江蘇省淮南地區主要小麥品種產量結構及Fhb1基因研究

李明星　滕志英　解小林　王祝彩　張曉慧　陳春

摘要 通過對江蘇省淮南地區近年來審定的36個小麥品種進行試驗示范，檢測各品種是否攜帶Fhb1基因，旨在為優良品種推廣及抗赤霉病基因Fhb1利用提供重要參考。結果表明，華麥12、華麥11、揚麥36、華麥8號、華麥13、寧麥資518、揚輻麥15等品種產量高，10個品種攜帶Fhb1基因，其中華麥8號和寧麥資518產量高、生育期短且攜帶Fhb1基因。

關鍵詞 小麥；試驗示范；赤霉病；Fhb1

中圖分類號 S 512.1文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2023）15-0025-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.15.007

Yield Structure and Fhb1 Resistance Gene of Main Wheat Varieties in Huainan Area of Jiangsu Province

LI Ming-xing，TENG Zhi-ying，XIE Xiao-lin et al

（Breeding Research Institute，Jiangsu Dahua Seed Enterprise Co.，Ltd.，Huaian，Jiangsu 223216）

Abstract A total of 36 wheat varieties were used for demonstrated experiment? in Huainan Area of Jiangsu Province in recent years.Whether the varieties carried Fhb1 gene was tested，so as to provide important references for the promotion of excellent varieties and the utilization of Fhb1 gene for resistance to fusarium head blight.Results showed that Huamai 12，Huamai 11，Yangmai 36，Huamai 8，Huamai 13，Ningmaizi 518，Yangfumai 15 and other varieties had high yields，and 10 varieties carried the Fhb1 gene.Among them，Huamai 8，Ningmaizi 518 had high yield，short growth period and carried Fhb1 gene.

Key words Wheat;Experiment demonstration;Fusarium head blight;Fhb1

小麥（Triticum spp.L.）是世界上最重要的大田作物之一，是世界上很大一部分人口的主食。江蘇省淮南地區屬于長江中下游平原冬麥區，主要種植春性小麥品種，在江蘇省糧食生產中扮演重要作用。高產、多抗的小麥品種便于在大田生產種植；小麥生產受到多種制約因素的影響，赤霉病是小麥生產的主要生物制約因素之一。小麥赤霉病（fusarium head blight，FHB）是由禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum）等多種鐮刀菌引起的一種全球性真菌病害，是造成我國小麥減產的罪魁禍首［1］。赤霉病不僅會造成籽粒萎縮，甚至成種失敗，還會通過感染霉菌毒素使糧食品質惡化。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON）是由禾谷鐮刀菌產生的霉菌毒素，同時也是一種致病因子，在非常低的濃度下對動物具有高度毒性，會導致惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛、頭痛、頭暈、發燒等癥狀，如果接觸足夠多，可引起癌變，甚至會導致死亡［2］。在小麥的21條染色體上都發現了涉及赤霉病抗性的QTL，其中2個最強和最有效的是Fhb1和Qfhs.ifa-5A，均來源于“蘇麥3號”［3］。Fhb1是小麥和其他小粒糧食作物中對赤霉病具有強II型抗性的主要效應QTL［4］。鑒于此，筆者通過對江蘇省淮南地區近年來審定的36個小麥品種進行試驗示范，檢測各品種是否攜帶Fhb1基因，旨在為優良品種推廣及抗赤霉病基因Fhb1利用提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗在白馬湖農場農科所（119.1°E，33.2°N）進行，各品種種植0.067 hm2，海拔7 m，蘇北灌溉總渠旁；交通便利，地勢平坦，排灌方便；田塊為黏壤土，地力中等，土壤肥力均勻，前茬作物為水稻。

1.2 供試材料

江蘇省淮南地區近年來審定的主要品種包括寧麥29、蘇麥0588、蘇麥288、隆麥39、揚輻麥10號、泰麥902、泰麥901、金豐麥1號、揚麥31、揚麥37、揚麥36、寧麥33、明麥133、揚麥33、明麥13、揚麥34、鎮麥13、瑞華麥596、農麥99、農麥156、華麥8號、蘇研麥017、揚輻麥15、寧麥資518、寧麥資166、華麥11號、華麥12號、江豐麥1號、寧麥資218、揚江麥586、揚輻麥9號、鹽麥1號、鎮麥18、中墾麥212、中墾麥616、華麥13號，抗赤霉病基因研究對照品種蘇麥3號、揚麥158。

1.3 試驗方法

播種前根據千粒重、發芽率等計算播量，11月3日用播種機等行條播，行距25 cm，10月29日機械普施復合肥600 kg/hm2，12月8日無人機施尿素150 kg/hm2，3月15日無人機施尿素225 kg/hm2，一生施純氮26.5 kg/hm2。其他田間管理同本地區大田生產。

