全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(12): 21072115 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由公益性(农业)行业科研专项(3-15)和国家科技支撑计划项目(2006BAD08A05)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 金社林, E-mail: jinshelin@163.com
Received(收稿日期): 2010-03-08; Accepted(接受日期): 2010-07-05.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.02107
甘肃省主要小麦生产品种(系)及抗源材料抗白粉病基因推导分析
曹世勤 1,2 骆惠生 1 武翠平 3 金社林 1,* 王晓鸣 3 朱振东 3 贾秋珍 1
黄 瑾 1 张 勃 1 尚勋武 2
1 甘肃省农业科学院植物保护研究所, 甘肃兰州 730070; 2甘肃农业大学农学院, 甘肃兰州 730070; 3 中国农业科学院作物科学研究所,
北京 100193
摘 要: 选用 17个致病力不同的小麦白粉病菌菌系, 对 64个甘肃省主要生产品种(系)及抗源材料进行了苗期白粉病
抗性鉴定, 并结合系谱分析推导这些品种(系)所含抗病基因。初步判断陇原 932 含有 Pm5 及未知抗病基因; 西峰 20
含有 Pm6及未知抗病基因; 98保 1-2含有 Pm8及未知抗病基因; 863-13和石 7816含有 Pm19; 天选 43等 6个品种(系)
含有 Pm21; 兰天 13 等 18 个品种(系)对所有供试菌系均表现感病, 与其他 35 个供试品种(系)一致, 可能含有未知抗
病基因或基因组合。聚类分析支持基因推导结果。
关键词: 小麦白粉病; 抗病基因; 基因推导; 甘肃省
Postulation of Powder Mildew Resistance Genes in 64 Wheat Varieties (Lines)
in Gansu Province, China
CAO Shi-Qin1,2, LUO Hui-Sheng1, WU Cui-Ping3, JIN She-Lin1,*, WANG Xiao-Ming3, ZHU Zhen-Dong3,
JIA Qiu-Zhen1, HUANG Jin1, ZHANG Bo1, and SHANG Xun-Wu2
1 Institute of Plant Protection, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China; 2 College of Agronomy, Gansu Agricultural Univer-
sity, Lanzhou 730070, China; 3 Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
Abstract: Combined with pedigree analysis, genes for resistance to powdery mildew (Pm) in 64 wheat varieties (lines) from
Gansu Province were analyzed with 17 isolates which had different spectra of pathogenicity in seedling stage. The preliminary
results showed that the line Longyuan 932 was postulated to possess Pm5 and unknown resistant genes. The variety Xifeng 20
was postulated to possess Pm6 and unknown resistant genes. The line 98 bao 1-2 was postulated to possess Pm8 and unknown
resistant genes. Gene Pm19 was detected in two varieties (lines) 863-13 and Shi 7816. Six varieties (lines) Tianxuan 43, X9610,
95-111-3, Lantian 17, 92R137, and Guinong 22 were postulated to possess Pm21. Eighteen wheat varieties (lines) susceptible to
all the tested powdery mildew isolates might possess unidentified genes. Unknown genes were found in other 35 wheat varieties
(lines), which resistant types were different from the tested genes. Cluster analysis was in agreement these results.
