全 文 ：　　文章编号: 0412-0914( 2002) 03-0247-05
多枝赖草及其转育后代对大麦黄矮病毒
PAV和 GAV株系的抗性研究
刘 艳1 , 钱幼亭 1 , 赵茂林 2 , 梁影屏 1 , 孙晓平1
( 1中国农业科学院植物保护研究所 , 北京 100094; 2北京市农林科学院生物技术中心 , 北京 100081)
摘要: 本文针对大麦黄矮病毒 ( BYDV) PAV和 GAV株系 ,采用生物学和血清学 ( EL ISA )相结合的
鉴定方法 ,对多枝赖草以及它与普通小麦杂交获得的二体附加系 Line24等材料进行抗性测定。 首次
证明了多枝赖草对我国 BYDV-PAV和 GAV株系免疫或高抗 ,而普通小麦 -多枝赖草二体附加系
Line24以及 2个易位系高耐这 2种株系。
关键词: 多枝赖草 ; 二体附加系 ; 大麦黄矮病毒 ( BYDV) ; EL ISA
中图分类号: S432. 21　　　文献标识码: A
STUDIED ON Trit icum aest ivum-Leymus mult icaul is DISOMIC
ADDITION LINE ( Line24) RESISTANCE TO PAV AND GAV STRAINS
OFBarley yellow dwarf virus
LIU Yan1 , QIAN You-ting1 , ZHAO M ao-ling2 , L IANG Ying-ping1 , SUN Xiao-ping1
(1 Ins titute of Plant Protect ion, CAAS, Beijing 100094; 2 Cen t re of Biological Tech nology,
Bei jing Academy of Ag ricul ture and Forest ry, Beijing 100081, China)
Abstract: Using biolog y and serolog y methods, the resistance of Trit icum aestivum -Leymus
mult icaulis disomic addi tion line ( Line24) and i ts progenies to PAV and GAV strains o f BYDV
were identified. Results show ed that Leymus multicaulis i s immune o r highly resistant to PAV
and GAV strains, w hi le Line24 and its translocation lines have light symptom and high contain
o f PAV and GAV strains, so Line24 and i ts t ransloca tion lines are highly tolerant to the tw o
st rains of BYDV.
Key words: Leymus mul ticaulis; disomic addi tion line; BYDV; ELISA
　　由大麦黄矮病毒 (Barley yellow dwarf virus , BYDV )引起的小麦黄矮病是我国北方麦区的
一种重要病毒病害 ,西北、华北地区发生尤为严重。 该病毒病只能由蚜虫以持久性方式传播。根
据不同种麦蚜传毒能力的差异 ,我国的 BYDV分为 GPV、 GAV、 PAV、 RMV 4种株系 [1 ]。 其中 ,
BYDV-GPV株系是我国特有的株系 ,并自 80年代以来 ,该株系曾经一直为我国小麦黄矮病流
行区的主流株系。 近几年 , GAV株系的比例正不断上升 ,已逐渐占据主导地位 [2 ]。
　　收稿日期: 2000-11-04; 修回日期: 2001-12-15
　　基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ( 3900097)
　　作者简介: 刘艳 ( 1971- ) ,女 ,河南洛阳人 ,中国农科院植保所助理研究员 ,主要从事小麦黄矮病毒病的研究。
第 32卷　第 3期
2002年　 8　月
植　物　病　理　学　报
ACTA PHYTO PATHOLOGIC A SIN ICA
　Vo l. 32　 No. 3
　 Aug .　　 2002
DOI : 10. 13926 /j . cnki . apps . 2002. 03. 009
　　培育抗病品种是防治黄矮病最经济有效的方法。但迄今为止在普通小麦中还未发现抗性材
料 ,而在许多野生小麦近缘种中存在丰富的抗源 [3 ]。 除了在小麦种质资源中继续筛选新抗源外 ,
