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中国春背景下长穗偃麦草抗赤霉病相关基因的染色体定位



全 文 :麦类作物学报 2012,32(5):839-845
Journal of Triticeae Crops
网络出版时间:2012-08-23 17:19
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20120823.1719.201205.0_036.html
中国春背景下长穗偃麦草抗赤霉病相关基因的染色体定位

陈士强1,黄泽峰1,张 勇2,葛江燕1,朱 雪1,高 勇1,陈建民1
(1.扬州大学生物科学与技术学院,江苏扬州,225009;2.江苏里下河地区农业科学研究所,江苏扬州,225007)
摘 要:长穗偃麦草具有良好的赤霉病抗性,是小麦赤霉病抗性改良的重要种质资源。为了深入研究长
穗偃麦草的赤霉病抗性并对其抗性相关基因进行染色体定位,连续两年两地于开花期通过单花滴注法对中
国春-长穗偃麦草二体附加系、置换系等31份材料进行穗部接种,21d后调查发病情况;同时调查了各材料的
自然发病情况。结果表明,长穗偃麦草的赤霉病抗性主效基因定位于1E和7E染色体,其中7E染色体的短
臂具有良好的赤霉病抗性,2E和4E染色体具有微效抗性基因,而3E、5E和6E可能存在易感基因。
关键词:小麦;长穗偃麦草(2n=14,EE);赤霉病;E基因组
中图分类号:S512.9;S330    文献标识码:A    文章编号:1009-1041(2012)05-0839-07
Chromosomal Location of the Genes Associated with FHB Resistance
of Lophopyrum elongatumin Chinese Spring Background
CHEN Shi-qiang1,HUANG Ze-feng1,ZHANG Yong2,GE Jiang-yan1,
ZHU Xue1,GAO Yong1,CHEN Jian-min1
(1.Colege of Bioscience and Biotechnology,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225009,China;
2.Lixiahe Region Agricultural Scientific Researche Institute,Yangzhou,Jiangsu 225007,China)
Abstract:Fusarium head blight,or scab,caused by Fusarium graminearum Schwabe,is one of the
most devastating wheat diseases,causing both yield loss and quality reduction.Some of alied species
of wheat possess excelent resistance genes.So it is very important to find the relevant resistance
genes in alied species of wheat to improve wheat genotypes in FHB resistance.Lophopyrum elonga-
tumis one of the important alied species of wheat.As its good resistance to FHB,it is considered to
be the most important germplasm resource for genetic improvement in wheat.In this paper,the re-
sistance of Chinese Spring-Lophopyrum elongatumdisomic addition lines,disomic substitution lines,
Chinese Spring,Annong 8455and Sumai 3 were evaluated by injecting Fusarium graminearum
Schwabe through single floret injection for two years and in two places.At 21days after injection,the
disease spikelet rate was investigated.Meanwhile,the disease spikelet rate in nature also was investi-
gated.It indicates that chromosomes 1Eand 7Eplay important roles in the resistance to FHB,and the
short arm of chromosome 7Ehas good resistance.Chromosomes 2Eand 4Emay have weak resistance,
while chromosomes 3E,5Eand 6Emay have susceptible genes to FHB.If the resistance genes in
chromosomes 1Eand 7Eof Lophopyrum elongatum were fuly exploited and transfered into wheat,it
would provide important germplasm resources for breeding new wheat varieties.
