小麥品種對(duì)白粉病的抗性反應(yīng)與抗病基因分子檢測(cè)

韓玲

【摘要】：小麥白粉病是一種非常普遍的疾病，很大程度降低了小麥的產(chǎn)量。本文主要對(duì)8種白粉菌菌株對(duì)當(dāng)前主要小麥品種的抗病性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并標(biāo)記處存在的相關(guān)抗病基因。研究發(fā)現(xiàn)這些經(jīng)國家批準(zhǔn)的品種中17%的品種可以抵抗多種菌株，不同小麥種植區(qū)的小麥抗病率與該地區(qū)的白粉病的嚴(yán)重程度有和很大關(guān)系。在選擇主要的小麥品種時(shí)要將抗性強(qiáng)的作為親本，基因檢測(cè)試驗(yàn)顯示我國小麥中主要的基因?yàn)閜m8。一些抗性非常強(qiáng)的品種中可能會(huì)出現(xiàn)其他的抗病基因。

【關(guān)鍵詞】：小麥；抗病性；白粉病；抗病基因

小麥白粉病屬于一種常見的流行性病害，由于小麥種植條件、病菌變異等多方面的原因，使得我國全國范圍內(nèi)的麥田都存在白粉病的問題。由于白粉病已經(jīng)使得小麥產(chǎn)量大程度降低，國家不斷對(duì)小麥品種的選擇，最大限度降低白粉病的危害。我們?cè)诟鶕?jù)已知抗白粉病的基因處理問題的同時(shí)，要不斷進(jìn)行新基因的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。研究近些年種植小麥的抗性，找到未來小麥育種的方向和目標(biāo)。通過這些研究正確的選擇小麥育種過程中親本的選擇對(duì)象和白粉病怎樣在田間得到良好的控制方法。

1、材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

用于試驗(yàn)的小麥有148份均為國家鑒定合格的，161份為參加國家試驗(yàn)的小麥品種，1160份小麥核心種質(zhì)和263份為微核心種質(zhì)。選擇中作9504和京雙16為對(duì)照組進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 白粉病抗性鑒定

取不同小麥種植區(qū)的白粉菌菌株，經(jīng)過處理后進(jìn)行保存。這些菌株可以抵抗Pm3a、Pm3b、Pm3e等多種基因，但對(duì)Pm1c、Pm13、Pm20等幾種基因則沒有作用。對(duì)照組中均表現(xiàn)出高感。

苗期的接種鑒定方法為在育苗盤中進(jìn)行，使用掃拂法接上新繁殖的白粉菌孢子，在一定的環(huán)境條件下生長(zhǎng)，等到對(duì)照組完全發(fā)病后，用0-4級(jí)衡量葉片de反應(yīng)型。0-2為抗病，3-4為感病。

成株期的鑒定在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，在小麥返青后，開始接種混合菌株。用0-9級(jí)確定乳熟期的病害嚴(yán)重性，0級(jí)表示免疫，1-2級(jí)高抗，3-4表示中抗，5-6級(jí)表示中感，7-9級(jí)表示高感。

1.3 抗病基因的分子標(biāo)記檢測(cè)

可以使用1RS上的w-黑麥堿基因?qū)σ恍┨禺惖姆肿幼龀鰳?biāo)記。使用多功能的擴(kuò)增儀進(jìn)行擴(kuò)增，在合適的條件下進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。

2、結(jié)果與分析

2.1 經(jīng)國家鑒定的品種苗期對(duì)不同程度白粉病菌的反應(yīng)

通過觀察這些品種對(duì)白粉病菌的反應(yīng)情況，能夠?qū)?個(gè)菌株都體現(xiàn)抗病特征的大約占4%，能夠抗1或者2個(gè)菌株的有24%左右，其余的是能夠抵抗3-7個(gè)菌株的。具有抵抗多種菌株的小麥品種一般都是近些年發(fā)現(xiàn)的新型品種，在當(dāng)前新培育出的小麥品種中有24%都能達(dá)到抵抗5-8個(gè)小種。研究還發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)80年代研發(fā)的小麥品種中一般不能抗擊3個(gè)以上的菌株，到了90年代就開始出現(xiàn)少數(shù)的品種能夠抗擊3個(gè)或者5個(gè)菌株。不同時(shí)期的小麥品種在感染病毒的頻率上都超過了50%。

