小麦品种扬麦16赤霉病抗扩展QTL定位及分析

扬麦系列品种赤霉病抗性在世界范围内得到重视,但其抗性遗传机制尚不清楚。扬麦16是近年来大面积推广的抗赤霉病品种,本研究以扬麦16与中麦895杂交构建的174个双单倍体(doublehaploidlines,DH)系为材料,于2017—2019年连续3年对该群体采用单花滴注进行赤霉病抗扩展鉴定。利用660KSNP芯片构建高密度遗传图谱,共检测到6个抗性QTL,分别位于2DL、3BL、4BS、4DS、5BL和6AS染色体上。除4BS位点外,其他5个抗性等位基因均来源于扬麦16。QFhb.yaas-4DS和QFhb.yaas-6AS均在多年被检测到,可解释8.8%～15.0%的表型变异;QFhb.yaas-2DL、QFhb.yaas-3BL仅在1年被检测到,分别解释10.5%和14.7%的表型变异;QFhb.yaas-5BL和来源于中麦895的QFhb.yaas-4BS仅在1年被检测到且效应仅为6.4%和8.3%。QTL效应分析结果表明,相较于单个位点,多个抗性QTL的聚合可显著降低赤霉病严重度。扬麦16抗赤霉病QTL将为揭示扬麦品种抗性遗传机制及开发相应分子标记奠定基础。     

利用SSR标记和标记辅助选择来确定小麦赤霉病抗性的主要QTL

本研究的目的是评价潜在亲本中与3BS QTL连锁的简单序列重复(SSR)标记的多态，证实小麦育种群体的不同遗传背景中和不同世代中主要赤霉病抗性QTL的效应和与染色体3BS上QTL连锁的SSR标记的预期价值；同时育成3BSQTL的近等基因系。     

小麦白粉病抗性QTL分析

本研究以国际小麦作图组织提供的(W7984×Opata85)重组近交群体为材料,2001－2002年对其亲本和114个株系进行了人工接种条件下的抗白粉病鉴定,并利用基于混合线性模型的复合区间作图软件QTLMAPER,进行了抗白粉病QTL分析,共检测到3个与小麦白粉病抗性相关的加性QTL,分别位于3B、5D、7D染色体上,可以解释42.8%的表型变异     

小麦品种赤霉病抗性的遗传研究

利用8个不同抗性小麦品种双列杂交的F1及其亲本,以赤霉病病粒率为抗性指标,研究了小麦赤霉病抗性的遗传。结果表明,参试品种间存在3～4对赤霉病抗性基因的差异,苏麦3号、宁麦9号和扬麦158具有较多控制赤霉病抗性遗传的显性基因,对于减少它们杂交后代的病粒率有较高的一般配合力。小麦赤霉病抗性符合加性-显性模型。赤霉     

小麦赤霉病抗性与农艺性状的相关性分析

该研究采用我省6个小麦主栽品种与9个优良亲本按6×9不完全双列杂交配制54个组合,分别对杂种F_1和亲本的5个产量性状和3个抗性指标进行多种遗传相关分析。结果表明:1、株高与抗性指标的遗传、加性、和表型相关系数在-0.585～-0.885之间,均达到显著和极显著水准,并在遗传相关中以加性成分为主。2、单株产量性状与抗性指标大多呈负向加性、显性、遗传、和表型相关。但几乎都不显著,即抗性和产量并不矛盾。3、病粒率与病情指数的遗传、表型相关,以及遗传相关中的加性、显性相关均呈极显著正相关,但两者与病穗率这一指标的遗传相关未能达到显著水平。小麦抗赤霉病的性状鉴定以前两项较合理,病穗率仅为参考指标,这也符合小麦赤霉病的抗性以抗扩展为主的理论。     

小麦品种对赤霉病的抗性鉴定

用孢子悬液小花注射接种法测定了47个小麦品种对赤霉病的抗性，分析了小穗侵染率与小麦农艺性状间的相关性。结果表明，47个小麦品种中，没有高抗品种，抗病品种8个，占17．02％，中抗品种27个，占57．44％，感病品种10个，占21．28％，高感品种2个，占4．26％。小穗侵染率与株高、穗长、千粒重、千粒重损失率，穗密度等农艺性状相关皆不显著，与生育期相关极显著。     