Key words:Wheat;Lophopyrum elongatum(2n=14,EE);FHB;E genome
* 收稿日期:2012-03-28   修回日期:2012-05-02
基金项目:国家自然科学基金项目(31071406);江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(立项类,2011-997)。
作者简介:陈士强(1981-),男,博士研究生,主要从事植物抗性机理研究。E-mail:sqchen1116@163.com
通讯作者:陈建民(1954-),男,博士,教授,主要从事植物分子细胞遗传研究。E-mail:jmchen@yzu.edu.cn
  小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)
又叫烂麦头、红麦头、麦穗枯,是主要由禾谷镰刀
菌(Fusarium graminearum Schwabe)引起的一
种世界性病害,在温暖湿润和半湿润地区发生尤
其严重,是影响小麦产量和品质的重要因素之
一[1]。此外,其次生代谢产物如真菌毒素 DON
还会严重威胁人类和家畜的健康[2]。培育抗赤霉
病品种是减轻小麦赤霉病危害的根本途径,也是
小麦育种的重要目标之一。
小麦抗赤霉病育种的实践表明,小麦种质中
的赤霉病抗源仅限于苏麦3号、望水白、红和尚等
少数品种。目前已经发现的具有赤霉病抗性的
QTL涉及到小麦基因组中除7D以外的所有20
个连锁群[2-6],在小麦中发现的主效抗性基因有
Fhb1[7]、Fhb2[8]、Fhb4[9]和Fhb5[10]等。但这些
抗源的丰产性、品质、适应性及其它农艺特性大都
比较差,在抗赤霉病品种选育过程中并未产生具
有突破意义的品种。大赖草中的Fhb3[11]和长穗
偃麦草中的Fhblop[12]两个赤霉病主效抗性基因
的发现,使小麦近缘种赤霉病抗性的相关研究得
到了关注。偃麦草属植物是重要的小麦近缘物
种,该属的种质资源大多数都具有赤霉病高抗扩
展的特性[13]。长穗偃麦草是偃麦草属中的一个
重要物种,包括二倍体、四倍体及十倍体三种。长
穗偃麦草的E基因组蕴藏着许多对小麦改良极
为有用的基因,如抗病、抗寒、抗旱、耐盐碱等。中
国春-长穗偃麦草二体附加系、置换系的获得为深
入研究长穗偃麦草奠定了良好基础[14]。长穗偃
麦草具有良好的赤霉病抗性。刘登才等[15]发现,
在长穗偃麦草1E染色体上携带赤霉病抗性的主
效基因,同时在3E、4E及6E染色体上可能存在
微效抗性基因。Jauhar等[16]认为长穗偃麦草1E
染色体与赤霉病抗性有关,并建立了1E的特异
染色体标记。英加等[17]通过田间赤霉病抗性鉴
定发现,凡添加有长穗偃麦草第一部分同源群染
色体的植株均提高了赤霉病抗性。而 Zhang、
Somers、Shen等[12,18-20]认为,长穗偃麦草的7E染
色体具有赤霉病抗性基因,其中抗性基因Fhblop
已被定位于7E染色体的长臂上[12]。因此,长穗
偃麦草已成为普通小麦遗传改良、提高赤霉病抗
性的重要野生近缘物种之一。但前人在长穗偃麦
草赤霉病抗性鉴定中采取的方法比较单一,材料
有限,并且没有考虑不同年份、不同地域等引起的
差异,赤霉病鉴定的准确性有待于提高。
现在公认的赤霉病抗性类型有typeⅠ(抗侵
染)、typeⅡ(抗扩展)、typeⅢ(降解毒素的能力)
及typeⅣ(耐毒素的能力)等四种,typeⅠ和type
Ⅱ是研究最多的两种类型[5,21]。抗侵染反映的是
小麦抵抗赤霉菌初侵染的能力,而抗扩展反映的
是在赤霉菌侵染后宿主抵御其通过菌丝生长沿着
穗轴延伸的能力。目前鉴定小麦赤霉病抗性的方
法主要有自然诱发鉴定和人工诱发鉴定两种。人
工诱发鉴定方法包括病麦粒土表接种、喷雾接种、
离体叶片接种、单花滴注接种等[22]。单花滴注法
是对赤霉病的抗扩展性田间鉴定的主要方法,该
方法有利于小范围鉴定不同材料对赤霉病的抗性
差异。本研究采用单花滴注法对中国春-二倍体
长穗偃麦草二体附加系、置换系及亲本等进行接
