湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测

赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的小麦穗部病害,严重危害小麦生产,抗赤霉病品种选育是减轻其危害的重要途径之一。本研究以湖北省不同时期审定的59个小麦品种和选育的7份优异品系为材料,采用喷雾接种对其进行田间赤霉病抗性鉴定,并利用抗性基因Fhb1功能性分子标记和主效抗性基因(Fhb2、Fhb4、Fhb5和QFhs.crc-2DL)连锁分子标记对供试材料进行检测,分析其遗传分布和利用状况;同时分析湖北小麦品种(系)赤霉病抗性、株高和小穗密度等性状年代间的差异。结果表明,16份供试材料赤霉病抗性水平达到中抗,占比24.2%,以810619品系抗性最好,病情指数略低于苏麦3号;42份材料达到中感,占63.6%。分子检测结果显示,仅鄂T45048携带Fhb1;鄂麦11、鄂麦18和810619等29份材料(43.9%)可能携带Fhb5和QFhs.crc-2DL单个或2个抗性基因,说明这2个抗性基因在湖北小麦赤霉病抗性育种中得到了较多应用。赤霉病抗性与株高的相关性分析结果显示,近15年湖北小麦品种株高持续降低,但其与赤霉病抗性无显著相关。研究结果为明确湖北小麦品种赤霉病抗性水平和分子遗传基础提供了参考。     

湖北小麦品种赤霉病抗性及其在生产中的应用

为了解湖北省小麦主栽品种的赤霉病抗性现状,对湖北省不同时期审定的14个主栽小麦品种的赤霉病抗性进行了多年田间接种鉴定。结果发现,湖北省主要小麦品种赤霉病病情指数介于18.67%~47.24%之间,变异幅度较大。其中,6个小麦品种的赤霉病抗性达到中抗水平,8个品种的赤霉病抗性为中感。8个2008年后审定的小麦新品种平均赤霉病病情指数为28.15%,其中有6个品种达到中抗水平;6个2008年前审定的品种均为中感,平均赤霉病病情指数为42.35%。湖北省新育成小麦品种赤霉病抗性明显提高;在生产中,湖北省小麦品种布局仍存在种植品种赤霉病抗性水平不高、品种多样性差、新品种推广应用速度过慢等问题。     

高产多抗中筋小麦新品种—襄麦55

襄麦55是湖北省襄樊市农科院作物所以高代品系7019(组合为8811/贵农24-7)与鄂麦19杂交后经系谱法选育而成的中筋小麦新品种.2009年8月通过湖北省农作物品种审定委员会审定,品种登记号为鄂审麦2009001,     

利用Fhb1基因分子标记辅助回交育种法改良黄淮冬小麦赤霉病抗性

黄淮冬麦区小麦赤霉病的发生流行程度年际间变化较大,给赤霉病抗性品种的田间选择造成很大困难,因此分子标记辅助选择育种技术的应用显得尤为重要。为明确 Fhb1基因在轮选136背景下对赤霉病抗性的影响,本研究以6个长江中下游麦区抗赤霉病品种(系)为供体,与黄淮冬麦区骨干亲本周麦16的矮败小麦近等基因系进行杂交,并分别与周麦16及其衍生品系轮选136进行2次回交,创建6个BC_2回交育种群体。利用功能标记跟踪后代 Fhb1基因,结合单花滴注接种和自然发病鉴定,检测分子标记选择的效果。根据三个环境表型鉴定结果,发现161个携带 Fhb1抗性等位基因( Fhb1-R)的BC_2F_3株系平均病小穗数和严重度均低于中感赤霉病对照淮麦20和轮回亲本轮选136。其中,60个BC_2F_3株系(37.3%)的病小穗数和严重度在三个环境下表现一致,显著低于淮麦20。在入选的122个BC_2F_4品系中,93个品系(76.2%)的赤霉病抗性优于淮麦20,36个品系(29.5%)优于或相当于中抗对照扬麦158。基因型分析结果表明,赤霉病抗性优于淮麦20的93个BC_2F_4品系除了携带 Fhb1-R外,还携带轮选136的抗性位点 Qfhb.7D。本研究为黄淮冬麦区小麦抗赤霉病分子标记辅助选择育种提供了重要信息和育种材料。     

中强筋高产小麦新品种—襄麦25

襄麦25是湖北省襄樊市农科院作物所以矮败Tai1062为杂交平台,与鄂麦19杂交后经系谱法选育而成的中强筋小麦新品种.2008年8月通过湖北省农作物品种审定委员会审定,品种登记号为鄂审麦2008004.     

