病性鑒定的研究較多，陳婧等4從454份小麥品種中鑒定篩選出7份高抗赤霉病材料和115份中抗赤霉病材料，發現生選4號、寧麥19等26份優良種質資源；汪尊杰[5從江蘇省主推小麥品種中篩選出揚麥33、揚麥38、東麥2001等11個抗病優良親本材料；還有學者對西農系小麥品種（系）以及豫南四川[8等地的小麥品種（系）進行了赤霉病表型鑒定及基因型分析，鑒定并挖掘出多個農藝性狀和抗病性能俱佳的品種，這些鑒定結果為小麥赤霉病抗性育種提供了可靠的親本來源。本研究采用單花滴注法和土表接種法對60份小麥品種（系）進行赤霉病抗性鑒定及農藝性狀調查，篩選出抗性水平較好且豐產的小麥種質資源，為小麥抗赤霉病品種的親本選擇提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥品種（系）共60個，分別來自四川省、河南省、湖北省、江蘇省等12個省市，均于襄陽市農業科學院保存。田間赤霉病抗性鑒定以蘇麥3號、揚麥158、安農8455分別作為高抗、中抗、高感對照品種。

供試禾谷鐮刀菌菌株是具有強致病力的PH-1（西北農林科技大學植物保護學院）2113（湖北省農業科學院）F0980（江蘇省農業科學院），經PDA培養、活化后備用（圖1）。

圖1禾谷鐮刀菌（Fusariumgraminearum）在電子顯微鏡4x（a）、 20×（b） 下的形態

1.2 試驗設計

小麥赤霉病抗病性鑒定試驗在湖北省襄陽市農業科學院團山基地赤霉病鑒定圃中進行，試驗田為普通土壤，中等肥力水平，前茬作物是玉米。供試材料于2023年10月25日播種，每個品種播種3行，行長 1.0m ，行距 0.3m ，每行人工點播40粒種子。鑒定圃四周設保護行，播種感病小麥品種安農8455。采用土表接種法和單花滴注法進行抗病性鑒定，在小麥整個生長期內不施用任何化學殺菌劑。

1.3 試驗方法

1.3.1單花滴注法將3種禾谷鐮刀菌菌液等比例混合，在小麥揚花早期（中間有4～6個黃色小花為主）接種，套袋隔離3d，后彌霧保濕7d，于21d后觀察統計小麥各病級發病穗數、總穗數，計算平均嚴重度（S），計算式如下。

平均嚴重度 （各病級穗數 × 相應病級數）/總穗數 （1）

1.3.2土表接種法將攜帶病菌的小麥子粒于抽穗前1個月均勻地撒于鑒定圃的小麥行間，帶病子粒用量為 60kg/hm² ，并適當灌溉，保持土壤濕度，以利于子囊殼的形成。試驗鑒定標準參考國家農業行業標準《小麥抗病蟲性評價技術規范：小麥抗赤霉病評價技術規范》（NY/T1443.4—2007）。接種21d后，調查每個接種穗，統計各病級發病穗數和總穗數，計算病穗率和病情指數 （DI） ，計算式如下。

病穗率 .= 感病穗數/總調查穗數 ×100%

病情指數 （各級病穗數 × 相應病級數）/總穗數 × 最高病級數） （3）

1.3.3赤霉病抗性等級劃分共劃分為免疫（I）高抗（HR）、中抗（MR）、中感（MS）、高感（HS）5個等級，評價標準見表1。

表1小麥赤霉病抗性評價標準

注：CK-R表示蘇麥3號，CK-MR表示揚麥158，CK-S表示安農8455

1.3農藝性狀調查

調查赤霉病中感以上小麥品種的農藝性狀，主要包括株高、生育期、穗長、穗粒數和千粒重，每個品種隨機調查10穗。

2 結果與分析

2.1赤霉病抗性鑒定結果

通過單花滴注法共鑒定篩選到0個免疫品種（系）和2個高抗品種（系），占品種（系）總數的 3.33% ;21個中抗品種（系），占品種（系）總數的 35.00% ;23個中感品種（系），占品種（系）總數的 38.33% ；14個高感品種（系），占品種（系）總數的 23.33% （表2）。

通過土表法共鑒定篩選到0個免疫品種（系）和3個高抗品種（系），占品種（系）總數的 5.00% ；11個中抗品種（系），占品種（系）總數的 18.33% ;25個中感品種（系），占品種（系）總數的 41.67% ;21個高感品種（系），占品種（系）總數的 35.00% （表2）。

綜合土表接種法和單花滴注法2種方法共鑒定篩選到0個免疫品種（系）和2個高抗品種（系），占品種（系）總數的 3.33% ，是已知高抗品種蘇麥3號和望水白，未鑒定到其他高抗赤霉病品種；7個中抗品種（系），分別為W2、N35、鎮麥168、揚麥20、寧麥13、寧麥9號和揚麥158，占品種（系）總數的 11.67% ;30個中感品種（系），占品種（系）總數的 50.00% ;21個高感品種（系），占品種（系）總數的 35.00% （表2）。

對各省（市）材料進行統計分析，發現中抗和高抗品種主要來源于江蘇省，屬于長江下游麥區，其他省（市）主要以中感和高感品種居多，以河南、湖北、陜西、貴州等省較為突出（圖2）。其中，河南省有9份材料，5份表現中感，4份表現高感，抗性水平較低；湖北省小麥材料有9份，1份高感材料，8份中感材料，缺乏中抗以上的小麥種質材料。

