全 文 :书 [收稿日期] 2014-11-24;2015-06-08修回
[基金项目] 教育部科学技术研究重点项目“西藏小麦种质资源抗锈性的筛选和鉴定”(212166)
[作者简介] 彭岳林(1972-),男,副教授,从事小麦抗病遗传研究。E-mail:plyyl@sohu.com
[文章编号]1001-3601(2015)06-0289-0011-04
西藏小麦品种(系)的抗条锈性鉴定与评价
彭岳林,杨敏娜,旦 巴,大次卓嘎
(西藏大学 农牧学院,西藏 林芝860100)
[摘 要]为了解西藏小麦品种的抗条锈性表现和筛选抗病品种,于2012—2014年对西藏本地48份小
麦生产品种、保存品种及区域试验材料分别进行田间自然诱发抗条锈病性调查和抗性基因分子标记检测。
抗病性调查结果表明:2年均表现为抗病的材料有19份,均表现为感病的有24份,分别占全部材料的
39.6%和50.0%;有5份材料抗性表现不稳定(抗-感),占全部材料的10.4%。分子检测结果显示:48份供
试材料中,未检测到Yr10阳性标记,8份检测到Yr15阳性标记,15份检测到Yr26阳性标记。田间抗病性
鉴定结合抗性基因分子检测表明:3份材料可能携带Yr15,2份可能携带Yr26,Yr15和Yr26的出现频率为
10.42%。结论:西藏小麦品种(系)的抗条锈性较弱,生产上抗性较强的抗病基因相对较少,今后应进一步加
强抗病良种的引进、选育和推广工作。
[关键词]小麦品种;抗条锈性鉴定;抗病基因检测;西藏
[中图分类号]S512 [文献标识码]A
Identification and Evaluation of Stripe Rust Resistance of
Wheat Varieties(Lines)in Tibet
PENG Yuelin,YANG Minna,DAN Ba,DACI Zhuoga
(College of Agriculture and Pasture,Tibet University,Linzhi,Tibet 860000,China)
Abstract:The stripe rust resistance of 48wheat productive varieties,preserved varieties and lines was
studied by field survey and molecular marker for resistance gene under natural infection of stripe rust in
fields to know stripe rust performance of wheat varieties and screen disease resistant varieties in Tibet.19
varieties(lines),24varieties(lines)and 5varieties(lines)are of resistance to stripe rust,non-resistance
to stripe rust and unstable resistance to stripe rust after two-year test respectively.The molecular
detection results showed that 8varieties(lines)and 15varieties(lines)are of Yr15positive sign and Yr26
positive sign separately but Yr10positive sign is not detected in 48tested varieties(lines).The results
from field identification and molecular detection showed that 3varieties(lines)and 2varieties(lines)may
carry Yr15and Yr26respectively and the occurrence frequency of Yr15and Yr26is 10.42%.In
conclusion,introduction,breeding and extension of wheat varieties with good resistance to stripe rust
should be further strengthened because the resistance to stripe rust of wheat varieties(lines)is poor and
the resistance genes with strong resistance to stripe rust is relatively less in Tibet.
Key words:wheat variety;identification of stripe rust resistance;disease resistant gene;Tibet
小麦条锈病是由小麦条锈菌(Puccinia stri-
iformis f.sp.Tritici)引起的气流传播真菌病害,是
小麦生产中最重要的病害之一,遍布世界各主要麦
区,在我国尤为严重[1-2]。西藏地区是我国小麦条锈
病发生极为独特的地区,由于其独特的地理、气候原
因,小麦条锈病的发生具有特殊的规律[3-6]。因该病
菌的高度变异性和抗病品种抗源的单一化等,常常
造成大面积推广小麦品种的抗锈性丧失,致使生产
品种不得不进行大规模的更换[7-8]。生产实践表明,
防治小麦条锈病最经济有效的措施就是选育并使用
抗病品种[9-11]。目前,西藏高原小麦种质资源的抗
条锈性筛选和鉴定工作一直未系统进行,严重制约
了西藏麦类作物抗病育种工作。王宗华[12]等研究
了小麦品种在西藏的抗病性变异原因,杨敏娜等[13]