Keywords: Wheat powdery mildew; Resistance gene; Gene postulation; Gansu Province of China
由专性寄生菌小麦白粉菌 [Blumeria graminis
(DC.) E.O. Speer]引起的小麦白粉病是甘肃省小麦
生产上的重要病害 [1], 种植抗病品种是防治该病最
经济有效且有利于保护环境的措施, 进行品种资源
抗白粉病基因分析是抗白粉病育种、抗病基因合理
布局等项研究的基础性工作。目前, 国内外学者已
在利用寄主对病原菌的表型反应进行小麦锈病和白
粉病的抗病基因推导的诸多研究[2-9]。但针对甘肃省
小麦品种(系)材料的该研究还相对较少。明确生产
品种(系)及抗源材料的抗病基因现状, 对有效指导
抗白粉病育种、抗病基因合理布局和持续控制小麦
白粉病的发生流行将起到积极的推动作用。
1 材料与方法
1.1 试验材料
64个当前甘肃省小麦主要生产品种(系)及抗源
2108 作 物 学 报 第 36卷

材料分别由兰州农业学校、天水农业学校、甘肃省
农业科学院旱地农业研究所、甘肃省农业科学院生
物技术研究所、甘肃省农业科学院植物保护研究所、
陇东学院、天水市农科所、临洮农校、甘肃农业大
学、定西旱农中心、陇南市农科所、南京农业大学、
贵州农业大学、中国农业科学院作物科学研究所等
相关单位提供(表 1)。27 个已知抗白粉病基因载体
品种分别含有 Pm1、Pm2、Pm3a、Pm3b、Pm3c、
Pm3f、Pm4a、Pm4b、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm12、
Pm13、Pm17、Pm18、Pm19、Pm20、Pm21、Pm23、
Pm24、Pm1+Pm2+Pm9、Pm2+Pm6、Pm5+Pm6、
PmXBD 共 27 个抗病基因或基因组合, 均由中国农
业科学院作物科学研究所检疫基地提供。
17个具有不同致病力的小麦白粉病菌致病菌系
来自国内各生态区。所有致病菌系均经过单孢子堆
分离而来, 由中国农业科学院作物科学研究所检疫
基地保存。
1.2 苗期抗病性鉴定
2009年 3~5月在中国农业科学院作物科学研究
所检疫基地, 将 64个供试品种(系)和 27个已知基因
载体品种顺序编号, 以中作 9504 和京双 16 为对照,
播于盛有营养土的 10 cm  10 cm塑料花盆中, 每品
种播 5~7粒种子, 每盆 4个品种。播种前 15 d左右
分两批用对照品种中作 9504繁殖供试菌系, 待供试
品种(系)第一叶片展开第二叶片露尖时, 采用扫抹
法分别接种供试新鲜菌系。将接种后的幼苗放入保
湿桶内, 在 10~15℃下黑暗保湿 24 h, 然后转入温室
培养(15~20 , ℃ 光照 12~14 h d1, 光照强度 100~160
µmol m2 s1)。接种后 12~15 d, 待感病对照品种充
分发病后, 按 0、0;、1、2、3、4六级标准逐株调查
记载反应型[10]。其中 0~2 级为抗病(R), 3 级和 4 级
为感病(S)。
根据基因对基因理论和寄主病原物相互作用
遗传学原理, 通过比较分析待测品种(系)和已知基
因对供试菌系相互作用产生的反应型, 推导供试品
种(系)可能含有的抗性基因[7,11]。
1.3 成株期抗病性监测
2008—2009 年度, 分别在甘肃省农业科学院植
物保护研究所甘谷试验站和天水市秦州区汪川良种
场对供试品种(系)进行成株期抗白粉病田间自然诱
发鉴定。每品种(系)种植 1行, 行长 1 m, 行距 30 cm,
四周播感病对照品种京双 16作诱发行, 试验地田间
管理同当地大田。在小麦白粉病发病高峰期的 5 月
下旬(甘谷点)和 6 月上旬(汪川点), 分别记载各品种
(系)的发病病级。田间记载采用改进后的 0~9 级标
准[12], 其中 0级为免疫(IM), 1和 2级为高抗(HR), 3
和 4级中抗(MR), 5和 6级中感(MS), 7和 8级为高
感(HS), 9级为极感(SS)。
1.4 聚类分析
利用苗期鉴定结果, 将抗病反应记为“0”, 感病
反应记为“1”, 采用 DPS3.01软件及 UPGMA法进行
聚类分析。