种,待发病21d调查自然发病及接种鉴定的病小
穗数,计算病小穗率,并通过统计分析对中国春背景
下二倍体长穗偃麦草抗赤霉病相关基因进行染色体
定位,旨在为小麦抗赤霉病育种提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
本研究所用材料包括中国春-长穗偃麦草附
加系7份,中国春-长穗偃麦草端体附加系2份,
中国春-长穗偃麦草置换系19份,中国春、抗赤霉
病品种苏麦3号、感赤霉病品种安农8455各1
份,供试材料共计31份(表1)。中国春及中国春-
长穗偃麦草附加系、置换系由加拿大农业部的
Dr.Fedax惠赠,苏麦3号及安农8455由江苏里
下河农科所提供。本研究所选用的亲本长穗偃麦
草为二倍体长穗偃麦草(2n=14,EE)。
表1 供试材料
Table 1 The experimental materials used in this study
材 料 材 料 简 称
中国春-长穗偃麦草
二体附加系(7份)
DA1E,DA2E,DA3E,DA4E,DA5E,
DA6E,DA7E
中国春-长穗偃麦草
端体附加系(2份) DA7ES
,DA7EL
中国春-长穗偃麦草
二体置换系(19份)
DS1E(1A),DS2E(2A),DS3E(3A),
DS4E(4A),DS6E(6A),DS7E(7A);
DS1E(1B),DS2E(2B),DS3E(3B),
DS4E(4B),DS5E(5B),DS7E(7B);
DS1E(1D),DS2E(2D),DS3E(3D),
DS4E(4D),DS5E(5D),DS6E(6D),
DS7E(7D)
中国春 CS
苏麦3号 Sumai 3
安农8455 An 8455
·048· 麦 类 作 物 学 报                  第32卷
1.2 抗性鉴定
本研究2009-2010年度于江苏里下河农科
所试验地,2010-2011年度于江苏里下河农科所
(2011年度Ⅰ)和扬州大学试验地(2011年度Ⅱ)
进行。每份材料种植3行,行距20cm,株距10
cm,栽培管理条件一致。于次年4月中旬选取初
花期的各材料约30个单株,每株选1穗,以自上
而下第5个小穗的左边基部小花作为接种单元,
采取人工单花滴注法接种赤霉菌孢子悬浮液5
μL。病原菌由江苏里下河农科所提供,为本地强
毒株F4、F15、F17、F34[23],菌液浓度为在10×10
显微镜视野下可见约20个游离孢子。接种后套
袋3d或每天定时喷水,以保持穗部较高的湿度,
接种后21d调查发病情况。为更好的鉴定各材
料的赤霉病发病情况,同时调查了相同田块中未
接种麦穗的自然发病病小穗数及接种条件下麦穗
的病小穗数,并计算病小穗率。利用SPSS 11.5
软件对所得数据进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 供试材料间病小穗率的差异显著性
由表2方差分析结果可知,各供试材料每次
调查的病小穗率间存在极显著差异(P<0.01)。
因此,各供试材料的赤霉病抗性鉴定结果是有效
的,可以对中国春背景下的长穗偃麦草抗赤霉病
相关基因的染色体进行定位。
表2 供试材料间赤霉病病小穗率方差分析
Table 2 Variation analysis of the FHB infected spikelet rates among the experimental materials
年度 鉴定方法 自由度 均方 F值 P值
2010年度 自然发病 27  972.558  3.608 8  2.01E-07
接种鉴定 27  2 633.024  6.902 852  6.72E-21
2011年度Ⅰ 自然发病 28  352.382 1  3.071 544  1.08E-05
接种鉴定 28  3 327.56  8.681 161  4.58E-30
2011年度Ⅱ 自然发病 30  74.874 39  2.054 617  0.003 209