參與實(shí)驗(yàn)的小麥品種中對(duì)Bg4菌株的抵抗效果最好，然后是抵抗Bg2菌株的效果好，不同時(shí)期的品種都有一定比例很好的抵抗這兩個(gè)菌株；20世紀(jì)80年代時(shí)期有很少一部分可以抵抗Bg2和Bg4小種，對(duì)其他小種并不能表現(xiàn)出任何作用。20世紀(jì)90年代的鑒定品種不能對(duì)E23表現(xiàn)出抗性，然而對(duì)其他的菌株都可以發(fā)揮部分功效，其也有中對(duì)Bg4的抗性最為突出。當(dāng)前小麥品種的抗性頻率處于不斷提高的趨勢(shì)，同時(shí)對(duì)一些相對(duì)毒性較大的E20和E23也有一些品種表現(xiàn)出抗性。

2.2 國家試驗(yàn)小麥品種苗期對(duì)白粉菌的反應(yīng)

通過一些病菌對(duì)國家試驗(yàn)小麥品種的抗性試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)江流域地區(qū)培育的小麥品種比其他地區(qū)有更強(qiáng)的白粉病抵抗效果，能夠抵抗的白粉病菌種類相對(duì)較多，部分在長(zhǎng)江下游培育的品種甚至可以對(duì)5種菌株都表現(xiàn)出抗性。黃淮南部和北部的小麥種植區(qū)會(huì)有一定數(shù)量能夠抵抗多種菌株的小麥品種，然而干旱的地區(qū)的小麥品種的抵抗菌株能力會(huì)相對(duì)較差。在不同的小麥種植區(qū)內(nèi)對(duì)任何菌株都無抵抗力的占到60%左右。

2.3 小麥核心種質(zhì)區(qū)域苗期對(duì)白粉菌菌株E09的反應(yīng)

在北京區(qū)域范圍內(nèi)盛行的白粉菌菌株E09對(duì)小麥核心種質(zhì)苗期接種，在地方進(jìn)行培育的種子抗病品種的頻率為5%左右，其中引進(jìn)國外的多數(shù)表現(xiàn)為感病。根據(jù)區(qū)域的不同可以發(fā)現(xiàn)，西南冬麥區(qū)小麥的抗病性能相對(duì)很高，同時(shí)此區(qū)域的品種也具有較高的抗病頻率。在西北春麥區(qū)可以明顯發(fā)現(xiàn)地方品種的抗病率達(dá)到了10%，但是培育品種頻率會(huì)相對(duì)較低。北部和黃淮的冬麥區(qū)地方品種和培育品種的抗病頻率都只有3%左右。在華南冬麥區(qū)和東北春麥區(qū)發(fā)現(xiàn)不管是地方品種還是育成的品種都沒有任何的抗病性。

3、討論分析

從20世紀(jì)70年代以來，小麥白粉病正在不斷的加劇，成為困擾農(nóng)民的重要問題，每年都會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)影響。實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該在小麥的不同階段進(jìn)行控制，從而阻礙白粉病的發(fā)生，降低由于病害造成的損失。白粉菌體具有很高的異質(zhì)性并且毒性發(fā)作很頻繁，所以要明確不同品種的抗病水平和能力對(duì)白粉病的防止具有積極的作用。通過本次的簡(jiǎn)單試驗(yàn)研究得出，每次的培育的小麥品種都具有一定的抗病能力，缺點(diǎn)在于不能抵抗當(dāng)前的白粉病菌株，原因就是白粉病菌株的不斷變異造成的。當(dāng)前新型小麥品種雖在抗病性上有了很大的進(jìn)步，但是感病頻率也是將近60%，而且對(duì)多種菌都能抵抗的品種仍然很少。就當(dāng)前白粉病形勢(shì)來說，需要不斷引進(jìn)新的抗病基因，這對(duì)抗病性的選育是至關(guān)重要的一步。同時(shí)要增加對(duì)一些慢性病的研究和調(diào)查，增加抗病基因的作用時(shí)間，使得能夠更加有效的抵抗白粉病。

結(jié)語

研究發(fā)現(xiàn)，眾多品種中能夠抗多菌株的頻率在17%左右。不同時(shí)期的感病品種頻率都超過了50%。抗病品種與該地區(qū)白粉病的嚴(yán)重程度和當(dāng)?shù)赜N有很大的關(guān)系。同時(shí)在今后的育種過程中，要選擇抗性強(qiáng)的品種作為受體的親本，很大程度提高了核心種質(zhì)的利用率。

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