2 结果与分析
2.1 抗性基因推导分析
苗期鉴定中, 感病对照品种中作 9504和京双 16
对接种的所有白粉病菌系均表现高度感病, 说明接
种成功。根据 27个已知抗病基因品种(表 2)及 64个
待测品种(系)的抗感反应类型(IT)(表 3), 对供试品
种(系)所含抗白粉病基因进行推导。
陇原 932 与 CI14125 的抗性反应基本一致, 但
在供试菌系 E03、E05、E20、E23及 WH上有差异,
陇原 932 表现抗病, CI14125 表现感病, 推测陇原
932不仅含有 Pm5, 还含有未知抗病基因。
西峰 20 对供试菌系 E09 和 XN-1 表现抗病,
Coker747表现感病, 对其余 15个供试菌系两品种抗
感反应完全一致, 推测其不仅含有 Pm6, 还含有未
知抗病基因。
98保 1-2与 PI361879的抗性反应基本一致, 但
98保 1-2对供试菌系 E11和 E15表现抗病, PI361879
表现感病, 推测 98保 1-2除含 Pm8外, 还含有未知
抗病基因。
863-13 和石 7816 对供试菌系的抗性反应与
96-286完全一致, 推测其含有 Pm19。
兰天 17、95-111-3、天选 43、X9610、92R137、
贵农 22与 R43的抗性谱完全一致, 对供试菌系均表
现抗病 , 分析其系谱 , 都有簇毛麦血缘 , 推测含有
Pm21。
兰天 13、陇鉴 294、陇鉴 19、花培 764、LY935-
BDNA-12、LY935BDNA-1、LY935BDNA-2、陇鉴
9811、陇鉴 9343、LY935SFDNA、中梁 22、中梁
23、中梁 25、洮 157、IR35、A3-5、里勃留拉、咸
农 4号对所有供试菌系均表现感病。根据系谱分析,
发现这些品种(系)大多含有牛朱特、高加索、山前
麦或洛夫林血缘。由于本试验中没有更好地识别
Pm8 的致病菌系, 因此这 18 个品种(系)的抗感反应
第 12期 曹世勤等: 甘肃省主要小麦生产品种(系)及抗源材料抗白粉病基因推导分析 2109


表 1 供试小麦品种名称、系谱、来源及成株期抗病性表现
Table 1 Name, pedigree, sources of tested cultivars, and resistant scales on adult stage to powdery mildew in field
序号
No.
品种(系)
Variety (line)
系谱
Pedigree
选育单位
Breeding institute
成株期病级
Adult stage scales
1 兰天 13 A21//832809/872121-7 LZAS, TSAS 7
2 兰天 15 兰天 10号/Ibis LZAS, TSAS 6
3 兰天 16 西峰 16//山前麦/6828-6-0-1-1 LZAS, TSAS 6
4 兰天 17 92R137/兰天 6号 LZAS, TSAS 2
5 95-111-3 92R137/97-121 LZAS, TSAS 3
6 陇原 034 — LZAS, TSAS 4
7 陇原 935 西峰 16/76-89-13 LZAS, TSAS 7
8 陇原 031 J015/兰天 10号 LZAS, TSAS 6
9 陇原 932 西峰 16//山前麦/6828-6-0-1-1 LZAS, TSAS 5
10 陇原 992 西峰 16//山前麦/6828-6-0-1-1 LZAS, TSAS 6
11 陇原 011 8222-13-10/8476-12-3//兰天 10号 LZAS, TSAS 6
12 96-43 Ibis/兰天 10号 LZAS, TSAS 5
13 陇鉴 127 7402/吕 419//7415 IDAS,GAAS 4
14 陇鉴 294 晋农 134/6303-6304//原丰 2号///xs117-0-29 IDAS, GAAS 7
15 陇鉴 102 临 87-4535/81168-4-3//陇原 932 IDAS, GAAS 5
16 陇鉴 101 9487/85-173-12-2 IDAS, GAAS 5
17 陇鉴 386 1321/陇鉴 127 IDAS, GAAS 4