接种鉴定 30  5 407.863  10.387 55  1.13E-37
2.2 供试材料间的赤霉病抗性差异及抗赤霉病
基因定位
各供试材料连续两个年份、两个地点、两种发
病方式的6组病小穗率调查结果列于表3。表3
表明,各供试材料的病小穗率不同,其赤霉病抗性
表现不一。由表3可以看出,两年中具有1E、7E
染色体的附加系、置换系无论是自然病小穗率还
是接种病小穗率都低于中国春,部分附加系、置换
系还表现为显著或极显著低于中国春。以具有
1E染色体的附加系、置换系材料为例,其4份材
料6组病小穗率数据的平均值为19.07%,显著
低于中国春31.57%的平均病小穗率。同样,具
有7E染色体的附加系、置换系材料的病小穗率
平均值为18.46%,也显著低于中国春。抗病品
种苏麦3号病小穗率均显著或极显著低于中国
春,表现出很强的赤霉病抗性。与苏麦3号相比,
具有1E、7E染色体的附加系、置换系的病小穗率
在2010年大多显著或极显著高于苏麦3号,而
2011年除 DS1E(1B)、DA7E、DA7EL外均与苏
麦3号差异不显著,意味着长穗偃麦草染色体中
的赤霉病抗性与苏麦3号的抗性可能相当,且其
抗赤霉病基因存在于1E和7E染色体上。2011
年的结果还显示,DA7ES的接种鉴定病小穗率显
著低于中国春,与苏麦3号无显著差异,说明7E
染色体短臂上可能存在赤霉病抗性基因。其他染
色体的附加系和置换系的发病率表现出较大的差
别,有的表现抗性,有的表现感病。具有2E、4E
染色体的附加系、置换系的病小穗率平均值略低
于中国春,但其部分附加系和置换系的病小穗率
显著或极显著低于中国春,如2010年度接种鉴定
的DA2E、2011年度Ⅱ接种鉴定的DS2E(2A)、
2010年度自然发病的DA4E等,表明2E、4E染
色体也可能存在赤霉病抗性基因,但效应较小。
具有3E、5E、6E染色体的附加系、置换系病小穗
率平均值与中国春相当,但部分附加系和置换系
的发病率显著或极显著的高于中国春,如2011年
度Ⅱ 接种鉴定的 DA3E、DA3E(3B)、DA5E、
DA6E、DA6E(6A)等,甚至DS3E(3B)等接种鉴
定病小穗率与高感赤霉病品种安农8455相比也
无显著的差异,意味着3E、5E、6E染色体可能存
·148·第5期         陈士强等:中国春背景下长穗偃麦草抗赤霉病相关基因的染色体定位
在赤霉病易感基因。
表3 2010年和2011年各供试材料赤霉病病小穗率
Table 3 The FHB infected spikelet rates among the experimental materials in 2010and 2011 %
供试材料
2010年度
自然病小穗率 接种病小穗率
2011年度Ⅰ
自然病小穗率 接种病小穗率
2011年度Ⅱ
自然病小穗率 接种病小穗率
平均值
DA1E 9.13** 15.98** 11.68  19.83  3.29  14.81** 19.07*
DS1E(1A) 19.91** 30.04** 11.2  17.59* 3.77  19.17*
DS1E(1B) 37.01  43.39  20.3  22.67  2.61  31.74
DS1E(1D) 27.22* 44.35  4.95  17.28* 6.78  22.85
DA2E 33.07  32.00** 21.24  23.27  6.50  38.36  29.77
DS2E(2A) 53.76  47.91  9.66  28.87  4.88  17.10**
DS2E(2B) 50.48  74.99** 12.08  33.34  8.17  51.79*
DS2E(2D) 48.51  37.17* 15.38  38.83  4.35  22.83
DA3E 29.68  41.75  20.36  24.68  5.41  61.57** 31.17
DS3E(3A) 41.67  50.28  6.13  22.19  4.93  29.17
