全 文 ：第 12卷 第 l期
2 0 0 4年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vol 12 No 1
Jan．， 2004
小麦抗黄矮病基因遗传特性研究
王娟玲 曹亚萍 张明义 宁东贤
(山西省农业科学院旱地农业研究中心 太原 030031)(山西省农业科学院小麦研 究所 临汾 041000)
摘 要 采用 3×4不完全双列杂交 ，对 2个遗传 背景 不 同组 合 5个世 代进行 (认 、，株 系接种鉴定 结果表 明，抗 大
麦黄矮病毒(BYDV)遗传存在加性、显性和上位性效应，以加性效应占绝对优势，遗传决定度为90％以上，狭义遗
传力为75％～83％；后代表型变异因亲本的遗传背景不同而乒，其平均抗性和分离程度与父本抗性值及其变异系
数 密切相关。
关键词 小麦 大麦黄矮祸毒 抗病性 遗传
Genetic study on gene of the resistance to BYDV in wheat WANG Juan—Ling(Arid Farming Research Center，Shanxi
Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030031)，CAO Ya—Ping，ZHANG Ming—Yi，NING Dong—Xian(W heat Insti．
1ute，Shanxi Academy of Agricultural Science，Linfen 041000)，CJEA，2004，12(1)：30～32
Abstract Using 3×4 incomplete dialel，two combinations of different genetic background in five generations are evalua—
ted with GAV plant strain The results show that the hereditv effects of resistance tO BYDV are additive，dominant and
epistatic，and the additive effeCt is the majority．Heritability in a broad sense is over 90％．and that in a narrow sense is
75％ ～83％ ，Express variations in progenes of the two combination are different because of their different parents．The
progenes’average resistance and depth of separation are close to the male’S resistance and coeficient of variation．
Key words W heat，BYDV，Resistance to diseases，Genetic
随着小麦产量水平的提高，小麦品种抗病性 日益为育种专家所重视 ，抗 白粉病 、抗锈病研究屡见报道 ，而
抗大麦黄矮病毒 (BYDV)在小麦抗病育种中的遗传研究尚鲜见报道 。本试验研究 了大麦黄矮病毒抗性基因
在小麦中表型遗传效应 ，为小麦抗黄矮病育种提供理论依据。
l 试验材料与方法
试验于 1996～2001年在山西省农业科学院小麦研究所进行。1996～1998年连续 3年对中国农业科学
院作物育种研究所转育的小麦抗黄矮病材料进行田间接种鉴定，接种株系为大麦黄矮病毒 GAV株系，每株
接种饲毒 24h后麦二叉蚜 5～7头，经鉴定筛选出“R96330”、“R97473”和“R97512”3个高抗大麦黄矮病毒且
丰产性状较好的材料 于 1997～1999年对不同类型小麦品种(系)进行抗黄矮病鉴定，1998年以“R96330”、
“R97473”和“R97512”3个抗黄矮病材料作母本 ，以“晋麦 47号”、“临汾 7061”、“鲁麦 l4号”和“临丰 l16”4
个品种(系)作父本，采用 3 x 4不完全双列杂交，于 1999年对 F 代抗病性 和产量性状 进行配合力及遗
传研究，根据“R97473”F 代组合抗黄矮病特性显著优于其他 2个抗病材料 F 代组合，其所配制组合抗病性