18 陇鉴 338 陇鉴 46/陇鉴 14 IDAS, GAAS 6
19 陇鉴 19 济南 2号/秦麦 4号 IDAS, GAAS 5
20 4-8 永良 4号无性系 IBT, GAAS 5
21 448-6 — IBT, GAAS 5
22 花培 764 — IBT, GAAS 4
23 会宁 18 奥博尔/雅安 745507//天蓝偃麦草 IBT, GAAS 4
24 陇春 21 太谷核不育综群 II-103花药培养 IBT, GAAS 5
25 陇育 216 陇东 3号//82(348)/9002-1-1 LDC 6
26 西峰 4号 新乌克兰 83///蚰包麦//美麦 10号/辛石 3号 LDC 7
27 西峰 20 西峰 18/CA8055 LDC 7
28 LY935BDNA-3 陇原 935+豌豆 DNA IPP, GAAS 7
29 LY935BDNA-12 陇原 935+豌豆 DNA IPP, GAAS 8
30 LY935BDNA-1 陇原 935+豌豆 DNA IPP, GAAS 7
31 T157MD 洮 157+玉米 DNA IPP, GAAS 6
32 陇鉴 9811 洮 157+玉米 DNA IPP, GAAS 7
33 LY935BDNA-2 陇原 935+豌豆 DNA IPP, GAAS 6
34 陇鉴 9343 77-69/贵农 21 IPP, GAAS 7
35 LY935SFDNA 陇原 935+油葵 DNA IPP, GAAS 7
36 93保 4-4 77-69/贵农 21 IPP, GAAS 6
37 陇鉴 9821 洮 157+高粱 DNA IPP, GAAS 7
38 98保 1-2 洮 157+玉米 DNA IPP, GAAS 8
39 中梁 17 ciemenp//马高利/抗引 655 TSIAS 7
40 中梁 21 加非乃/极早麦//Fr81 TSIAS 6
41 中梁 22 无芒中 4/S394//咸农 4号 TSIAS 7
42 中梁 23 中梁 15/加非乃//3/8412///中梁 16//中梁 21/76234 TSIAS 7
43 中梁 24 中四/钱保德//82WR(96) TSIAS 7
44 中梁 25 中梁 15/919-18-3 TSIAS 6
2110 作 物 学 报 第 36卷

(续表 1)
序号
No.
品种(系)
Variety (line)
系谱
Pedigree
选育单位
Breeding institute
成株期病级
Adult stage scales
45 中梁 26 兰天 1号/8619-52///山农 8507/临汾 82-5015//Ciemenp/82WR TSIAS 7
46 中梁 27 中梁 15/8619-52///中梁 12/中四//保加利亚 10号/咸农 4号 TSIAS 6
47 天选 43 8845-1-1-1/贵农 22 TSIAS 3
48 天 9412 878-(2)/武 893 TSIAS 5
49 Y9220-12 天 882/天选 37 TSIAS 4
50 863-13 咸农 4号/天选 42 TSIAS 5
51 X9610 92R178/936-1 TSIAS 4
52 洮 157 — LTAS 7
53 甘春 20 88-862/630 GSAU 8
54 武都白茧 地方品种 — 8
55 IR35 — — 6
56 92R137 普通小麦/簇毛麦 NJAU 0
57 贵农 22 簇毛麦/Suwon 20 GZAU 3
58 A3-5 晋 2148///Fuhuko/R431//北京 837/2 ICS, CAAS 7
59 定鉴 3号 84WR(21)/洛 8912 DXDAC 7
60 平原 50 地方品种 — 7
61 里勃留拉 — - 6
62 咸农 4号 地方品种 — 8
63 武都 12 F13/山前麦 LNIAS 7
64 石 7816 — — 5
65 京双 16 — — 8
66 中作 9504 — — 8
Lanzhou Agricultural School (LZAS): 兰州农业学校; Tianshui Agricultural School (TSAS): 天水农业学校; Institute of Dryland
