小麦农家品种魇掉尾苗期抗条锈性遗传分析

    刘鸿燕 周喜旺 王娜 张耀辉 岳维云 魏志平 宋建荣 曹世勤

    

    

    摘要：2016 — 2018年以抗病亲本魇掉尾和感病亲本铭贤169配制组合，获得各世代材料，选用2个条锈菌生理小种（菌系）对魇掉尾进行苗期抗条锈病鉴定和遗传分析。结果表明，魇掉尾对条锈菌菌系中4-1的抗性由1对隐性基因控制，对生理小种CYR32的抗性由2对隐性重叠或独立基因控制。建议在甘肃陇南小麦抗病育种中加以利用。

    关键词：小麦;农家品种;魇掉尾;条锈病;遗传分析

    中图分类号：S512.1? ? ? ? 文献标志码：A? ? ? ? 文章编号：1001-1463（2020）05-0001-04

    doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.05.001

    Genetic Analysis of Stripe Rust Resistance in Wheat Landrace Yandiaowei in Seeding Stage

    LIU Hongyan 1， ZHOU Xiwang 1， WANG Na 1， ZHANG Yaohui 1， YUE Weiyun 1， WEI Zhiping 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：In 2016 — 2018， combination of disease-resistant parents and disease-affected parents mingxian169 was used to obtain materials for each generation. Two physiological species（strains） of stripe rust were selected for identification and genetic analysis of resistance to stripe rust at seedling stage. The results showed that the resistance in the Yandiaowei to strain Zhong 4-1 was controlled by one recessive gene， and the resistance to race CYR32 by two independent or duplicate recessive genes. It is suggested to use it in disease resistance wheat breeding of longnan in Gansu province.

    Key words：Wheat;Landrace;Yandiaowei;Stripe rust;Genetic analysis

    由專性寄生菌条形柄锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）引起的小麦条锈病是一种世界性真菌病害，也是发生于我国小麦上的最主要病害之一，种植抗病品种是防治该病最经济有效且有利于环境保护的措施[1 ]。条中34号对Yr10和Yr26具有联合毒性[2 ]，该生理小种的发生和流行，致使甘肃陇南麦区生产上凡含有Yr10和Yr26的抗源材料已逐渐在田间丧失抗病性[3 ]。近年来，贾秋珍等[4 ]已相继监测到感染中4的新菌系，这又一次对甘肃陇南小麦抗条锈育种及防控提出了新的要求。

    我国丰富的小麦农家品种是发掘新基因的重要资源[5 ]，但往往由于其产量和农艺性状差等原因导致其所持有的抗病基因没有得到充分的研究和利用。魇掉尾是甘肃小麦农家品种，近年来研究发现，其具有良好的苗期和成株期抗条锈性，但其抗病性遗传基础尚不清楚，也少有报道。基于此，我们在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室和天水中梁试验站对该品种进行了苗期抗条锈性特点和抗病基因遗传规律分析，旨在明确该品种的抗条锈病遗传基础，为该品种在甘肃陇南小麦抗锈育种中的利用提供参考。

    1? ?材料与方法

    1.1? ?供试材料

    供试小麦农家品种魇掉尾由天水市农业科学研究所甘谷试验站提供，铭贤169由西北农林科技大学巢凯翔博士惠赠。2016年5月中旬在天水中梁试验站，用抗病亲本魇掉尾和感病亲本铭贤169配制组合，获得F1代;2017年5月中旬，F1代自交的同时用感病亲本铭贤169回交，获得F2代和BC1代材料。供试条锈菌为中4-1和CYR32的单孢菌系，所用菌系由甘肃省农业科学院植物保护研究所小麦病害课题组提供。

    1.2? ?试验方法

    采用苗期人工接种方法，抗病性鉴定在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室进行。将魇掉尾、铭贤169、F1代、BC1代及F2代的种子播种于直径为10 cm的塑料花盆内，每盆播种38～40粒，共播种2组。待小麦幼苗长至1叶1心期，采用抖孢子粉法分别接种条锈菌中4-1和CYR32的单孢菌系。接种后的幼苗置10 ℃左右黑暗条件下保湿24 h后转入温室内培养，感病对照铭贤169充分发病后分别逐株记载供试材料的侵染性，按苗期反应型6级分级标准进行记载[1 ]，即0、0;、1、2、3、4，其中0～2级为抗病（R），3～4级为感病病（S）。根据F1代、BC1代的抗性表现及F2代抗感分离情况，推定抗病基因的数目、显隐性和互作方式。

    2? ?结果与分析

    2.1? ?对中4-1的抗性遗传分析

    通过表1可以看出，用中4-1对魇掉尾与铭贤169双亲及BC1、F1、F2代接种，魇掉尾对菌系中4-1表现免疫到近免疫，反应型为0～0;，铭贤169表现感病，反应型为4型。38株 F1均表现感病，284株F2代群体中抗病（R）株有60株，感病（S）株有224株。经卡平方测验，符合由1对隐性基因控制的1R∶3S的理论比例（χ2=2.26，χ20.05， 1=3.84）。40株BC1代中，抗病株18株，感病株22株，符合由1对隐性基因控制的1R∶1S的理论比例（χ2=0.20，χ20.05， 1=3.84）。初步推断魇掉尾对中4-1的抗条锈性由1对隐性基因控制。