普通小麦对仓储害虫玉米象的抗性QTL分析

以普通小麦品种川农16与人工合成小麦衍生品种川麦42为亲本构建了含有127个株系的重组自交系(RIL)群体,将2008和2009年收获的种子用玉米象(Sitophilus zeamais)虫卵进行接种,并于2009年11月开始储藏,次年8月和10月进行虫害调查。利用复合区间作图法(CIM)对RIL群体的抗虫性进行QTL定位分析。利用2008年收获群体检测到位于3B、2D和3D染色体的3个QTL,贡献率依次为10.2%、8.5%和8.3%;利用2009年收获群体检测到位于3D和4B的2个QTL,贡献率分别为8.5%和11.3%。位于3D染色体Xbarc6–Xgwm112标记区间内的QTL在年度间重复检测到,贡献率为8.3%~8.5%,抗性位点来自川农16。     

转Gastrodianin基因提高小麦赤霉病和纹枯病的抗性

天麻抗真菌蛋白Gastrodianin在体外可以抑制多种病原真菌的生长。为检验转Gastrodianin基因小麦对真菌病害的抗性,采用基因枪法将由ubiquitin启动子驱动的Gastrodianin基因导入小麦品种扬麦158和Alondra, 获得14株纯合的转基因株系。外源基因的PCR检测、染色体荧光原位杂交、半定量RT-PCR分析结果表明,外源Gastrodianin基因在转基因小麦T₅代植株中已经纯合并有不同水平的表达;赤霉病和纹枯病抗性鉴定结果显示,Gastrodianin基因的表达能抑制病原菌在转基因植株中生长,从而减轻病原菌引起的病症发展,且两种病害的减轻程度与Gastrodianin基因的表达水平正相关。     

赤霉菌粗毒素鉴定小麦赤霉病抗性的研究

通过赤霉茵粗毒素胁迫试验,研究了赤霉病抗性不同的小麦品种幼苗生长指标和根细胞膜透性.结果表明:种子活力对毒素鉴定有显著影响,挑选各品种露白一致的种子进行毒素鉴定,可以排除种子自身活力差异对鉴定结果的影响,根长、芽长、根干重、芽干重等生长指标抑制率与抗性关系密切,赤霉病抗性强的品种其幼苗生长受毒素的抑制小.在毒素处理的浓度和时间适宜的情况下,抗性强的品种幼根细胞膜透性低.     

普通小麦白粉病成株抗性的QTL分析

以抗白粉病的日本小麦品种Fukuho-komugi和以色列小麦Oligoculm杂交F₁的DH（doubled haploid）群体107个系为材料，利用313个SSR标记和37个RFLP标记，对Fukuho-komugi和Oligoculm的白粉病成株抗性进行QTL分析。试验材料于2003－2004年度种植在北京、2003－2004和2004－2005年度种植在安阳，调查白粉病发病情况。构建了由350个位点组成的遗传连锁图，覆盖小麦21个连锁群，全长3 101 cM。采用复合区间作图法进行白粉病成株抗性QTL分析，在1A、2B、4B和7D上发现4个抗白粉病QTL，分别解释13.6%、6.6%、8.9%和12.7%的表型变异。抗白粉病基因及其紧密连锁分子标记的发掘，将为小麦抗白粉病育种的分子标记辅助选择提供理论和技术支持。     

抗赤霉病小麦新品种扬麦18的选育研究

小麦赤霉病是世界范围灾害性小麦病害。为了培育和推广抗赤霉病小麦品种,解决赤霉病对长江中下游地区小麦生产的危害。通过高产育种和抗赤霉病育种技术路线有机结合,运用“综合性状协调点”的观点,培育出了综合性状优良,多年表现既高产稳产又抗赤霉病（MR-R）小麦品种扬麦18,在生产上大面积推广应用。该品种的育成与推广应用初步实现了小麦抗赤霉病育种目标。     

中国小麦品种抗赤霉病基因Fhb1的鉴定与溯源

提高赤霉病抗性已成为我国小麦主产区的重要育种目标之一。Fhb1是抗性最强且最稳定的抗赤霉病基因, 阐明其在我国小麦育种中的应用及传递路径, 对抗赤霉病育种有重要意义。本研究通过分析229份小麦品种(系) Fhb1区段内PFT (pore-forming toxin-like)、HC (HCBT-like defense response protein)和His (histidine-rich calcium-binding protein)基因的多样性与赤霉病抗性的关系, 发现PFT-I/His-I为抗病单倍型。基因检测和系谱分析表明, 中国小麦品种所含Fhb1至少有2个来源, 分别为苏麦3号和宁麦9号, 并以后者为主。本研究开发的诊断性标记PFT-CAPS和His-InDel可有效用于Fhb1的分子标记辅助育种。     