Agricultural Sciences, Gansu Academy of Agricultural Sciences (IDAS, GAAS): 甘肃省农业科学院旱地农业研究所 ; Institute of
Bio-technology, Gansu Academy of Agricultural Sciences (IBT,GAAS): 甘肃省农业科学院生物技术研究所; Institute of Plant Protection,
Gansu Academy of Agricultural Sciences (IPP, GAAS): 甘肃省农业科学院植物保护研究所 ; Longdong College (LDC): 陇东学院;
Tianshui Institute of Agricultural Science (TSIAS): 天水市农业科学研究所; Lintao Agricultural School (LTAS): 临洮农业学校; Dingxi
Dryland Agricultural Centre (DXDAC): 定西市旱农中心; Longnan Institute of Agricultural Sciences (LNIAS): 陇南市农业科学研究所;
Gansu Agricultural University (GSAU): 甘肃农业大学; Nanjing Agricultural University (NJAU): 南京农业大学; Guizhou Agricultural
University (GZAU): 贵州农业大学; Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences (ICS, CAAS): 中国农业科学院
作物科学研究所。

虽然与 PI361879 一致, 但不能推断出这些品种(系)
含有 Pm8, 仅推测可能含有未知抗白粉病基因或基
因组合。
其他 35个供试品种(系)对供试菌系抗感不一, 不
能与所用已知基因载体品种对供试菌系的抗感反应较
好吻合, 其 Pm基因状况用供试的 17个致病菌系难以
确定, 可能含有未知抗白粉病基因或基因组合。
2.2 苗期品种抗性聚类分析
聚类图显示, 在连锁距离(λ)为 2.81时, 可将 64
个供试品种(系)分为两大类群。其中兰天 17等 6个
品种(系)对所有供试菌系均表现抗病, 在 λ 为 0.01
时聚为一个小类群, 陇春 21 对 12 个供试菌系表现
抗病, 在 λ 为 2.23 时与 6 个完全抗病品种(系)集合
为第一个大的类群; 兰天 13、陇鉴 294等 18个品种
(系)对所有供试菌系均表现感病, λ为 0.01时聚为一
个小类群, 其余各品种(系)依据对供试菌系感病数
量(6~16 个)的不同而划分为几个小的类群, 在 λ 为
2.90时集合为第二个大的类群(图 1)。
2.3 成株期抗病性监测结果
兰天 17等 12个品种(系)抗性表现稳定, 在两地
均表现抗病, 其余 52个材料表现感病。兰天 17、
95-111-3、天选 43、X9610、92R137、贵农 22成株
期抗性与苗期一致。陇原 034、陇鉴 386、花培 764、
会宁 18、Y9220-12、陇鉴 127苗期对许多供试菌系
表现感病, 但成株期对两地自然诱发的白粉病均表
现抗病, 属成株抗性(表 1)。

第 12期 曹世勤等: 甘肃省主要小麦生产品种(系)及抗源材料抗白粉病基因推导分析 2111











































































2112 作 物 学 报 第 36卷

表 3 17个小麦白粉菌系与 64个小麦品种(系)互作反应及推导的 Pm基因
Table 3 Putative Pm genes and resistant types expressed by the interaction between 17 isolates of powdery mildew and 64 wheat
varieties (lines)
序号
No.