陕西省新育成品种（系）对小麦赤霉病抗性的分析

为了明确陕西省2005-2007年新育成小麦品种及高代品系对赤霉病的抗性,采用单小花接种法对531份小麦品种(系)分年度进行了抗赤霉病鉴定和抗病性分析.结果表明,在这些材料中没有免疫材料;抗病品种(系)仅7份,占1.32%;中抗品种(系)26份,占4.90%;其余498份品种(系)均表现中感～感病,所占频率达93.78%.所有材料发病率均为100%.2005和2006年采用田间人工诱发接种的方法对344份材料的鉴定结果表明,抗病材料37份,占10.76%,发病率为3.3%～20.0%;中抗材料50份,占14.53%,发病率为13.3%～66.7%;中感～感病材料257份,占74.71%,发病率为23.3%～100.0%.由此可见,陕西省新育成小麦品种及高代品系对赤霉病的抗性普遍较差.建议根据各地赤霉病发生程度,选择适度抗性指标,结合现代生物技术,逐步提高新育成品种(系)抗赤霉病水平.     

小麦新品系赤霉病抗性鉴定及基因效应分析

为创制黄淮麦区小麦新品系、提高小麦抗赤霉病育种效率,2022年在小麦扬花期利用喷洒孢子液的方法对81份抗赤霉病高代品系和4份对照品种在濉溪柳湖试验基地开展了赤霉病抗性鉴定,并利用与4个抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的6个标记对供试小麦材料进行了基因型检测。结果表明,供试81份材料的赤霉病抗性整体较好,平均病小穗率为27.95%,其中13份自育品系平均病小穗率低于扬麦20;携带单个或多个赤霉病抗性基因的品系共有60份,Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5检出频率分别为64.20%、12.35%、20.99%、34.57%;携带单个抗病基因Fhb1、Fhb4、Fhb5的小麦品系分别为18份、3份、2份;有45.68%品系同时携带2～3个赤霉病抗性基因。携带抗性基因的品系平均病小穗率低于不含抗性基因的品系;聚合多个抗赤霉病基因可以有效提高小麦品种的抗赤霉病水平。     

小麦抗赤霉病种质资源鉴定与评价

2013—2014年度对不同来源的260份小麦品种(系)进行赤霉病抗病性鉴定与评价。结果表明,鉴定品种中免疫或高抗(R)品种不存在;中抗(MR)品种占全部供鉴小麦的3.46%;中感(MS)品种占全部供鉴小麦的16.33%;大多数为感病品种。其中非小麦赤霉病重发区的淮麦系列品种抗赤霉病性相对较差,而赤霉病重发区的长江中下游麦区的宁麦系列品种较抗病。     

扬麦13抗赤霉病品系的分子标记辅助选育

通过分子标记辅助选择技术和回交育种方法,以苏麦3号为抗赤霉病基因Fhb1和Fhb2的供体亲本,以弱筋感病品种扬麦13为受体和轮回亲本,对扬麦13进行赤霉病抗性改良。利用抗性基因紧密连锁的SSR标记筛选和田间赤霉病抗性鉴定,获得8个农艺性状似轮回亲本且含有目标基因的品系。通过分子标记对其进行遗传背景分析,获得3个与轮回亲本基本相同的品系。对这3个品系和扬麦13进行赤霉病接种鉴定和主要品质指标检测与比较,最终培育出携带赤霉病抗性基因且保持轮回亲本优良农艺性状及弱筋品质的品系R扬麦132、R扬麦137和R扬麦138,赤霉病病小穗率降低了78.82%~84.58%,产量提高了17.24%~26.72%,完全可以替代当前生产上高感赤霉病的扬麦13品种进行推广应用。这表明利用与抗性基因紧密连锁的分子标记辅助育种是一种有效的途径,可以实现小麦赤霉病抗性改良的目标。     