研究了小麦品种在西藏的抗条锈性,但其涉及的西
藏本地品种(系)较少,不能较好地反映西藏本地小
麦品种的抗锈性。为此,笔者拟以西藏各地收集的
材料为研究对象,通过田间自然诱发抗病性调查监
测,明确其对小麦条锈菌的抗病性,以期为西藏小麦
品种的合理布局、抗源材料的引进及育种亲本的选
育提供科学的理论依据。
1 材料与方法
1.1 小麦品种和材料
抗条锈病近等基因系和供试的48份西藏小麦
种质资源(包括生产品种、保存品种及区试材料)由
西藏大学农牧学院植物科学学院收集、保存和繁殖。
1.2 田间抗病性鉴定
在西藏大学农牧学院实习农场进行。按照全国
小麦条锈病菌变异观察圃统一方法设置小麦条锈病
贵州农业科学 2015,43(6):11~14
Guizhou Agricultural Sciences
试验观察圃,将48份材料分行播种,行长2m,行距
0.33m。在观察试验圃周围播种3行高度感染条
锈病的铭贤169作为诱发行。于条锈病发病盛期按
统一方法分别记载各参试品种的反应型、普遍率和
严重度。
反应型按0、0;、1、2、3、4共6级标准记载,普遍
率为小麦发病叶片数占调查总叶片数的百分率;严
重度指孢子堆病斑占叶面积的比例,按0%、1%、
5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、
90%、100%划分。
抗性评价主要以反应型为抗感标准[14],反应型
0级为免疫(I),1级为高抗(HR),2级为中抗
(MR),3级为中感(MS),4级为高感(S)。两年发
病情况不一致者以较重一年为准。
1.3 抗病基因分子检测
小麦种子在室温发芽后,分别剪取各品种幼叶
2~3片,用改良的CTAB法提取DNA用于相关抗
病基因检测。用于检测Yr1、Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、
Yr18和Yr26的特异分子标记及序列(表1)由北京
康为生物技术有限责任公司合成。
表1 用于检测的小麦抗条锈病基因分子标记及其引物序列
Table 1 Molecular markers and primer sequence for detecting stripe rust resistance genes in wheat
Yr genes SSR markers Primer sequence(5′-3′) Yr genes SSR markers Primer sequence(5′-3′)
Yr1 Xgwm372 AATAGAGCCCTGGGACTGGG Yr15 Xgwm413 TGCTTGTCTAGATTGCTTGGG
GAAGGACGACATTCCACCTG GATCGTCTCGTCCTTGGCA
Yr5 Xgwm501 GGCTATCTCTGGCGCTAAAA Yr18 Xgwm295 GTGAAGCAGACCCACAACAC
TCCACAAACAAGTAGCGCC GACGGCTGCGACGTAGAG
Yr9 Xgwm582 AAGCACTACGAAAATATGAC Yr26 Xgwm18 TGGCGCCATGATTGCATTATCTTC
TCTTAAGGGGTGTTATCATA GGTTGCTGAAGAACCTTATTTAGG
Yr10 Xpsp3000 GCAGACCTGTGTCATTGGTC
GATATAGTGGCAGCAGGATACG
2 结果与分析
2.1 抗条锈病近等基因系的抗锈性
从近等基因系抗病性分析结果(表2)看出,2年
中Yr1、Yr5和Yr18均表现为感病,而Yr10、Yr15
和Yr26则表现为抗病,Yr9在年份间抗病性表现不
稳定。表明,携带Yr1、Yr5和Yr18的小麦品种对
西藏地区小麦条锈菌已经丧失抗性,而携带Yr9的
小麦品种则随当地不同年份间小麦条锈菌生理小种
群体结构的变异抗病性也随之变化。
2.2 西藏保存品种的抗锈性
在鉴定的20份保存品种中,连续2年都表现抗
病(中抗)的材料有2份,分别为藏196和藏199,占
保存品种的10%;其余18份材料表现为中感,占保
存品种的90%,其中,藏177和藏178材料2013年
表现中抗而2014年中感,抗性不稳定(表3)。
2.3 西藏小麦生产品种及区域试验材料的抗锈性
从供试的28份生产品种及区试材料连续2年
田间抗病性分析结果(表4)看出,供试材料的抗病
性表现复杂,藏冬25号、43351、24132、05-871、南木
林1号、品比17共6个品种(系)田间表现免疫,占
生产及区试材料的21.4%;表现高抗的品种(系)有
昌都2号、2012年区试08-30,占7.1%;表现中抗的
品种(系)有藏冬20号、981024、2003016等8个材
料,占28.6%;有12份材料表现为感病,占生产及
区试材料的42.9%。另外,倾多栋曲村、贡嘎朗杰
学、米瑞邦纳3份材料2013年表现为中抗,2014年
表现为中感。
2.4 Yr基因的分子检测
Yr基因的分子检测结果显示,48份供试材料
中除Yr10外,Yr1、Yr5、Yr9、Yr15、Yr18和Yr26均
有阳性反应出现,其出现的频率分别为31.3%、
10.4%、16.7%、22.9%、14.6%和31.3%。同时藏
171、藏178、藏204、43351、05-871、南木林1号、
0631、2012年品比16、2012年区试08-30、2012年区
试08-48、2012年品比17等11份材料未检测出本
试验提供的任一已知Yr基因(表3、表4)。结合近
等基因系的田间抗病性表现可以初步判定,供试材
料中981024、藏冬25号、波密2号可能携带Yr15,
藏冬20号、981024可能携带Yr26,Yr15和Yr26的
出现频率为10.42%。
表2 近等基因系在西藏试验区的抗锈性表现
Table 2 Stripe rust resistance of near-isogenic lines in Tibet
编号
No.