小麦赤霉病与DON积累的抗性及其相关SSR位点差异

以禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schwabe)菌株进行穗部喷雾和单花滴注接种,评价了10个小麦抗源的赤霉病和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)积累抗性。结果表明,望水白、苏麦3号、延岗坊主、繁60096属于高抗品种,Frontana表现感病,其余品种表现中抗。除Frontata外,所有抗源DON含量在3 mg/kg以下。不同接种方法间、不同致病菌株间的病小穗率和DON含量以及同一处理内的病小穗率和DON含量间呈极显著相关。利用与已报道的赤霉病抗性QTL相关SSR引物对供试材料进行PCR扩增,比较扩增产物等位位点的差异,除4B染色体的GWM113标记外,其余标记在品种间具有2~8个等位位点,多态信息含量为0.14~0.85。单倍型分析表明,延岗坊主具有与望水白一致的3B主效QTL的SSR标记位点,扬麦158和新中长分别在2D和4B上具有多个与武汉1号一致的抗性QTL相关SSR位点,翻山小麦在3B和6B上具有多个与苏麦3号或望水白一致的抗性QTL相关SSR位点,繁60096在2D上有多个与武汉1号一致的QTL相关SSR标记,而镇麦7459和温州红和尚与已报道的小麦赤霉病抗性多数SSR位点不一致,可能具有不同的抗性基因。     

1BL/1RS易位对小麦产量性状和白粉病抗性的影响及其QTL分析

用PH82-2/内乡188杂交后代240个F_5:6家系,按照α-lattice设计,分别种植在安阳、焦作和泰安,对产量和抗白粉病等性状进行了考察。利用SSR和蛋白标记对群体进行部分连锁作图,分析1BL/1RS易位对产量及其相关性状的遗传效应。结果表明,1BL/1RS易位系对产量、穗数/m²和抽穗期的影响不显著;易位系的千     

贵协3号小麦衍生品种（系）的赤霉病抗性评价及农艺性状分析

小麦赤霉病是一种对小麦生产危害很强的世界性真菌病害,利用抗赤霉病品种是减轻危害的有效手段之一,但是具有赤霉病抗性的小麦种质很少。本研究鉴定筛选出适合黄淮麦区中抗赤霉病的种质材料漯抗1号、漯抗4号和漯抗6号。3份材料的发病小穗率分别是19.0%、20.9%和20.2%,与苏麦3号（13.8%）差异显著,但与扬麦158（19.2%）差异不显著。从平均严重度和发病小穗率分析,漯抗1号、漯抗4号和漯抗6号的赤霉病抗性为中抗,与扬麦158相当。从耐寒性、株高、千粒重、穗粒数和小穗密度等方面对漯抗1号、漯抗4号和漯抗6号分析表明,漯抗6号与周麦22无显著差异,漯抗6号更适用于黄淮麦区小麦育种。     

耕作方式对小麦赤霉病和产量的影响

为探究秸秆还田后采取何种耕作方式可以显著降低小麦赤霉病的危害,2016-2021年在河南省漯河市临颍县杜曲镇前韩村开展秸秆还田+耕作方式的定位试验,设置秸秆不还田、耕深25cm（T1）,秸秆全量还田、耕深15（T2）、20（T3）、25（T4）和30cm（T5）处理,研究秸秆还田状态下微调的耕作方式对小麦赤霉病病穗率、病小穗率、病粒率、千粒重、病情指数和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol,DON）含量的影响。结果表明,T5处理的病穗率、病小穗率、病粒率、千粒重、病情指数和DON含量均是最优值（除T1外）,各处理对小麦赤霉病的影响从优到劣为T1>T5>T4>T3>T2,秸秆不还田T1处理表现最优,秸秆还田下T5处理表现最优,且T1和T5处理的差异不显著。秸秆还田后T5处理的耕作方式最有利于降低小麦赤霉病的危害,高质量连年秸秆还田不会造成赤霉病流行。相关性分析结果显示,病穗率、病小穗率、病粒率、病情指数与DON含量呈极显著正相关,千粒重与DON含量呈极显著负相关。4月份平均气温与小麦赤霉病病情指数呈极显著正相关;秸秆还田可以提高小麦产量,但效果不明显。