黄淮麦区小麦抗赤霉病种质创制和避病品种选育

为选育黄淮麦区的抗赤霉病高产小麦新品种,对495份普通小麦和长穗偃麦草（十倍体）杂交后代进行赤霉病抗性鉴定,发现兰小偃麦6号、兰小偃麦15号2个与苏麦3号抗性相当的抗赤霉病材料及一批赤霉病抗性中抗以上的种质及新品系,表明利用普通小麦和多年生长穗偃麦草杂交可以选育抗赤霉病且适应黄淮麦区种植的中早熟小麦品种（系）,采用此法选育出天民363、天民369等对赤霉病中抗或中感品种（系）进入黄淮麦区国家或省级试验。分析了黄淮麦区近16年四月份的气象条件,结果发现可以通过选育早抽穗避病品种（系）的途径减轻甚至避免赤霉病的危害。培育出天民198早抽穗避病品种（系）,已累计推广约2.67×10⁶ hm²,其早熟避病、抗倒春寒、稳产高产已经得到充分验证,在黄淮麦区具有较好的应用推广前景。     

近10年来湖北省审（认）定小麦品种对条锈病的抗性表现

为了解湖北省小麦抗条锈性现状,对湖北近10年来审(认)定的小麦品种进行了田间成株期抗条锈性评价,并采用系谱朔源法对各品种的条锈抗源进行了分析。结果表明,湖北省目前审(认)定的小麦品种抗条锈性整体水平较低;抗性主要来自繁六、南大2419、阿夫、洛类等抗源,有效抗源较单一且抗性已基本丧失,抗锈育种亟待加强。     

利用分池分析获得南大2419中一个抗赤霉病位点的分子标记

赤霉病是小麦的一种灾难性病害。为了发掘抗赤霉病基因,对小麦品种望水白×南大2419的F2群体及其重组自交系群体进行了赤霉病表型鉴定,并根据F2抗性表型分别配制抗病池和感病池,用RAPD方法筛选与抗赤霉病基因连锁的候选标记。通过F2代选择基因型分析,发现S1021与抗赤霉病性有关。利用重组自交系群体证实了上述结果。这一标记在重组自交系中解释了8 %以上的表型变异。为了便于该基因在育种中的应用,将该RAPD标记转化成了SCAR标记并定位于染色体2B。区间作图表明南大2419是这一QTL的供体亲本。本研究表明,将分池法与选择基因型分析相结合,可以利用F2代群体定位效应较小的QTL位点。     

赤霉病主效抗性QTL区域SSCP标记的发掘与验证

为开发简便、高效的小麦抗赤霉病辅助育种的DNA标记,将一个基于ABI DNA序列分析仪、与3BS上赤霉病抗性主效QTL紧密连锁的分子标记转化为简便的SSCP (DNA 单链构象多态性标记,Single Strand Conformational Polymorphism marker) 标记并进行了验证。该SSCP标记可有效区分抗感品种之间的差异。对36个小麦品种进行了基因分型和赤霉病抗性鉴定,在5个已知有3BS抗性QTL的抗赤霉病品种和4个感病的品种中,抗性鉴定结果与标记的带型完全一致。在36个品种中,R带型表现为抗病的比率为100%;S带型表现为感病的比率为65.2%。表明该SSCP标记可应用于小麦抗赤霉病分子标记辅助育种。     

赤霉病主效抗性QTL区域SSCP标记的发掘及验证

本研究将一个基于ABI DNA序列分析仪、与3BS上赤霉病抗性主效QTL紧密连锁的分子标记转化为简便的SSCP标记(Single Strand Conformation Polymorphism marker)并进行了验证。该SSCP标记可有效区分抗感品种之间的差异。对36个小麦品种进行了基因分型和赤霉病抗性鉴定,在5个已知有3BS抗性QTL的抗赤霉病品种和4个感病的品种中,抗性鉴定结果与标记的带型完全一致。在36个品种中,R带型表现为抗病的比率为100%;S带型表现为感病的比率为65.2%。该SSCP标记可应用于小麦抗赤霉病分子标记辅助育种。     

黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质的创制和筛选

为了创制和筛选黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质,以济麦22为受体,采用分子标记辅助选择与连续回交相结合的方法,将小麦赤霉病抗源苏麦3号抗病主效QTL导入黄淮麦区小麦品种济麦22;对黄淮麦区育成的564份品种（系）采用单花滴注方法进行连续3年赤霉病抗性鉴定和筛选。结果创制含苏麦3号抗赤霉病主效QTL的材料18份,其中4份农艺性状与济麦22相仿,赤霉病抗性明显提高;通过筛选获得赤霉病抗性水平达中感以上的材料18份,分子标记和 Fhb1基因鉴定结果表明,其中9份材料不含有 Fhb1基因,其抗赤霉病主效基因可能与苏麦3号不同。这些创制和筛选获得的抗赤霉病种质材料将为提高黄淮麦区小麦赤霉病抗性提供有益帮助。     