近年来各国科学家已愈来愈重视在小麦的近缘属种中筛选新抗源。 经鉴定 ,偃麦草属 ( Thinopy-
rum )、赖草属 ( Leymus )等属的某些种携带抗黄矮病基因 [ 4]。目前国内外学者对偃麦草属的中间
偃麦草 ( Thinopy rum intermedium )利用得较好。用中间偃麦草与普通小麦杂交培育出的异源八
倍体无芒中 4( 2n= 56)和异附加系 L1( 2n= 44)均高抗 BYDV。自 1986年以来 ,用无芒中 4和
L1为抗源 ,我们与中国农科院作物所合作研究 ,已获得了一批抗小麦黄矮病的小麦-中间偃麦草
新种质 [5 ]。在把赖草属的抗 BYDV基因导入普通小麦方面 ,北京农林科学院赵茂林在世界上首
次创建了普通小麦-多枝赖草 12种互不相同的二体附加系。经鉴定发现二体附加系 Line24高抗
BYDV-GPV株系 [6 ]。
本文就是以多枝赖草、普通小麦 -多枝赖草二体附加系 Line24及其转育后代等材料为研究
对象 ,用生物学以及血清学两种方法测定其分别对大麦黄矮病国际主流株系 PAV和近年来国
内流行株系 GAV的抗性情况 ,以期能更好地、更有针对性地利用它为抗病育种服务。
1　材料与方法
1. 1　供试材料
多枝赖草、普通小麦-多枝赖草二体附加系 Line24(简称小赖麦附加系 Line24)、小赖麦附加
系 Line24的小麦亲本材料 96W377(宝丰 7228 /Marderler12)以及 2个易位系材料 97W262和
97W281(宝丰 7228 /Ma rderler12 / /Line24)均由赵茂林博士提供。 无芒中 4、陕 7859和 CA8686
等材料由本组提供。
1. 2　传毒介体与毒源
BYDV的传毒介体麦二叉蚜 ( Schizaphis gram inum , Sg )、禾谷缢管蚜 (Rphopalosiphum pa-
di , Rp)、麦长管蚜 (Sitobion avenae , Sa ) ,均采自本组试验田 ,并分别纯化成无毒虫 , 18℃、人工光
照培养箱中饲养。 BYDV-PAV、 GAV株系毒源由本组分离并分别在岸黑燕麦上繁殖、保存。
1. 3　田间成株期抗性鉴定方法
田间抗性鉴定以 BYDV -GAV株系为毒源 ,以 Sg为传毒介体 ,分蘖期人工接种。供试材料为
穴播 ,每穴接种有毒蚜 15头左右。并设无芒中 4为抗病对照 , CA8686为感病对照。感病对照始
见病症时 ,调查供试材料发病情况。
按国际统一的分级标准将病级分为 0～ 9级 , 0级为免疫、 1级和 2级为抗病株、 3级以上 (包
括 3级 )为感病株。
1. 4　室内苗期抗性鉴定方法
室内苗期鉴定以 BYDV -GAV和 PAV 2种株系为毒源 ,分别以 Sa和 Rp为传毒介体 ,接种
到一叶期供试品种上。所有材料接种 5 d后 ,用 1∶ 1 000的敌敌畏杀虫。然后移入人工光照环境
箱中生长 ,光照 25 000 lx , 16 h /d,温度 18℃。3星期后 ,调查并纪录发病情况。然后依据 Clark和
Adams提出酶联免疫吸附分析法测定每株麦苗汁液中的病毒含量。
酶联免疫吸附方法 ( ELISA)采用双夹心 ( DAS)法 ,详见钱幼亭等的报道 [ 7]。 PAV株系抗血
清由美国普渡大学惠赠 , GAV株系抗血清由本所原病毒组制备。 IgG和酶标记 IgG的工作浓度
为 1∶ 1 000。碱性磷酸酯酶购自美国 Sigma公司 , 96孔酶标板为美国 Conjin公司产品。在酶标
自动读数仪 (波长 405 nm )上测定各样品 O. D值。
248 植　　物　　病　　理　　学　　报 32卷
2　结果与分析
2. 1　小赖麦附加系 Line24及其转育后代田间成株期抗性结果
田间成株期抗性鉴定结果表明 ,多枝赖草、无芒中 4高抗 BYDV-GAV株系 , CA8686高感
GAV株系 ,附加一对载有高抗 BYDV基因的 3Xm( Ns)染色体小赖麦附加系 Line24亦高抗
BYDV-GAV株系。小赖麦附加系 Line24与不同小麦亲本品系 95早 32、 BPM 9、 CA9238、保丰 6
号、宁麦 21等的转育后代也对 GAV株系表现了良好的抗性 ,且不受正反交的影响 (表 1)。目前
的研究表明 ,普通小麦中未发现对 BYDV的抗性 ,因此上述各转育后代的抗性来源于小赖麦附
加系 Line24,亦即来源于多枝赖草的 3Xm( Ns)染色体。赵茂林等曾报道小赖麦附加系 Line24高
抗 BYDV-GPV株系 ,本研究结果则表明小赖麦附加系 Line24及其转育后代成株期对 BYDV-
GAV株系同样具有良好的抗性。这些结果说明小赖麦二体附加系 Line24是一个较好的抗 BY-
DV新种质 ,利用它可以有效地将多枝赖草的抗性转移到普通小麦中。
表 1　供试材料接种 BYDV-GAV田间抗性鉴定结果
