甘肅小麥白粉病抗源材料的篩選及抗病基因庫的組建

曹世勤　郭建國　駱惠生　金明安　賈秋珍　金社林

摘要：2002-2005年，對收集到的30份已知抗白粉病基因載體品種在甘肅省的不同生態區進行了抗病性監測，結果表明：Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田間抗病性喪失，失去利用價值；Pm2、Pm19、Pm4+8、Pm4、Pm5+6、Pm13在田間抗病性較低，不宜單獨作為親本利用；Pm1+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2x、Pm4b、Pm4b+5、Pm20、Pm21、Pmxbd、在田間抗性表現良好，在今后的育種工作中應充分加以利用。同時經過4年抗病性監測，從省內外2 638份小麥品種(系)材料中篩選出了抗病性強、綜合農藝性狀優良的92R137、貴農21等優異材料10余份，初步組建了抗白粉病基因庫。文中還對抗病基因現狀和利用及今后如何避免由于抗源單一化帶來的白粉病流行進行了初步探討。

關鍵詞：小麥品種；小麥白粉病；抗病性；基因庫

中圖分類號：S 435．121．46

由專性寄生菌小麥白粉菌[Blumeria graminis(DC.)E.O.Speer]引起的小麥白粉病是發生于甘肅省小麥上的重要病害。近年來，隨著白粉菌優勢小種15、17號毒性頻率的不斷上升，致使生產上大面積推廣種植(使用)的含有繁6及其衍生系小麥品種、黑麥血緣的1BL／1RS代換系(易位系)抗病基因(Pm8)的抗病性喪失，導致小麥白粉病的頻繁發生。2000年以來，甘肅省小麥白粉病發生面積均在26.7萬hm²以上，災變態勢嚴峻。

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。進行抗源材料的鑒定和篩選則是最基礎的工作，也是當前植物病理及育種工作者面臨的一項重要任務。目前已從國內外篩選出大量品種材料。進行抗病基因庫的組建，是抗病基因合理利用的最有效途徑和方法。通過抗源材料篩選和抗病基因庫組建，將會為甘肅省小麥白粉病的有效持續控制打下良好的物質基礎。為此，筆者初步開展了這方面的研究工作。

1材料與方法

1．1供試種質

從國內外收集到的已知基因載體品種材料30份，省內外抗源材料及生產品種、高代品系2 638份。

1．2試驗方法

將已知抗白粉病基因載體品種分別于2002-2005年種植于冬麥區的甘谷、汪川良種場、中部冬春麥混作區的臨洮、安定區、榆中、甘肅省農業科學院試驗地(蘭州市)和沿黃灌區的景泰、會寧、靖遠、白銀等地。其他種質材料分別播于甘谷和汪川良種場。在小麥生長后期(當年6月上旬到中旬)，采用盛寶欽等提出的“0～9級”法記載各供試材料成株期白粉病病級。

2結果與分析

2．1已知基因載體品種在不同生態區的抗性表現

從4年監測結果看出，在冬麥區的甘谷縣，Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田間抗性喪失；Pm2、Pml9、Pm4+8、Pm4、Pm5+6、Pm13在田間表現中抗；Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2x、Pm46、Pm46+5、Pm20、Pm21、Pmxbd在田間抗性表現良好。

在春麥區的會寧縣，在田間抗性喪失的有Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17；表現抗病的有Pm2、Pm19、Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2x、Pm46、Pm4+8、Pm5+6、Pm4、Pml3、Pm20、Pm21、Pmxbd。

甘肅省中部冬春麥交界區的冬麥上，已失去抗性的有Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17等；表現抗病的有Pm2、Pm19、Pm5+6、Pm5+mli、Pm13、Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+8、Pm4+2x、Pm4b、Pm4b+5、Pm20、Pm21、Pmxbd。