小麦新品系鄂麦28及其系选后代的农艺性状及产量特点

小麦新品系鄂麦28具有中抗赤霉病、抗穗发芽、高产稳产等突出特点。为利用其剩余变异,从其群体中系统选择了30个新品系,2018-2019年度通过武汉和襄阳两地的田间鉴定试验,比较了它们的产量及其构成、株高、生育期等性状,并利用小麦21对核心SSR引物对鄂麦28典型单株进行遗传相似性检测。结果表明,18S314、18S325、18S239、18S331等4个高产品系经核心引物检测,所有位点与鄂麦28典型单株基因型一致,可作为鄂麦28优系进行利用。18S278和18S279两个品系具有特异性,产量较高,可以作为新品系进行利用。18S268、18S293、18S317、18S318等4个品系特异性不明显,但产量较高,且田间农艺性状表现出一定的差异,也可作为新品系进一步利用。     

Lr1基因在四个小麦骨干亲本衍生系中的分布及选择效应

为了解Lr1基因在小麦育种中的利用情况,通过PCR分子标记技术检测了小麦抗叶锈病基因Lr1在小麦骨干亲本南大2419、阿夫、燕大1817和碧蚂4号及其328个衍生品种中的分布情况。结果显示,Lr1基因在4个骨干亲本衍生品种中的频率为:燕大1817(80.0%)阿夫(78.1%)南大2419(54.3%)碧蚂4号(32.4%);Lr1基因在各个亲本衍生后代的最高频率分别是:阿夫子三代90.0%,燕大1817子三代100.0%,南大2419子五代100.0%,碧蚂4号子三代45.0%。Lr1基因的分布频率呈现出从冬小麦区到春小麦区上升的趋势。研究表明骨干亲本的选用更注重其综合性状而非是否含有Lr1基因,环境条件、亲本和杂交方式的选择及其相互作用影响了Lr1基因在骨干亲本衍生品种中的分布形势,其基因的表现型可能与选择牵连效应有关。     

基因型和环境对小麦种子活力的影响

为了明确环境、基因型及其互作对小麦种子活力的影响,以湖北省小麦区域试验三个试点的16个小麦新品种(系)为材料,对收获后的种子进行发芽率、幼苗干重及简易活力指数的计算并进行了统计分析,结果表明:(1)发芽率、幼苗干重及其简易活力指数在地点间、品种(系)间差异均达到了极显著水平,且品种(系)间的差异均比地点间的差异大,发芽率和简易活力指数的地点×品种(系)互作(GEI)间差异也达到了极显著水平。(2)发芽率和简易活力指数以武汉最高,且与其他地点的差异达极显著水平;而幼苗干重则以荆州最高,与武汉差异不显著。(3)鄂麦27和楚0805的发芽率较高,襄麦27和河科大9612的幼苗干重最高,而鄂麦27的简易活力指数最高。(4)简易活力指数与发芽率呈极显著正相关,与幼苗干重呈不显著的正相关,而发芽率与幼苗干重呈不显著的负相关。     

小麦粒重主效QTL近等基因系的构建和效应评价

粒重是影响小麦产量的主要因素之一。QGw.nau-5A是一个从我国小麦骨干亲本南大2419中鉴定的粒重主效QTL。为评价该QTL不同等位基因对粒重的效应及在育种中的应用潜力,利用分子标记辅助选择技术,分别将南大2419和早洋麦的QGw.nau-5A区段导入望水白和川麦42,构建了不同背景的近等基因系,并比较了不同背景下粒重QTL的效应。结果表明,QGw.nau-5A能在不同背景下显著提高小麦粒重,与轮回亲本相比,近等基因系的百粒重显著增加0.2~0.6g。QGw.nau-5A等位变异对粒重的贡献存在差异,与川麦42的等位变异相比,南大2419和早洋麦的等位变异均能增加粒重,但后者效应更大。