    2.2? ?对CYR32的抗性遗传分析

    用CYR32对魇掉尾与铭贤169双亲及BC1、F1、F2代接种，结果表明，魇掉尾对CYR32表现高抗至中抗，反应型为1～2型，铭贤169表现高度感病。39株F1代和36株BC1代均表现感病，382株F2代群体中，抗病（R）株有176株，感病（S）株有206株。经卡平方测验，抗感分离比符合7R∶9S的理论比例（χ2=0.84，χ20.05， 1=3.84）（表2），初步推断魇掉尾对CYR32的抗性由2对隐性重叠或独立基因控制。

    3? ?小结与讨论

    采用常规分析法和孟德尔遗传学方法，对小麦农家品种魇掉尾进行了苗期抗条锈病遗传分析。结果表明，魇掉尾对条锈菌菌系中4-1的抗病性由1对隐性基因控制，对生理小种CYR32的抗性由2对隐性重叠或独立基因控制，这与宁利园等[6 ]和郄彦敏等[7 ]小麦农家品种对条锈病的抗病性许多都由隐性基因控制的研究结果一致，至于隐性基因控制的抗条锈性是否与农家品种抗病性的稳定性有关，有待进一步深入研究。国内学者对农家品种进行抗条锈病遗传分析已有诸多报道，如代君丽等[8 ]、杨雪等[9 ]、曹世勤等[10 ]、王建超等[11 ]、郭继元等[12 ]分别对大籽糙、红麦、红秃麦、小红芒及老白麦等农家品种进行了抗条锈病遗传分析，明确了各品种对不同生理小种的抗病特点及遗传规律。

    农家品种是人们长期生产实践积累下来的生产品种[13 ]，其蕴含有丰富的抗病基因资源。我们在对农家品种魇掉尾进行苗期抗病性鉴定和遗传分析的基础上，进一步对魇掉尾中的抗条锈病基因进行了定位研究，但魇掉尾中所含的对CYR32和菌系中4-1表现抗性的基因是否为同一基因有待进一步研究证实。结合多年田间抗病性鉴定，发现魇掉尾在成株期对田间自然诱发的条锈菌表现高抗至中抗，建议魇掉尾作为抗源材料，应在甘肃陇南小麦育种中有效利用。

    参考文献：

    [1] 李振岐，曾士迈.? 中国小麥锈病[M].? 北京：中国农业出版社，2002.

    [2] 刘? ?博，刘太国，章振羽，等.? 中国小麦条锈菌条中34号的发现及其致病特性[J].? 植物病理学报，2017，47（5）：681-687.

    [3] 曹世勤，王小明，贾秋珍，等.? 2003 — 2013年小麦品种（系）抗条锈性鉴定及评价[J].? 植物遗传资源学报，2017，18（2）：253-260.

    [4] 贾秋珍，曹世勤，黄? ?瑾，等.? 2013 — 2016年甘肃省小麦条锈菌生理小种变异检测[J].? 植物保护，2018，44（6）：162-167.

    [5] 薛? ?飞，翟雯雯，段霞瑜，等.? 小麦地方品种小白冬麦抗白粉病基因分子标记[J].? 作物学报，2009，35（10）：1806-1811.

    [6] 宁利园，郄彦敏，王凤涛，等.? 中国小麦农家品种红锁条和白蚂蚱的抗条锈性遗传分析[J].? 植物保护学报，2015，42（2）：145-152.

    [7] 郄彦敏，蔺瑞明，冯? ?晶，等.? 4个小麦农家品种对条锈菌成株抗性遗传分析[J].? 沈阳农业大学学报，2010，41（6）：673-676.

    [8] 代君丽，牛永春.? 小麦农家品种大籽糙抗条锈性的遗传分析[J].? 遗传，2003，25（3）：311-313.

    [9] 杨? ?雪，牛永春，邓? ?晖.? 小麦农家品种红麦（苏1661）中一个主效抗条锈病基因的微卫星标记定位[J].? 植物遗传资源学报，2008，9（2）：131-137.

    [10] 曹世勤，骆惠生，贾秋珍，等.? 农家品种红秃麦抗条锈性遗传分析[J].? 甘肃农业科技，2008（7）：3-5.

    [11] 王建超，冯? ?晶，王凤涛，等.? 我国小麦农家品种‘小红芒成株抗条锈性遗传分析[J].? 植物保护，2015，41（1）：154-157.

    [12] 郭继元，张建周，王建超，等.? 我国小麦农家品种‘老白麦抗条锈性遗传分析[J].? 植物保护，2017，43（6）：68-71.

    [13] 曹世勤，孙振宇，王万军，等.? 农家小麦品种白大头成株期抗白粉病遗传分析[J].? 甘肃农业科技，2017（4）：13-15.

    （本文责编：陈? ? 伟）