DS3E(3B) 28.61  39.15* 31.63* 48.23** 12.54  64.17**
DS3E(3D) 35.88  51.81  29.04  34.74  7.82  26.71
DA4E 24.35* 42.21  29.68  36.57  3.20  31.13  28.80
DS4E(4A) 25.80  47.45  20.92  27.57  6.42  34.43
DS4E(4B) 40.49  47.67  27.37  25.06  7.84  35.00
DS4E(4D) 38.36  44.61  17.55  35.76  7.5  34.14
DA5E 26.97  36.26* 26.16  53.19** 3.83  24.80  32.84
DS5E(5B) 56.08  60.88  21.18  42.05* 10.75  65.30**
DS5E(5D) 29.91  35.08** 10.96  45.35** 10.06  32.30
DA6E 43.09  53.35  12.76  54.75** 7.15  53.63* 31.17
DS6E(6A) 35.46  47.24  15.97  32.94  8.33  55.28**
DS6E(6D) 36.33  39.41* 15.94  23.07  7.57  18.72*
DA7E 36.72  35.71* 16.39  25.78  2.01  19.91* 18.46*
DA7EL  5.33  24.77
DA7ES  1.82  16.96**
DS7E(7A) 25.52* 29.79** 7.49  17.68* 5.18  15.39**
DS7E(7B) 32.16  45.17  6.42  13.96** 1.82  14.53**
DS7E(7D) 37.52  41.29  7.58  11.96* 1.92  16.16**
CS  44.19  53.49  17.07  29.41  9.21  36.03  31.57
Sumai 3  7.51** 10.98** 3.12* 11.87** 0.30* 9.88** 7.23**
An 8455  32.61* 54.36** 19.69** 59.48** 41.54*
  试验结果以中国春为对照,*和**分别表示0.05和0.01水平上的差异显著性。
2.3 赤霉病抗性鉴定方法的比较
为了更准确的分析各供试材料的赤霉病抗
性,对不同鉴定方法、不同年份、不同地点的各供
试材料的赤霉病病小穗率进行了比较,发现各材
料的赤霉病抗性变化很大,赤霉病鉴定复杂程度
很高。
2.3.1 不同鉴定方法间病小穗率的比较
本研究分别进行了三次自然发病和三次人工
单花滴注接种抗性鉴定,根据各供试材料的赤霉
病病小穗率可以很好的进行两种鉴定方法的比
较。研究结果表明,年度内两种鉴定方法之间均
存在极显著差异(表4),年度间的两种鉴定方法
之间差异也极显著。接种鉴定病小穗率极显著高
于自然发病病小穗率,且接种后各材料间的病小
穗率差异更大。通过各材料的赤霉病田间自然发
病和人工单花滴注接种发病鉴定发现,尽管供试
材料发病程度不一,但所有被鉴定的小穗均感染
了赤霉病,说明各供试材料对赤霉病均无抗侵染
性,却具有不同程度的抗扩展性。
2.3.2 不同年份间病小穗率的比较
供试材料在2010年度和2011年度赤霉病病
小穗率的结果(表5)表明,无论自然发病还是接
种鉴定,各供试材料两年的病小穗率之间均存在
极显著差异,且2010年的赤霉病发病率明显高
于2011年。
·248· 麦 类 作 物 学 报                  第32卷
表4 自然发病与接种鉴定下各供试
材料赤霉病病小穗率之间的比较
Table 4 Comparation of the FHB infected spikelet rates among
the experimental materials for natural and vaccinated situation