2．2供試種質材料的抗白粉病性表現

經4年在甘谷、汪川兩地監測，從省內外2 638份小麥品種(系)材料中篩選出貴農29、92R137、三屬麥3號、小白冬麥、白大頭、斯湯佩里、老芒麥、武都白繭兒、901061、ibis、Flanders、Maris Huntsman、IR35等215份抗性優異的抗源材料；隴鑒127、隴鑒338、隴麥108、寧麥6號、蘭天15號、蘭天16號、成縣11號、中梁22號、中梁23號、甘春20號、隴春4021、清98-178-3-2、清97-31、清95-108、清95-111、清95-62、清96-86、清95-3-8、清97-473、清96-96、清97t-134、清96-22-1-1、中91250、y9220、中98102、中9633、中9735、中98sF、中969、中919R、中926、A-3、天9362-10、天9457、天863-13、9911-2-1-1-1-1、96-43-5-2-1-2-3等398份省內生產品種及高代品系；鄭麥9023、冀麥38、魯麥22、豫麥70、北京837、綿農4號、揚麥158、蘭考906、CB032等38份黃淮海麥區生產品種。

2．3 92R178等優異材料的抗病-陛表現

對貴農21等20份優異材料在甘肅省的甘谷縣、秦州區汪川良種場、清水縣、鎮原縣、康樂縣等地種植觀察，結果表明對自然誘發的白粉病，供試材料均表現免疫至中抗水平。對自然誘發的條銹病也表現免疫。對黃矮病和葉銹病，表現中感。

結合抗病性和綜合農藝性狀表現，發現篩選出的92R1 37等10份材料具有較好的農藝性狀，其中它們的生育期均在230～235 d，株高除21恢系外，其余各品種均在50～90 cm間；各品種均長芒；穗型紡錘形；千粒重40.8～55.7 g(表2)。

3討論

3．1關于抗病基因現狀

抗性監測結果表明，Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田間抗性喪失，這一結果與前人報道的結果相一致。單基因Pm12、Pm13、Pm16、Pm18、Pm19、Pm20、Pm21目前在我國及甘肅省仍保持高抗到免疫水平，對他們的利用要加快步伐。基因組合Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+8、Pm4+2x、Pm4b、Pm4+5在各地表現較好，在今后的工作中應充分加以利用，但需克服農藝性狀相對較差的缺點。

3．2關于抗源材料的篩選及利用

已有研究結果表明，我國目前生產上所用的品種中95％以上含有Pm8抗性基因，抗源較為單一問題十分嚴重。基于此，在今后的工作中需采取各種措施，來逐步解決由于抗源單一化造成的被動局面，避免小麥白粉病的大流行。

3．2．1采用多基因、多元化新抗源，克服抗病基因單一的弊端

通過利用抗源材料的篩選、有效抗病基因的累加、進行異地育種等多種方式，盡快利用不同的高效抗病基因和基因組合，提高品種抗性水平和延長抗性保持時間。如Maris Huntsman(Pm2+6)，在英國種植多年，抗性仍然保持較好就是一個很好的例證。同時經田間監測也發現，含有多基因的品種如肯貴阿1號(Pm4+8)、白免3號(Pm4+2x)、Mission(Pm4b+5)、Coker983(Pm5+6)等在田間均保持較好的抗病性。因此，在今后的抗病育種工作中，利用基因的累加效應，盡快將抗譜上互補的基因進行聚合，同時借助分子生物學技術，進行輔助育種，提高育種效率，選育多系品種。

3．2．2加強多抗性材料的發掘和利用

進行慢(耐)粉性、(高溫)成株抗性、水平抗性等不同抗性類型品種的篩選，加強微效、多基因抗源的發掘和利用，豐富抗性基因類型，保持品種抗性的持久化。

3．2．3農家及近緣屬材料的發掘及篩選

通過多種手段和技術，發掘和利用農家及近緣屬材料中的優異抗病基因如簇毛麥(Haynaldiavilosa schur.)、粗山羊草(Ae.squarrosa L.)等，并將其利用于生產實踐，拓寬小麥性基因譜，選育和利用更加持久穩定的優異材料。