Table 1　 The results of resistance to BYDV-GAV of experimental varieties with art if icial inoculation
编号
Number
组　　合
Cros s
病级
Diseas e scale
抗性评价
Evaluation of resis tance
01
小赖麦附加系 Line24
Xiaolaimai addi tion Line24
1 HR
02
小赖麦附加系 Line24 /95早 32
Xiaolaimai addi tion Line24 /95zhao32
2 R
03
BPM 9 /小赖麦附加系 Lin e24
BPM 9 / Xiaolaimai addi tion Line24
2 R
04
CA9238 /小赖麦附加系 Line24
CA9238 / Xiaolaimai addi tion Line24
2 R
05
小赖麦附加系 Line24 /3 /M H /V PM / /京冬 1号
Xiaolaimai addi tion Line24 /3 /M H /V PM / /Jingdong1
2 R
06
M H/V PM / /京冬 1号 /3 /小赖麦附加系 Line24
M H/V PM / /Jingd ong1 /3 /Xiaolaimai addi tion Line24
2 R
07
宝丰 7228 /M arderler / /小赖麦附加系 Line24
Baofeng 7228 /Marderler / /Xiaolaimai addition Line24
2 R
08
保丰 6号 /小赖麦附加系 Line24
Baofeng 6 / Xiaolaimai addit ion Line24
2 R
09
小赖麦附加系 Line24 /宁麦 21
Xiaolaimai addi tion Line24 /Ning mai21
1 HR
10
宁麦 21 /小赖麦附加系 Lin e24
Ningmai21 / Xiaolaimai addi tion Lin e24
2 R
11
多枝赖草
Leymus mu lt icaul is
0 I
12
无芒中 4(抗病对照 )
Zhong 4 aw nless ( Resis tance con trol )
0 I
13
CA8686(感病对照 )
C A8686 ( Suscept ible cont rol)
5 HS
　　注: I、 HR、 R和 HS分别代表免疫、高抗、抗和高感。
　　 Note: I, HR, R and HS indicate immun e, highly resis tant , resi stan t and highly su sceptible resp ectively.
2. 2　小赖麦附加系 Line24及其转育后代室内苗期抗性鉴定结果
室内苗期抗性鉴定采取生物学和血清学鉴定相结合的方法。将多枝赖草、小赖麦附加系
Line24以及 2个易位系材料苗期 (一叶期 )分别接种 BYDV-PAV、 GAV株系 , 3周后 ,感病对照
2493期 刘 艳等:多枝赖草及其转育后代对大麦黄矮病毒 PAV和 GAV株系的抗性研究
陕 7859发病完全 ,调查供试材料苗期症状 ,并测定其病毒含量 ,结果见表 2及表 3。 结果表明各
供试材料对 BYDV -PAV、 GAV株系的抗性表现基本一致。即多枝赖草对 BYDV-PAV、 GAV株
系苗期症状均表现为 0。 ELISA测定结果显示 ,其接种株与未接种株的 O. D值接近 ,且明显低于
抗病对照品种无芒中 4接种株的 O. D值。感病对照陕 7859接种株表现出对 PAV和 GAV 2种
株系高感的苗期症状 ,其病毒含量极高。而小赖麦附加系 Line24以及易位系 97W262和 97W281
这 3个品系的 PAV和 GAV 2种株系的接种株均表现出了较好的抗性症状 ,但经 ELISA测定病
毒含量较高。 Line24及其易位系的这种高病毒含量、轻症状既与低病毒含量、轻症状的高抗材料
多枝赖草、无芒中 4不同 ,又与高病毒含量、重症状的普通小麦陕 7859不同 ,抗性表现介于二者
之间。 如此可以得出以下结论: 多枝赖草免疫或高抗 BYDV -PAV、 GAV株系 ;小赖麦二体附加
系 Line24及其易位系 97W262和 97W281高耐这 2种株系。
表 2　供试材料苗期接种 BYDV-PAV株系的生物学和血清学鉴定结果
Table 2　 Ident if ication of experimental varieties resistant to BYDV-PAV strain by using
biology and serology in seedling period
材料名称