品种(系)
Variety (line)
推定基因
Putative
gene
E01 E03 E05 E09 E11 E15 E20 E23 HN-1 Yzhan-1 WH XN-1 YN Xuzhou-1 Henan HB Taiy-1-3
1 兰天 13 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
2 兰天 15 + R S R S S S S S S S S S S S S S S
3 兰天 16 + R S R S S S S S S S S S S S S S S
4 兰天 17 21 R R R R R R R R R R R R R R R R R
5 95-111-3 21 R R R R R R R R R R R R R R R R R
6 陇原 034 + S R R S R S S R S S S S R S S S S
7 陇原 935 + S S S S S R-S S S S S S S S S S S S
8 陇原 031 + S R S S R S S S S S S R R S S S S
9 陇原 932 5, + R R R S S S R R S S R R R S S S S
10 陇原 992 + S R S S S S S R-S S S S R R S S S S
11 陇原 011 + R R S S S S S S S R R S S S S S S
12 96-43 + R R S S S S S S S R R S S S S S R
13 陇鉴 127 + R S R S R S S S S R R S R S S S S
14 陇鉴 294 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
15 陇鉴 102 + R S R S S S S S S S R R S S S S S
16 陇鉴 101 + R S R S S S S S S S R R S S S R R
17 陇鉴 386 + R S S S R S S S S S S R R S S S S
18 陇鉴 338 + S R S S S R-S S S S S S S S S S S S
19 陇鉴 19 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
20 4-8 + R S R R R R S S R R R S S S S R R
21 448-6 + R S R R R R S S R R R S S S S S R
22 花培 764 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
23 会宁 18 + S R S S R S S S S R R S S S S S S
24 陇春 21 + S R R R R R R R R S R R S R S R S
25 陇育 216 + R S S S R S S S S S R R S S S S S
26 西峰 4号 + S R S S S S S R S S S S S S S S R
27 西峰 20 6, + S R S R S S R R S S S R R S S S S
28 LY935BDNA-3 + S S S S S S S S S S S S S S R S R
29 LY935BDNA-12 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
30 LY935BDNA-1 + S S S S S S S R S S R S S S S S S
31 T157MD + S R S S R S R R S S S S S S S S S
32 陇鉴 9811 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
33 LY935BDNA-2 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
34 陇鉴 9343 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
35 LY935SFDNA + S S S S S S S S S S S S S S S S S
36 93保 4-4 + S S S S S R R R S S S S S S S S S
37 陇鉴 9821 + R S S S S R R R S R R S S S S S R
38 98保 1-2 8, + S S S S R R S S S S S S S S S S S
39 中梁 17 + R R S R S R R R S R R S S S R S R
40 中梁 21 + R S R S S S S S S S R R R S S S S
41 中梁 22 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
42 中梁 23 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
43 中梁 24 + S S S S S S S S S S S S S S R S S
44 中梁 25 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
45 中梁 26 + R S S S R S S S S S R S S S S S S
46 中梁 27 + R S S S R S S S S R S S R S S S S
47 天选 43 21 R R R R R R R R R R R R R R R R R
48 天 9412 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
49 Y9220-12 + R S S S R S S S S R S S R S S S S
50 863-13 19 S S S S S S S S S S S S R S S S S
51 X9610 21 R R R R R R R R R R R R R R R R R
52 洮 157 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
53 甘春 20 + R R S S S S S S S S S S S S S S S
54 武都白茧 + R R S R S R S R S S S S S S S S S
第 12期 曹世勤等: 甘肃省主要小麦生产品种(系)及抗源材料抗白粉病基因推导分析 2113


(续表 3)
序号
No.
品种(系)
Variety (line)
推定基因
Putative
gene
E01 E03 E05 E09 E11 E15 E20 E23 HN-1 Yzhan-1 WH XN-1 YN Xuzhou-1 Henan HB Taiy-1-3
55 IR35 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
56 92R137 21 R R R R R R R R R R R R R R R R R
57 贵农 22 21 R R R R R R R R R R R R R R R R R
58 A3-5 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
59 定鉴 3号 + R S R S S S S S R R R S S S R S S
60 平原 5 + S S S R S R R R R S S S S S R S S
61 Libelulla + S S S S S S S S S S S S S S S S S
62 咸农 4号 + S S S S S S S S S S S S S S S S S
63 武都 12 + S S S S S S S R S S S S R S S S S
64 石 7816 19 S S S S S S S S S S S S R S S S S
+: 未知抗性基因; R: 抗病(IT 0~2); S: 感病(IT 3~4)。+: resistance gene unknown; R: resistant (IT 0–2); S: susceptible (IT 3–4).


图 1 供试品种(系)对白粉病菌的聚类分析
Fig. 1 Cluster analysis of 64 wheat varieties (lines) based on
powdery mildew resistance
品种序号同表 1。Numbers of varieties (lines) given in Table 1.