小麦材料
Wheat materials
严重度/反应型/普遍率
Severity/Reaction type/Popularity rate
2013年 2014年
抗性评价
Evaluation
1 Avocet S*6/Yr1 10/3/90 70/3/100 MS
2 Avocet S*6/Yr5 20/3/80 70/3/100 MS
3 Avocet S*6/Yr9 5/2/60 40/3/40 MS
4 Avocet S*6/Yr10 1/2/5 10/2/20 MR
5 Avocet S*6/Yr15 0/0/0 0/0/0 I
6 Avocet S*6/Yr18 50/3/100 40/3/100 MS
7 Avocet S*6/Yr26 0/0/0 0/0/0 I
CK 铭贤169 40/3/60 60/4/90 S
注:MR:中抗;I:免疫;S:感病;MS:中感(下同)。
Note:MR,I,S and MS indicates middle resistance;immune;susceptible and middle susceptible.The same below.
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贵 州 农 业 科 学
Guizhou Agricultural Sciences
表3 西藏保存品种在西藏试验区的抗条锈表现
Table 3 Stripe rust resistance of Tibet preserved wheat varieties in Tibet
编号
No.
小麦材料
Wheat
materials
严重度/反应型/普遍率
Severity/Reaction type/Popularity rate
2013 2014
抗性评价
Evaluation
分子标记检测
Detection of molecular marker
Yr1 Yr5 Yr9 Yr10 Yr15 Yr18 Yr26
1 藏171 60/3/100 80/3/100 MS 0 0 0 0 0 0 0
2 藏173 60/3/100 80/3/100 MS 0 0 1 0 0 1 1
3 藏175 40/3/100 40/3/50 MS 1 0 0 0 1 0 1
4 藏177 10/2/40 30/3/50 MS 0 0 1 0 0 0 1
5 藏178 20/2/50 20/3/40 MS 0 0 0 0 0 0 0
6 藏181 20/3/40 30/3/30 MS 0 0 0 0 0 1 0
7 藏184 5/3/20 10/3/20 MS 0 0 0 0 1 1 0
8 藏192 60/3/100 40/3/50 MS 0 0 0 0 0 0 1
9 藏194 50/3/95 10/3/20 MS 0 0 0 0 1 0 1
10 藏196 5/2/3 1/2/1 MR 0 0 1 0 0 1 1
11 藏199 10/2/20 10/2/10 MR 0 0 1 0 0 0 1
12 藏200 50/3/100 60/3/70 MS 1 0 0 0 1 1 0
13 藏202 10/3/95 20/3/30 MS 0 0 0 0 1 0 0
14 藏204 30/3/30 10/3/5 MS 0 0 0 0 0 0 0
15 藏218 30/3/45 20/3/5 MS 0 1 0 0 0 0 0
16 藏219 40/3/75 30/3/40 MS 0 0 0 0 1 0 1
17 藏222 30/3/85 30/3/20 MS 0 0 0 0 0 0 1
18 藏225 40/3/90 50/3/70 MS 0 0 1 0 0 0 1
19 藏235 10/3/80 15/3/30 MS 0 0 0 0 0 0 1
20 藏321 50/3/100 70/3/50 MS 0 0 0 0 1 0 1
CK 铭贤169 40/3/60 60/4/90 S 0 0 0 0 0 0 0
注:“1”:存在相应的抗性基因带;“0”:没带(下同)
Note:“1”and“0”indicate corresponding resistant gene and no corresponding resistant gene separately.
表4 西藏生产品种(系)、区域试验材料在西藏试验区的抗条锈性表现
Table 4 Stripe rust resistance of commercial varieties and lines in Tibet
编号
No.
