小麦山农4143抗黑胚病遗传分析及抗性遗传位点检测

 黑胚病是小麦生产的重要籽粒病害,麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)是黑胚病的主要致病菌。为分析小麦抗黑胚病遗传规律并检测抗性位点,本研究以抗黑胚病小麦品系山农4143与感病品系宛原白1号的F₇代重组自交系(RIL)群体为材料,于2018~2019年在3个试验点种植,采用“孢子液喷洒、套袋保湿”的方法进行接菌鉴定,用“主基因＋多基因混合遗传模型”进行遗传分析,并挑选极端抗、感自交系构建混池、结合小麦660K SNP芯片进行混合分组分析(BSA)。研究结果显示小麦品系山农4143对黑胚病抗性符合“4对主基因加性-上位性遗传模型”,主基因遗传力为0.88~0.95;通过BSA检测到黑胚病抗性位点36个,分别位于1A、2B(6)、2D(2)、3A、3B(2)、3D、4A(6)、4D、5A(4)、5B(6)、5D(3)、7A、7B和7D共14条染色体上,A、B、D染色组上分别为13、 15和8个,36个位点中有18个为抗黑胚病新鉴定位点。本研究结果为小麦抗黑胚病位点的精细定位和抗性育种中分子标记的开发奠定了基础。     

小麦黑胚病抗性遗传研究进展

小麦黑胚病病因复杂,链格孢（Alternaria alternata）、麦根腐平脐蠕孢（Bipolaris Sorokiniana）、层出镰刀菌（Fusarium proliferatum）等多种真菌是引起小麦黑胚病的主要病原。有限的研究报告显示,小麦对黑胚病的抗性具有数量性状特征,QTL定位研究尚处于初级阶段。目前报道的小麦抗黑胚病QTLs位于1D、2A、2B、2D、3D、4A、5A、7A等多条染色体上。小麦第2部分同源群携带了较多抗病QTLs,与这些QTLs连锁的分子标记有gwm319(2B)、gwm341(3DS)和wmc048(4AS)等,但是还没有见到这些标记在抗小麦黑胚病新品种培育中应用的报道。综上所述,针对目前小麦黑胚病抗性遗传研究中缺乏准确的抗性鉴定方法和病原不清导致的QTL定位结果不可靠的问题,应在明确病原菌的情况下,采取可靠的接菌鉴定方法进行QTL定位研究并开发分子标记,以期辅助抗黑胚病株系的选择。     

苗期及灌浆期抗Bipolaris sorokiniana叶枯病小麦品种（系）鉴定及相关性分析

叶枯病对小麦生产危害严重,麦根腐平脐蠕孢菌（Bipolaris sorokiniana）是小麦叶枯病的主要致病菌。为筛选抗B. sorokiniana叶枯病小麦种质,采用“孢子液喷洒、套袋（罩）保湿”接菌鉴定的方法,于2019-2020年对130个小麦品种（系）进行苗期及灌浆期叶枯病抗性鉴定,同时分析了小麦苗期与灌浆期对B. sorokiniana叶枯病抗性的相关性。结果表明,130个小麦品种（系）中,苗期抗病材料占32.3%,其中高抗与中抗材料分别为1.5%与30.8%,无免疫材料;感病材料占67.7%,其中中感与高感材料分别为20.8%与46.9%;灌浆期抗、感叶枯病材料分别占11.5%与88.5%,无高抗材料;小麦苗期与灌浆期对B. sorokiniana叶枯病抗性呈显著正相关关系（r = 0.72）。此结果为抗B. sorokiniana叶枯病的遗传育种与抗病机理研究提供了优异的种质资源;基于苗期抗性与灌浆期抗性的显著相关性,可以通过室内快速准确的苗期叶枯病抗性鉴定预测大田条件下小麦灌浆期的抗性,节省时间,减轻大田鉴定繁重的工作量,并降低环境因素对鉴定结果的影响。     

小麦黑胚病籽粒黑变物质的理化性质分析

黑胚病是危害小麦生产的重要籽粒病害。为了解小麦黑胚病症状产生的原因,用碱溶酸沉的方法提取感黑胚病籽粒黑变部位的物质(黑变物质)与健康籽粒相同部位提取物(BPF)以及致病菌麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)的胞内黑色素与胞外黑色素,并对其进行紫外-可见吸收光谱、红外光谱扫描以及光、热稳定性等理化性质分析。结果显示:(1)病粒黑变物质的紫外吸收峰(235 nm)与B.sorokiniana的胞外、胞内黑色素的紫外吸收峰不一致(210 nm),而与BPF的紫外吸收峰相同;(2)病粒黑变物质与BPF的红外光谱一致,而与B.sorokiniana的胞外、胞内黑色素不一致;(3)病粒黑变物质与BPF的光、热稳定性较差,而来源于B.sorokiniana的胞内、胞外黑色素相对稳定。综上所述,黑胚病籽粒的黑变物质与致病菌B.sorokiniana的黑色素的理化性质有较大差异,而与健康粒相同部位提取物的理化性质类似,推测该物质是由小麦籽粒本身合成,而不是来源于病原真菌。