3 讨论
3.1 基因推导法的特点
基因推导法是 20世纪 70年代末至 80年代初发
展起来的一种小麦抗病性遗传研究新方法, 该方法
较经典遗传学方法省时省力, 较分子检测方法省钱,
一次分析数量多、所用时间短, 而且结果也相对准
确可靠, 目前在抗病遗传研究中普遍利用, 得到国
际小麦遗传和育种界认可[9]。在该方法的基础上, 利
用现已开发出的相关抗病基因的 SCAR及 STS标记,
进行分子检测, 将会更为准确地分析供试品种(系)
所含的抗病基因。对重要抗病材料的抗性基因, 应
在此基础上, 结合常规遗传分析和 SSR 技术开展相
关研究, 为深入开展新基因的标记和定位研究打下
良好基础。
3.2 影响基因推导法准确性的主要因素分析
虽然基因推导法在短期内可获得较为理想的结
果, 但在病原菌—寄主的抗感反应研究中, 会出现
诸多偏差, 主要表现在以下几个方面:
(1) 供试品种遗传背景的差异。虽然从最初始
的系谱看, 绝大多数品种来自为数不多的几个亲本
材料, 但绝大多数是在利用一个或多个骨干亲本材
料的基础上, 以常规杂交方法, 逐步复合杂交而来,
聚合了诸多新的抗病基因, 因此品种抗病基因较为
复杂。同时, 由于供试品种大量存在基因间互补、
累加、抑制和上位等各种互作, 可能会在不同试验
者或不同批次条件下对同一品种推导出不同抗病结
果。
(2) 环境条件的影响。Dyck等[13]发现, 在 10℃
和 15℃及 15℃和 20℃条件下, 小麦叶锈病抗性基因
Lr3、Lr17和 Lr23的侵染型明显不同。李伯宁等[14]
也发现, 在不同温度下不同白粉病菌菌系对同一品
2114 作 物 学 报 第 36卷

种的潜育期和终期严重度显著不同。因此在试验过
程中, 若室内温度条件变化较大, 必将出现同一品
种、同一菌系在不同重复条件下终期病情反应不一
的现象。同时, 由于试验中水、肥等条件的差异, 特
别是显症期及发病期水分的供应和接种后土壤中氮
肥含量的高低, 光照时间的剧烈变化, 也会影响幼
苗的生长状况、发病程度和终期病情的表达。
(3) 人为因素的影响。由于调查者对病情判别
的尺度不同, 也会出现一些偏差。特别是在反应型
为 2、2+和 3的记载上, 部分品种差异不显著, 在一
些弱苗和黄化苗上, 表现更为明显, 初次调查者的
尺度更难把握。
(4) 供试菌系的影响。研究发现, 供试菌系数量
越多、菌系间毒性差异越大, 对供试品种的推测结
果越准确可靠。本试验中, 有 18 个品种(系)与 Pm8
抗病基因抗谱完全一致, 对 17个供试菌系均表现感
病, 但无法推测出其所含的抗病基因。这与试验中
缺乏对 Pm8 具有较好识别作用的菌系有关, 同时也
与供试菌系数量相对较少有关, 今后研究中进一步
增加和筛选具有不同致病力的白粉病菌菌系, 将会
更为准确地推测供试品种(系)的抗病基因。刘瞳和
张学博[15]认为, 通过病菌小种接种试验来推断抗病
品种的抗病基因来源, 小种的选择是关键。本试验
选择的白粉病菌菌系不仅来自全国不同生态区, 而
且选择了甘肃省和国内出现频率高、毒力强的 E05、
E09 作为供试菌系, 这对有效评价供试品种(系)的
抗病性和推断抗病基因来源具有现实意义。
从总体上说, 抗病基因的作用和表达是极其复
杂的, 基因互作、环境条件、品种遗传背景、人为
因素等对基因的表达和调查结果均有一定影响, 在
一定程度上降低了结果的准确度。
3.3 苗期基因推导及成株期抗性监测在生产中
的利用价值