表2各試驗品種（系）赤霉病抗性評價

注：“—\"為來源地不詳

圖2各省（市）小麥品種（系）對赤霉病的抗性水平分布

2.2 抗赤霉病小麥品種（系）的農藝性狀

對赤霉病抗性水平達中感及以上的小麥品種（系）進行田間調查和統計分析（表3），以株高低于90cm. 、穗粒數大于40粒/穗、千粒重大于 35g 為標準，篩選出內4103、川麥45、W2、西農9871、襄麥32、鄭麥9023、N35、川輻12、內麥10號、川麥67、周麥22、15WP069、15WP098、西農979、鎮麥168、揚麥20共16個農藝性狀優良且兼具赤霉病抗性的小麥品種（系）。

表3中感及以上抗性小麥品種（系）主要農藝性狀

3 討論

本研究利用2種鑒定方法對60個小麥品種（系）進行赤霉病抗性評價，未發現小麥赤霉病免疫品種，高抗赤霉病種質資源少，僅蘇麥3號、望水白表現為高抗，且這2個品種均來自長江中下游麥區，中抗及以上的小麥品種只占 15.00% 。長江下游麥區赤霉病發生頻繁，是自然選擇優勢區，其小麥材料抗性表現更好，以寧麥系列表現突出。小麥材料抗性水平集中在中感至高感等級，占比達 85.00% ，抗性水平較差。通過調查60個小麥品種（系）農藝性狀，篩選出16個綜合性狀優良且對赤霉病有抗性的種質資源，其中，W2、N35、鎮麥168和揚麥20這4個品種（系）中抗赤霉病且農藝性狀突出，可作為骨干親本加以利用。總體來說，赤霉病抗性品種資源匱乏，新型親本材料更新滯后，可利用的材料較少。應多引進赤霉病抗性強的小麥種質資源，改良小麥對赤霉病的整體抗性水平。種質資源作為抗病育種的基礎，在小麥育種過程中，應通過多年多點多鑒定，有目的地篩選出具有較強抗病性能的小麥品種，為小麥新品種的選育和推廣提供科學依據。

在小麥育種工作中，親本種質資源有限，品種遺傳差異小，使用頻次較高，同質化問題嚴重，一定程度上限制了小麥育種水平的進一步提升。所以，為豐富種質資源，增加品種遺傳多樣性，篩選、鑒定優異抗性材料，應加強各麥區小麥種質資源交流，以培育出高抗、廣適、豐產穩產的小麥新品種。

4展望

小麥赤霉病是典型的多基因控制性狀，不同抗性資源中的抗性位點聚合可提高小麥赤霉病抗性[9。Fhb1基因抗赤霉病效應較大，可以降低子粒中真菌毒素的積累，被廣泛應用于抗病育種中。已有研究表明，小麥中可能同時存在多個抗赤霉病基因或者感病QTLs/基因，雜交后基因交換重組，后代材料通過基因加性效應和上位效應可能出現超親后代，在育種實踐中，采用中感或中抗品種進行雜交，超親分離的比例將有所提高[1]。通過分子標記輔助選擇法將Fhb1導入中感或高感赤霉病小麥品種中，可顯著增強該品種的抗性能力。張宏軍等3利用Fhb1基因分子標記輔助技術有效地提高了黃淮冬麥區小麥品種赤霉病抗性水平。He等發現Fhb1基因編碼的關鍵蛋白TaHRC通過“液-液”相分離的生物物理過程驅動大分子凝聚復合體來調控小麥對赤霉病的抗性。這一發現不僅揭示了Fhb1基因調控小麥赤霉病抗/感的生物學機制，而且為小麥赤霉病抗性育種提供了重要支持。

具有較高赤霉病抗性的小麥品種能夠有效地阻正病原菌的侵染和毒素的產生，Ⅲ型和M型抗性通過阻止病原菌在小穗和子粒中的定殖和擴散來減少脫氧雪腐鐮刀菌烯醇毒素的產生和積累，即赤霉病抗性越高，脫氧雪腐鐮刀菌烯醇含量通常越低[12]。在小麥及其近親植物中已發現了大量的赤霉病抗性基因，其中一些已被廣泛應用于育種，顯著提高了小麥對赤霉病的抗性，還有一些赤霉病抗性相關基因的作用機制亟須探索及挖掘。通過分子育種技術，已創造出一批高抗赤霉病、綜合性狀優良的優異新種質，如雙抗高產小麥品種揚麥33號、南農999、中麥996等[13]。關于小麥赤霉病抗性基因的研究逐漸深入。孔令讓[14]發現抗赤霉病基因Fhb7對鐮孢屬病原菌具有廣譜抗性；賈海燕等[15]開發了WGRB1500、WGRB1587和WGRB1559三個分子標記，其可用于檢測Fhb8基因;Guo等[的研究發現，含有二倍體長穗偃麥草7E染色體的小麥材料具有很好的赤霉病抗性，并已篩選到可穩定遺傳的小麥-長穗偃麥草易位系；朱占華[7對352份小麥高代品系赤霉病抗性基因進行檢測，發現同時攜帶2個基因的品系的抗病性比攜帶單一基因更好，表明通過聚合多個抗性基因來提高小麥赤霉病是可行的。未來有望培育出更多高抗赤霉病且農藝性狀優良的小麥新品種，從根本上提高小麥對赤霉病的抗性。同時，隨著生物技術的發展，可利用分子標記輔助育種和基因修飾育種技術對小麥自身基因進行編輯，或精準導入外源抗病/抗逆基因，定向改良植物性狀，使抗病性與產量協同提升，提高育種效率，保證糧食產量安全。

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（責任編輯 呂海霞）