1.4 性狀調查記載測定

小麥生長的全生育期內調查記載生育期、莖蘗動態、穗數、穗粒數等主要農藝性狀；全區收獲后及時晾曬風干，測量產量、千粒重等。

1.5 抗赤霉病基因Fhb1檢測

1.5.1 小麥基因組DNA提取。

當小麥生長到分蘗拔節期時，取小麥的幼嫩葉片，放入-20 ℃儲藏備用，用CTAB法提取小麥基因組DNA［5］。

1.5.2 赤霉病基因Fhb1擴增及標記檢測。

用與Fhb1基因連鎖的標記引物His3B-4［6］進行赤霉病抗性檢測。引物由上海生物工程技術公司合成。反應體系如表1所示，2×PCR Mix 包含0.1 U/μL Taq酶、500 μ mol/L dNTPs、20 mmol/L Tri-HCl、10 mmol/L KCl、3 mmol/L MgCl2。

PCR擴增程序：95 ℃ 預變性5 min；95 ℃ 變性5 s，58 ℃ 退火30 s，72 ℃ 延伸90 s，共35個循環，再72 ℃聚合延伸10 min，12 ℃保存。PCR反應結束后，得到擴增產物。擴增產物加入1.5%的瓊脂糖凝膠電泳中檢測，電泳完畢后放入EB中染色，然后用紫外凝膠成像儀拍照。

2 結果與分析

2.1 不同品種生育期及莖蘗動態比較

由表2可知，不同品種拔節期在3月6—11日，抽穗期在4月12—21日，成熟期在5月30日—6月3日，全生育期在208～212 d。基本苗在255.00萬～269.85萬/hm2，高峰苗在1 135.95萬～1 528.05萬/hm2。

2.2 不同品種產量及其構成因素比較 由表3可知，不同品種有效穗在453.00萬～612.00萬穗/hm2，其中揚輻麥15最少，華麥12號最多；穗粒數在33.05～45.70粒/穗，其中蘇麥0588最少，揚麥33最多；千粒重在39.2～53.3 g，其中揚輻麥9號最低，瑞華596最高；產量在6 539.85～10 002.60 kg/hm2，其中揚輻麥9號最低，華麥12號最高。

2.3 抗赤霉病基因Fhb1分子檢測

利用His3B-4標記引物對各品種的Fhb1基因進行檢測，如圖1所示，檢測出攜帶純合Fhb1基因品種有華麥8號、揚麥33、鎮麥13、泰麥901、蘇麥0588、寧麥33、揚輻麥9號；攜帶雜合Fhb1基因品種有寧麥資166、泰麥902、揚麥28、寧麥資518；其他品種不含Fhb1基因。

3 結論與討論

小麥作為我國重要的口糧作物，選育高產、多抗的優質品種，保障國家糧食安全具有重要作用［7］，近年來江蘇省淮南地區赤霉病發病趨勢逐年過大，嚴重威脅小麥的產量品質等特性。現階段赤霉病防治主要運用化學防治、農業防治和生物防治等方法。長年使用化學防治會使赤霉病菌產生抗性，且已發現病原菌對戊唑醇和苯丙咪唑類殺菌劑產生抗性［8］。農業防治主要是通過栽培措施和品種遺傳改良來降低赤霉病為害程度，通過輪作、滅茬和排水減濕等栽培措施防治赤霉病效果十分有限［9］。由于赤霉病抗性是數量遺傳，受環境的影響較大，抗性機理復雜，通過品種雜交改良的方法培育高抗品種目前難度極大［10］。改善小麥赤霉病遺傳抗病性是培育抗赤霉病品種不可或缺的一部分。該研究通過對江蘇省淮南地區近年來審定的主要小麥品種在2021—2022年進行大面積示范展示，篩選出華麥12號、華麥11號、揚麥36、華麥8號、華麥13號、寧麥資518、揚輻麥15產量超9 150.00 kg/hm2，同時通過分子標記檢測到攜帶赤霉病抗性基因Fhb1的品種10個，其中華麥8號和寧麥資518產量高、生育期短且攜帶Fhb1基因，為高產優質品種大面積生產推廣及Fhb1基因利用提供重要依據。

參考文獻

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［10］ BUERSTMAYR H，BAN T，ANDERSON J A.QTL mapping and marker-assisted selection for Fusarium head blight resistance in wheat：A review［J］.Plant breeding，2009，128：1-26.

基金項目 江蘇省農墾農業發展股份有限公司農業科技項目（NK202101）。

作者簡介 李明星（1992—），男，江蘇淮安人，助理農藝師，碩士，從事稻麥育種及農作物栽培研究。

收稿日期 2022-08-11