小麦材料
Wheat materials
严重度/反应型/普遍率
Severity/Reaction type/Popularity rate
2013 2014
抗性评价
Evaluation
分子标记检测
Detection of molecular marker
Yr1 Yr5 Yr9 Yr10 Yr15 Yr18 Yr26
1 肥麦 10/3/20 10/3/10 MS 0 0 0 0 0 0 1
2 臧冬20号 0/0/0 20/2/30 MR 1 0 0 0 0 0 1
3 981024 0/0/0 5/2/20 MR 1 0 0 0 1 0 1
4 臧冬25号 0/0/0 0/0/0 I 1 0 0 0 1 0 0
5 2003016 10/2/10 40/2/30 MR 0 0 0 0 1 0 0
6 波密2号 0/0/0 1/2/1 MR 1 0 0 0 1 0 0
7 43351 0/0/0 0/0/0 I 0 0 0 0 0 0 0
8 24132 0/0/0 0/0/0 I 1 0 0 0 0 1 0
9 05-871 0/0/0 0/0/0 I 0 0 0 0 0 0 0
10 卡达村 5/3/5 10/3/60 MS 1 0 0 0 0 0 0
11 昌都1号 0/0/0 10/2/30 MR 1 0 0 0 0 0 0
12 昌都2号 0/0/0 1/1/1 HR 0 1 0 0 0 0 0
13 倾多栋曲村 1/2/1 10/3/10 MS 1 0 0 0 0 0 0
14 波密岗乡 30/3/50 30/3/40 MS 1 0 0 0 0 0 0
15 日喀则1号 30/3/40 30/3/30 MS 0 1 1 0 0 0 0
16 龙亚村 10/3/20 20/3/40 MS 1 1 0 0 0 0 0
17 扎囊1号 20/3/10 10/3/70 MS 1 0 0 0 0 1 0
18 贡嘎朗杰学 1/2/1 30/3/70 MS 1 0 0 0 0 0 0
19 米瑞邦纳 1/2/1 10/3/30 MS 0 0 1 0 0 0 0
20 色果拉村 20/3/30 20/3/30 MS 0 1 0 0 0 0 0
21 波密1号 1/2/1 1/2/5 MR 1 0 0 0 0 0 0
22 南木林1号 0/0/0 0/0/0 I 0 0 0 0 0 0 0
23 0631 50/3/80
80/4/
100
S 0 0 0 0 0 0 0
24 2012年品比16 40/3/80
8/4/
100
S 0 0 0 0 0 0 0
25 2012年区试08-30 0/0/0 1/1/1 HR 0 0 0 0 0 0 0
26 2012年区试08-48 5/2/20 5/2/10 MR 0 0 0 0 0 0 0
27 2012年品比17 0/0/0 0/0/0 I 0 0 0 0 0 0 0
28 W36-08 1/2/1 1/2/10 MR 0 0 1 0 0 0 0
CK 铭贤169 40/3/60 60/4/90 S 0 0 0 0 0 0 0
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彭岳林 等 西藏小麦品种(系)的抗条锈性鉴定与评价
PENG Yuelin et al Identification and Evaluation of Stripe Rust Resistance of Wheat Varieties(Lines)in Tibet
3 结论与讨论
1)抗病性鉴定结果表明,西藏本地小麦品种
(系)抗锈性普遍较差,2012—2014年均表现抗病的
材料有18份,仅占全部鉴定材料的37.5%;有30
份材料表现感病,占全部材料的62.5%。鉴定材料
中有12份材料出现反应型变化,其中5份材料由抗
病变为感病。2014年小麦条锈病发生普遍高于
2013年,这可能与不同年份间品种-小种-环境的互
作有关系。
2)48份西藏小麦品种(系)的抗条锈病基因的
分子检测结果表明,西藏小麦品种(系)中携带表现
抗病的Yr15和Yr26的频率仅为10.42%。这可能
是西藏本地小麦品种多数表现感病的原因之一,同
时也从另一个方面反映出西藏地区小麦品种更替相
对滞后,抗条锈菌基因相对缺乏和不足的现实。李
佼佼等[15]研究发现,抗性基因Yr1、Yr3、Yr6、Yr9、
YrA6在西藏地区已经失效,结合近等基因系在当
地多年抗病性表现,反映了Yr1、Yr5、Yr18丧失抗
性的实际,西藏小麦生产面临极大的风险。因此,加
快引进抗病基因(品种),调整品种布局,积极推广抗
病品种的种植成为当前西藏小麦生产亟待解决的问
题之一。
[参 考 文 献]
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(责任编辑:姜 萍)
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