本试验利用基因推导法所推测出的抗性基因仅
适用于苗期。由于接种用病原菌繁殖量和工作量较
大; 选用国外菌系在田间进行试验时会造成病菌的
扩散, 危险性高; 田间接种前后易受外来菌源影响;
温室或生长箱对成株期鉴定的面积受限, 因此成株
期抗病基因的推导工作实际上不能开展。甘肃陇南
白粉病菌群体毒性结构复杂, 毒性基因丰富, 是自
然的白粉病菌毒性基因库。结合生产实际, 在该区
开展品种(系)成株期抗性鉴定和监测, 可准确评价
其抗病性 , 有效指导今后抗病品种的选育和利用 ,
提高抗病育种效率和品种抗性水平。
本试验结果发现, 兰天 17 和陇原 034 等 12 个
品种(系)分别表现苗期(全生育期)抗性和成株抗性,
陇春 21 苗期对 12 个供试菌系表现抗病, 但成株期
表现感病, 表明苗期、成株期具有不同的抗性特点,
因此对这些具有不同抗性特点的品种(系)利用地域
也应有所区别。甘肃陇南麦区小麦白粉病秋苗期菌
源量对当地和甘肃中部、沿黄灌区和河西地区翌年
发病程度影响较大, 在该区推广利用苗期抗性品种
(系), 慎用或少种成株抗性品种 , 在成株期病害流
行区的甘肃其他地区种植具有成株抗性的品种(系),
将会充分发挥供试品种(系)抗性特点, 对甘肃省小
麦白粉病的持续控制具有积极推动作用。
3.4 Pm21 抗病基因的过度利用及在生产上潜在
的危机
近年来 , 含有簇毛麦血缘的抗源材料如贵农
21、贵农 22、92R137、92R178等, 在小麦抗病育种
中作为抗条锈和抗白粉病的热门亲本材料被广泛利
用, 目前已在甘肃省及我国不同生态区选育出了一
大批适于当地种植的生产品种和高代品系。热门抗
源材料的过度利用及其子代材料的大面积推广种植,
必将加速病原菌定向选择的步伐和抗病基因抗性丧
失的速度。近年来经监测发现, 甘肃省小麦白粉病
菌对 Pm21 的毒性频率已由 20 世纪初的 0 上升为
2009 年的 20.8%, 对 Pm8 的毒性频率一直保持在
95%以上(未发表资料), 这与大面积推广种植含有
这些抗病基因的品种(系)有很大关系。因此若条件
适宜, 小麦白粉病必将在甘肃省大面积流行, 应引
起育种和生产部门的高度关注。在今后的工作中 ,
应进一步加强抗白粉病的育种和抗病品种推广工作,
充实甘肃省抗病基因丰富度和抗病品种遗传多样性,
以解除潜在的危机。
3.5 基因推导法与聚类分析相结合在生产实践
中的意义
本试验将基因推导与聚类分析相结合, 可较好
地分析品种抗病基因。这与乔奇等[16]关于聚类分析
方法和基因推导分析方法相互补充, 弥补使用同一
种方法的局限性的结果相一致。为丰富和实现甘肃
省小麦品种抗白粉病基因的多样化, 生产和育种中
可依据供试品种(系)连锁距离的不同, 在不同生态
区进行品种合理搭配、布局并进行抗病育种, 为小
麦白粉病的持续控制和抗病品种的更好利用打下良
好基础。
第 12期 曹世勤等: 甘肃省主要小麦生产品种(系)及抗源材料抗白粉病基因推导分析 2115


4 结论
采用苗期基因推导法, 明确了甘肃省当前主要
生产品种(系)和抗源材料的抗白粉病基因现状, 共
推导出 Pm5、Pm6、Pm8、Pm19、Pm21等 5个抗病
基因分布于 11个小麦品种 (系 )中 , 另有 53个品种
(系)含有未知抗病基因。为指导今后甘肃省抗白粉
病品种选育和抗源材料利用、抗病基因合理布局奠
定了基础。
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