和产量性状特殊配合力效应均无明显差 异，于 2000年 种植 “R97473”ד鲁麦 14”(组合 I)和“R97473”×
“临丰 1 16”(组合 Ⅱ)2组合 F，代并进行 GAV株系接种鉴定，分株调查、收获，同年再次配制 F。代组合并保
留所剩 F 代种子，分别供 2001年 F 、F 和F 代试验。2001年将组合 I、Ⅱ及其亲本相邻种植，每组合占
地约0．013hm 。亲本及F 代各种 4行，F：代各种60行，F 代各种40个株系，每株系2行。种植顺序为 P
(母本 )、P，(父本 )、F 、F，和 F ，行长 2m，行距 23cm，试验前后设保护行。于 2002年 3月 15日(小麦起身
期)采用幼苗离体叶段进行接种鉴定，对全部材料分株接种(F。代每株系接种 0．5m)大麦黄矮病毒 GAV株
系，于 5月30日(抽穗期)测算小麦黄矮病发病率，调查其旗叶和倒二叶病斑所占比例、每株病叶占全株叶片
比例以及发病株 占群体比例 ，将调查数据综合平均记为 S％，其中 P 、P 和 F 分别各调查 20株 ，F 调查 60
*国家高技术研究(863)发展计划项目(BH·02·05·01)资助
收稿 日期：2002·11—06 改回日期：2002·12-22
第 1期 王娟玲等 ：小麦抗黄矮病基因遗传特性研究
株 ，F3以株系为单位各 调查 30个 株系。将所 记载小麦各世代单株 (株 系)发病率 S％转换 为抗病率 尺％
(R％=1一S％)，再对其作百分数反正弦转换(R =sin v厂 )，R 即为植株抗病性。根据小麦 5个世代
所测抗病性进行模型检验 引和 5参数模型分析(PAREST．BAS 程序)。据 F
、F 代测算的抗性值绘制黄
矮病毒抗性分离分布图，分析抗性分离机制，并利用 5个世代遗传方差及 F：对 F 代抗病性的亲子遗传
，进
一 步估算小麦抗黄矮病遗传力。
2 结果与分析
2．1 小麦抗黄矮病基因遗传模型
利用小麦 5个世代统计 资料 ，分别采用尺度 C和尺度 D检验模型 ，对小麦组合 I和组合 Ⅱ进行显 著
性检验见表 1，证明统计量 C和 D均与 0有显著性差异 ，故小麦抗黄矮病遗传特性不符合加性一显性遗传
模型 ，但存在上位性效应 ，且尺度 D极显著性证明小麦抗黄矮病遗传存在加性 ×加性互作效应 ?利用 5
表 1 小麦 5个世代方差及模型检验
Tab．1 Generation variances and mod el tests
*表示 LSD0 05水平差异显著 ；**表示 LSD 水平差异极 显著。
参数模式对小麦 2组合抗黄矮病遗传特
性进行显著性 t检验 (见表 2)结果表 明，
所配制组合的亲本抗黄矮病遗传背景 明
显不同，但亲本组合间各效应相对重要性
表现一致，其抗性遗传均存在显著加性效
应和显性效应，且加性效应明显大于显性
效应 ；上位性效应存在极显著加性 ×加性
(I型)互作效应 ，显性 ×显性(L型 )互作
效应不显著。故小麦抗 黄矮病性状 遗传
表 2 5参数模式 显著性 t检验
Tab．2 Marked testing of five parameters model(T—testing)
*表示 t(1fJ5水平差异显著；**表示 t。_1l水平差异显著
中加性、显性和上位性效应 (I型)均很重要 ，小麦抗黄矮病新品种选育应采用轮 回选择法 ，注重群体改良
2．2 小麦群体抗黄矮病遗传力
对不同小麦品种(系)鉴定表明高水肥地骨干品种“鲁麦 14号”抗病性最好，接种后表现中感，大田生产
表3 小麦群体抗黄矮病遗传特性 条件下发病率<10％；大穗型品
Tab．3 Genetic character of resistance BYDV 系“临丰 116”为典 型高 感病类
型 ，接种后发病率>90％ 根据
1999～2001年遗传试验 资料进
行遗 传估 算 见 表 3，其 中 1999
年遗传力系利用 3×4不完全双
列杂交群体测算的遗传参数；
2000年遗传决定度以 F。代为
环境方差估值，利用F。和 F 代方差资料估算；2001年遗传决定度以P。、P：、F 和F：4个世代平均抗性值方
差估算 ，狭义遗传力则利用 F 对 F，代的亲子相关性估算。表 3表明小麦抗黄矮病 的表型变异主要 由遗传
原因引起，其决定度>90％，受环境条件影响较小；其狭义遗传力估值较高，分别为 82．85％和75．59％，表明