自由度 均方 F值 P值
2010年度 1  8121.679  17.3086  3.59E-05
2011年度Ⅰ 1  21604.1  49.07679 4.99E-12
2011年度Ⅱ 1  84122.96 136.7147 3.39E-29
2010与2011组间 1  74522.58 134.3294 3.15E-30
表5 2010年与2011年不同年度各供试材料
赤霉病病小穗率之间的比较
Table 5 Comparation of the FHB infected spikelet rates
among the experimental materials
between 2010and 2011
自由度 均方 F值 P值
自然发病 1  59479.77 270.1357 9.69E-49
接种鉴定 1  40539.28 68.52594 2.41E-16
2010与2011组间 1  70975.73 127.5813 7.85E-29
2.3.3 不同地点间病小穗率的比较
2011年,以江苏里下河农科所和扬州大学试
验地作为不同鉴定地点,以便观察各供试材料在
同一时期不同地点的赤霉病发病情况。表6结果
显示,各供试材料在不同地点间的赤霉病病小穗
率差异不显著。进一步分析发现,两个地点的接
种鉴定病小穗率没有差异,但自然发病病小穗率
却存在极显著差异。
表6 不同地点各供试材料赤霉病病小穗率之间的比较
Table 6 Comparation of the FHB infected spikelet rates among
the experimental materials in different places
自由度 均方 F值 P值
自然发病 1  8380.455 83.14246 1.06E-17
接种鉴定 1  1975.233 3.180513 0.074751
Ⅰ、Ⅱ组间 1  72.84057  0.12393  0.724856
3 讨 论
3.1 赤霉病抗性鉴定的复杂性及其解决方案
目前,赤霉病抗性鉴定的评价标准尚不统一,
采用的参数各不相同。Fuentes等[24]认为,VSK
(Visualy scabby kernels)是评价品种抗病性最
稳定的参数。Mesterhazy 等[25]认为,FHB 与
FDK(Fusarium damaged kernel)、产量损失及
DON含量具有显著相关性。由于小麦赤霉病是
由多基因控制的数量性状,遗传机制复杂,赤霉病
抗性表型差异往往受菌源多寡、温度及湿度等环
境条件的极大影响[26],因此,不同鉴定方法、不同
年份、不同地点下的赤霉病抗性在一定程度上都
有差异,给抗赤霉病鉴定造成了很大困难。表4
显示接种病小穗率极显著高于自然病小穗率,且
接种后的病小穗率差异更大,原因在于接种后病
菌基数大导致各供试材料的病小穗率大大提高,
由于供试材料抗扩展性不同,使得病小穗率变化
幅度更大。2010年的赤霉病发病率明显高于
2011年,原因在于2010年在小麦开花期雨水较
多、湿度大、气温高,导致赤霉病发病率明显升高。
表6表明,不同地点间的各材料的赤霉病病小穗
率差异不显著,但自然感病的病小穗率差异明显,
其原因在于两地相距不足10km,温、湿度和田间
管理基本一致,因此两地的鉴定结果整体上是一
致的,但江苏里下河农科所的试验地于2010年曾
进行过赤霉病的接种鉴定,田间可能还存在较多
的菌源,这虽然对各材料的接种鉴定影响不大,但
对自然发病的影响却很大。
为了更准确地鉴定不同材料对小麦赤霉病的
抗性差异,亟待有一套规范、统一的标准。一般情
况下,室外田间接种时,如以抗性遗传分析为目
的,常用单花滴注法;而以育种为目的,则以病麦
粒接种法和孢子液喷雾接种为主。以单花滴注法
进行赤霉病抗性鉴定时,接种后保持湿度对鉴定
结果的准确性比较重要。此外,由于室内人工接
种鉴定过程中比较容易控制湿度、温度等环境因
素,可以作为田间鉴定的补充。鉴定过程中要尽