Mat erial
PAV
株数
Plant
O. D变幅
O. D range
X± S c. v% 发病级别
Disease sca le
健株对照 ( Heal th control)
株数
Plant
O. D变幅
O. D range
X± S c. v%
抗性评价
Evaluation o f
resistance
多枝赖草
Leymus
multicaulis
4 0. 062～ 0. 128 0. 097±0. 023 24. 2 0 4 0. 031～ 0. 106 0. 087± 0. 031 35. 6
免疫或高抗
Immune or
highly resistance
96W377 7 0. 863～ 1. 391 1. 063±0. 167 15. 7 3 3 0. 156～ 0. 218 0. 177± 0. 029 16. 4 感 Susceptible
Line24 10 0. 481～ 1. 451 0. 880±0. 165 15. 7 0～ 1 3 0. 058～ 0. 162 0. 106± 0. 043 23. 9 耐 Tolerance
97W262 8 0. 813～ 1. 290 1. 007±0. 158 18. 8 1～ 2 4 0. 070～ 0. 140 0. 117± 0. 028 32. 6 耐 Tolerance
97W281 11 0. 921～ 1. 605 1. 183±0. 170 14. 4 1～ 2 4 0. 076～ 0. 136 0. 108± 0. 022 20. 4 耐 Tolerance
无芒中 4
Zhong 4 awnless
5 0. 298～ 0. 326 0. 314±0. 027 8. 5 0 5 0. 075～ 0. 091 0. 084± 0. 008 9. 5 免疫
Immune
陕 7859
Shan7859
5 0. 750～ 0. 814 0. 776±0. 062 8. 0 3～ 4 5 0. 087～ 0. 103 0. 091± 0. 010 11. 0 感
Suscepti ble
表 3　供试材料苗期接种 BYDV-GAV株系的生物学和血清学鉴定结果
Table 3　 Identif ication of experimental varieties resistant to BYDV-GAV strain by using
biology and serology in seedling period
材料名称
Mat erial
G AV
株数
Plant
O. D变幅
O. D range
X± S c. v% 发病级别
Disease sca le
健株对照 ( Heal th control)
株数
Plant
O. D变幅
O. D range
X± S c. v%
抗性评价
Evaluation o f
resistance
多枝赖草
Leymus
multicaulis
5 0. 054～ 0. 172 0. 112±0. 039 35. 4 0 5 0. 038～ 0. 102 0. 071± 0. 022 31. 6
免疫或高抗
Immune or
highly resistance
96W377 6 0. 401～ 0. 703 0. 503± 0. 103 19. 3 3 3 0. 128～ 0. 145 0. 134± 0. 006 4. 5 感 Susceptible
Line24 6 0. 414～ 0. 533 0. 473±0. 043 9. 1 0～ 1 3 0. 110～ 0. 116 0. 113± 0. 002 1. 8 耐 Tolerance
97W262 7 0. 443～ 0. 485 0. 476±0. 039 8. 2 2～ 3 3 0. 106～ 0. 118 0. 112± 0. 065 58. 0 耐 Tolerance
97W281 6 0. 377～ 0. 486 0. 437±0. 037 8. 2 1～ 2 5 0. 079～ 0. 142 0. 119± 0. 023 19. 3 耐 Tolerance
无芒中 4
Zhong 4 awnless
5 0. 145～ 0. 180 0. 161±0. 090 5. 6 0 5 0. 009～ 0. 014 0. 012± 0. 007 58. 3 免疫
Immune
陕 7859
Shan 7859
5 0. 614～ 0. 810 0. 705±0. 090 12. 8 4 5 0. 082～ 0. 101 0. 096± 0. 005 5. 2 感
Suscepti ble
250 植　　物　　病　　理　　学　　报 32卷
3　结论与讨论
赖草属 (Leymus Hochst. )是禾本科早熟禾亚科小麦族大麦亚族中一个多年生植物类群。由