在遗传变异中易随基因型纯合而变化的显性效应和上位性效应所占比例较小，加性效应所占比例较大，植株
抗黄矮病特性的亲子遗传力较强，F 代即可进行抗性接种选择。
2．3 小麦 5个世代抗黄矮病毒分离特性
据张秦风等 指标植株发病率<50％为抗病植株，其对应抗性值应为45以上；抗性值为0表示完全不
抗病，凋查发病率为 100％；抗性值>80为高抗病类型，植株接种后无明显发病症状，但部分单株具有矮化性
32 中 国 生 态 农 业 学 报 第 l2卷
病理反应。对F 和 F，代各单株(株系)抗黄矮病毒值进行统计归类，每 10个值为 1单元，统计各单元内所
含植株(株系)数量并计算其占总调查株数(株系数)比例，以此作为对应单元值在后代分离中可能出现的几
25
20
一s
鑫 。
5
0
苦 苦 占 占 占
抗性值
车 车
8 2 盆 虿
抗性值
S
8
图 1 小麦 F (a)和 F，(b)代抗黄矮病毒单株分离分布图
Fig．1 Separate scatter of resistance BYDV of single in F2(a)and F3(b)
率 ，绘制后 代抗性 分离分
布图(见图 1)。由图 1可
知组合 I F，代抗黄矮病
毒分离表现较佳 ，完全抗
病植 株 12株 ，占总调 查
株数的 20％，抗病植株 占
总调查株数的 66．7％；由
于较强 的遗 传特 性 和后
代选择压力 ，F 代普遍表
现抗病但 无高抗病类型，
其抗黄矮病株系分离 占
73．3％。组合 1I F 代 抗
黄矮病毒分离表现较差 ，抗性值为 0的植株占 23．3％，抗病植株分离几率仅 46．7％；尽管选择中注重了单株
抗病性，但头年 F，代一些抗病植株在 代却多数表现感病，使 F 代分离抗病株数大幅下降，实际调查结果
为 100％感病 ，这可能与“临丰 116”高感黄矮病的遗传背景有关。故后代抗黄矮病毒的分离几率很大程度取
决于感病亲本的遗传特性。为进一步分析抗性变异的分离特性，计算小麦 5个世代变异系数见表 4。由表4
可知2组合中2父本均表现为感病，且黄矮病毒胁迫下抗性变异较大，“临丰 116”单株抗性变异最大，其变
异系数达 89．11％，后代分离几率大于“鲁麦 14”，稳定时间相对较长，其 F3代变异系数为 52．22％，而
“R97473×鲁麦 l4”F1代变异系数仅 19．43％。组合Ⅱ较组合 I显性效应和上位性效应均偏大，加性效应相
对较小 ，故其后代抗性变异大于组合 I。抗黄矮病毒变异程度与亲本抗性变异特性密切相关，在配制抗黄矮
病毒组合时必须考虑亲本抗病性能和变异特性。
表 4 小麦5个世代抗黄矮病毒分离变异比较
Tab．4 Separate variance of resistance BYDV in five generations
3 小结与讨论
本试验所用母本材料属高抗黄矮病类型，父本材料 “鲁麦 14”和“临丰 116”可分别作为中感 和高感 黄矮
病代表品种(系)，故所配制组合包括小麦抗黄矮病育种各种常用杂交类型。试验各组合遗传背景不同，但抗
黄矮病遗传表现基本一致，具有显著加性、显性以及加性×加性互作的上位性效应，不符合加性一显性遗传模
型；遗传力较强，狭义遗传力达 75％～83％，遗传决定度>90％，故 2个组合后代抗黄矮病特性上代与下代
间遗传变异相对较小。育种工作应在早代接种选育基础上采用轮回选择法，提高选择效率。父本遗传背景
的差异导致后代抗黄矮病表型变异较大 ，一方面由于上位性效应和显性效应的影响可能在后 代分离重组 中
造成抗黄矮病毒基因替代效应，形成基因连锁或存在抑制因子，进而影响抗黄矮病毒基因早期世代的表达；
另一方面由于亲本本身对黄矮病毒的敏感性 ，在杂交后代染色体重组和交换 中极易引起抗黄矮病毒基因丢
失，从而表现完全感病。故选配抗病组合时亲本本身抗病性及其变异大小至关重要。
参 考 文 献
l 曹亚萍，张明义，乔合心 小麦黄矮病抗性的遗传分析．麦类作物学报，2000，20(4)：12～16
2 曹亚萍，张明义，范绍强 小麦抗黄矮病材料产量性状遗传分析 陕西农业科学，2000(7)：3～6
3 黄金龙，孙其信，张爱民等 电子计算机在遗传育种中的应用 北京：中国农业出版社，199l 70～90
4 张秦风，任芝英，金欣藻．关于小麦品种抗黄矮病毒的鉴定问题 植物保护，1984(4)：13～14
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