量扩大被鉴定群体,从而得到更加稳定、可靠的鉴
定结果。由于小麦赤霉病的发生受环境因素影响
较大,遗传机制非常复杂,单纯通过表型选择、形
态标记或生化标记来选择并不理想,分子标记技
术的发展,为此提供了更加理想的解决办法。利
用分子标记辅助选择具有快速、准确、不受环境及
生育期影响等特点,目前,利用 RFLP、AFLP、
SSR、EST、STS等分子标记技术已开发了大量长
穗偃麦草特异分子标记,小麦赤霉病抗性主效
QTL定位的研究也有了很大的进展[2-6,27-29]。发
展更多的分子标记并确定标记与抗赤霉病基因紧
密连锁关系,可以实现小麦赤霉病抗性品种的辅
助选择[30]。分子标记辅助选择加上赤霉病的接
种鉴定,可以提高赤霉病鉴定的准确性,加快育种
进程。
·348·第5期         陈士强等:中国春背景下长穗偃麦草抗赤霉病相关基因的染色体定位
3.2 长穗偃麦草赤霉病抗性的可靠性及其染色
体定位
长穗偃麦草中蕴藏许多对小麦改良极为有用
的基因,一直被认为是小麦重要外源基因资源库。
目前的研究表明,在长穗偃麦草的 1E[15-16]、
7E[12,18-20]染色体上可能具有良好的赤霉病抗性
基因,且抗性基因Fhblop已被定位于7E染色体
的长臂上[12]。
本研究以中国春-长穗偃麦草染色体附加系、
置换系为材料,理论上同一染色体的基因在附加
系、置换系中的表现相同。本研究结果表明,无论
是中国春-长穗偃麦草的1E和7E染色体附加系
还是置换系,其病小穗率均比较低。长穗偃麦草
的1E、7E染色体的确含有赤霉病抗性基因,2E、
4E上可能存在较弱的抗性基因,这与以往研究结
果比较一致。然而,我们发现长穗偃麦草的3E、
5E及6E染色体上可能存在赤霉病易感基因,这
与刘登才等[15]的研究结果有所差异。同时发现,
DA7ES无论是自然发病还是接种鉴定,其病小穗
率均较低,说明赤霉病抗性基因可能位于7E染
色体短臂上,而DA7EL的赤霉病抗性并不明显,
这与Zhang等[12]的研究结果也有所不同。由于
Zhang等的材料可能为十倍体长穗偃麦草,比本
研究所利用的二倍体长穗偃麦草的基因组组成更
为复杂,因此可能出现了结果的不同。虽然发病
程度不一,但所有接种鉴定的小穗均感染了赤霉
病,说明长穗偃麦草无抗侵染性但具有不同程度
的抗扩展性,这与刘海清等[13]的研究结果一致。
由于小麦赤霉病发病的复杂性及调查样本数量有
限,调查结果存在一定的不稳定性,但总体来看,
二倍体长穗偃麦草基因组中的确存在着小麦赤霉
病抗性基因,且对赤霉病抗性起作用的染色体与
前人报道的结果基本相符。
3.3 长穗偃麦草赤霉病抗性的稳定性
长穗偃麦草各染色体的赤霉病抗性在不同年
份、不同地点、不同鉴定方法间表现并不一致,甚
至会出现显著或极显著差异,一方面说明赤霉病
抗性的复杂性,同时也反映了长穗偃麦草对赤霉
病抗性的稳定性问题。虽然各供试材料的赤霉病
病小穗率存在较大的差别,但长穗偃麦草相关染
色体的赤霉病抗性整体上还是表现出一致的趋
势,如长穗偃麦草的1E和7E染色体各附加系、
置换系的病小穗率均比较低。另外,作为参照的
抗病品种苏麦3号的病小穗率始终极显著或显著
低于中国春,而感病品种安农8455的病小穗率始
终极显著或显著高于中国春,说明赤霉病鉴定结
果是可靠的。因此,长穗偃麦草相应染色体的抗
性趋势是稳定的。
目前的研究表明,禾谷镰刀菌和亚细亚镰刀
菌[31-32]等均可引起小麦赤霉病,其中禾谷镰刀菌
是小麦赤霉病的重要致病菌之一。中国春-长穗
偃麦草附加系、置换系通过连续两年的抗性鉴定
表现了较稳定的抗性,这与苏麦3号、望水白、红
和尚等小麦抗性材料种植几十年后仍然表现出很
好的赤霉病抗性相似,此结果与禾谷镰刀菌不存
在生理小种的分化、赤霉病抗性一般不会发生丧
失的研究结论[33]相符合。本研究的抗性鉴定结
果也证明赤霉病抗性是可以持久的。因此,长穗
偃麦草在小麦赤霉病抗性基因挖掘中有着较高的
利用价值。
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