于该属植物具有高光效、籽粒优质和丰产性状好以及具有极强抗逆性 (如耐盐碱、耐瘠薄、耐旱
等 ) ,因而众多学者利用赖草属材料改良小麦、大麦以及黑麦等禾谷类作物。 多枝赖草 (L . multi-
caul is Tzvel. , 2n= 4X= 28, XmXmNsNs)是赖草属小粒种子类型中的一个种。经鉴定 ,该种对大
麦黄矮病毒 PAV或 SGV株系免疫或高抗 [8 ]。赵茂林等利用普通小麦 ( Triticum aestivum L. , 2n
= 6X= 42, AABBDD)与多枝赖草的杂种 BC2 F3-5材料中连续 2n= 44植株的办法 ,首次创建出普
通小麦 -多枝赖草全套 14种二体附加系中的 12种真实二体附加系。 小赖麦附加系 Line24就是
其中一种 ,其染色体数为 2n= 44,在小麦 21对染色体基础上附加了一对多枝赖草 3Xm( Ns)染
色体。赵茂林等人曾在 1993年鉴定过 Line24对 BYDV-GPV株系的抗性。认为其抗性水平相当
于甚至高于目前国际上公认的抗病对照无芒中 4,而通过本次测定可以得知 Line24高耐 BYDV-
PAV和 GAV株系。 Line24茎秆粗壮 ,叶片上举且深绿色 ,结实率比小麦亲本稍高或接近 ,明显
高于绝大多数其它系 ,是一个较为理想的耐病材料。
作者认为抗小麦黄矮病育种工作可以在田间生物学接种的基础上 ,淘汰掉大量的感病材料 ,
筛选出抗耐病种质资源 ,然后可以结合血清学实验方法 ,测定它们的病毒含量。对于那些病症轻
且病毒含量低的高抗材料 ,应加以农艺性状改造 ,以达到高产、优质、抗病的育种目标。 而对于那
些病症轻、病毒含量却较高 ,而产量性状好的耐病品种 ,我们也应积极利用。如我们过去鉴定过的
Post大麦 ,其耐病性极强 ,并具有极好的农艺性状—— 秆硬、叶绿 ,是非常值得利用的育种亲本。
而本次试验鉴定的普通小麦 -多枝赖草二体附加系 Line24及其转育后代除高耐小麦黄矮病以
外 ,还分别高抗或兼抗白粉、条锈、叶锈病以及抗蚜 ,并兼顾丰产优质特性。多枝赖草是世界上迄
今为止为数有限的黄矮病抗源之一 ,即时将其抗黄矮病基因导入普通小麦 ,创造出稳定的易位
系 ,将会丰富小麦抗黄矮病育种的遗传基础 ,避免抗源单一所致的抗性易丧失的危险 ,在对该病
的持久防治中发挥重要作用。
就小麦黄矮病的 GAV、 PAV、 GPV 3种株系而言 , PAV株系致病性最强 , GAV次之 , GPV
较弱。 而在世界多数大、小麦产区 , PAV株系为主要致病株系 ;在国内主要麦区 , GAV株系已成
为流行株系。 因此要真正做到小麦抗黄矮病育种 ,就必须有针对性地挖掘新抗源、培育抗上述 3
种株系的新品种。 只有这样 ,才能做到防患于未然。
参 考 文 献
[1 ]　周广和 ,张淑香 ,钱幼亭 . 小麦黄矮病毒 4种株系鉴定与应用 [ J] . 中国农业科学 , 1987, 20( 4): 7-12.
[ 2]　杜志强 ,周广和 ,王锡锋 . 我国小麦黄矮病发展趋势及防治对策 [ A] .中国植物保护研究进展 [C ] .北京:中国科学技术出
版社 , 1996. 197-201.
[3 ]　钱幼亭 ,周广和 ,周希明 . 从麦类种质资源中筛选大麦黄矮病毒 ( BYDV) 抗原 [ J ].植物保护学报 , 1993, 20( 1): 71-75.
[4 ]　钱幼亭 ,刘艳 ,孙晓平 ,等 . 小麦 -中间偃麦草新种质对大麦黄矮病毒 ( BYDV )的抗性及其分子标记的研究 [ A] .植物病毒
与病毒病防治研究 [ C] .北京:中国农业科技出版社 , 1997. 278-284.
[5 ]　赵茂林 ,周荣华 ,董玉琛 . 普通小麦 -多枝赖草二体附加系的创建及其细胞遗传学研究 [A ].第三届全国青年作物遗传育种
学术研讨会论文集 [ C] .北京:中国农业科技出版社 , 1994. 82-85.
[6 ]　赵茂林 ,周荣华 ,董玉琛 . 普通小麦 -多枝赖草二体附加系的抗黄矮病性鉴定 [ A ].首届全国“生物技术在植物病虫害研究
与防治中的应用”全国学术讨论会论文摘要汇编 [C ].北京:中国农业科技出版社 , 1994. 103.
[7 ]　钱幼亭 ,周广和 . 麦类种质资源抗耐小麦黄矮病毒的田间鉴定技术研究 [ J] .植物保护学报 , 1986, 13( 3): 159-164.
[8 ]　 PLOU RDE A, COM EAU A, FEDAK G, et al . In tergen eric hybrids of Trit icum aest ivum×Leymus mul ticaul is [ J] . Gen o-
me, 1989, 32: 282-287.
2513期 刘 艳等:多枝赖草及其转育后代对大麦黄矮病毒 PAV和 GAV株系的抗性研究