小麦种质资源BJ399苗期抗条锈性遗传分析

刘鸿燕 周喜旺 王娜 张耀辉 岳维云 魏志平 汪石俊 安勤生 宋建荣 曹世勤

摘要：用抗病亲本BJ399和感病亲本铭贤169配制组合，获得各世代材料。采用 3个条锈菌生理小种（菌系）在温室条件下对BJ399进行苗期抗条锈性遗传分析。结果表明，BJ399对条锈菌生理小种（菌系）中4-1、CYR32和CYR34的抗病性均由1对显性抗性基因控制。BJ399可作抗源材料在甘肃陇南小麦抗锈育种中利用。

关键词：小麦种质资源;BJ399;条锈病;遗传分析

中图分类号：S512.1         文献标志码：A         文章编号：1001-1463（2019）11-0017-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.11.006

Genetic Analysis of Stripe Rust Resistance in Wheat Germplasm Resource BJ399 at Seeding Stage

LIU Hongyan 1， ZHOU Xiwang 1， WANG Na 1，  ZHANG Yaohui 1， YUE Weiyun 1， WEI Zhiping 1， WANG Shijun 1， AN Qinsheng 1， SONG Jianrong 1， CAO Shiqin 2

（1. Tianshui Institute of Agricultural Science， Tianshui Gansu 741001， China;2. Institute of Plant Protection， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：The combination of disease-resistant parent BJ399 and susceptible parent mingxian 169 was used to obtain the materials of each generation. Three physiological strains （strains） of stripe rust races （or single spore strain） Zhong 4-1， CYR32 and CYR34 were used to analyze the resistance of BJ399 to stripe rust in greenhouse. The results showed that the resistance of BJ399 was controlled by one dominant gene to Zhong 4-1， CYR32 and CYR34， respectively. The wheat germplasm BJ399 could be used in wheat breeding in Longnan of Gansu Province.

Key words：Wheat germplasm;BJ399;Stripe rust;Genetic analysis

小麦条锈病是由专性寄生菌条形柄锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）引起的全世界范围内小麦上最主要的病害，国内外研究和生产实践证明，种植抗病品种是防治该病最经济有效且有利于环境保护的措施[1 ]。甘肃陇南是我国小麦条锈病的常发易变区和新小种的策源地，由于受特殊地理位置和自然条件的限制，抗锈育种是小麦育种的主要目标之一。新毒性小种条中34号的出现，使生产上利用的重要抗源材料南农92R、贵农22、Moro及其衍生系品种兰天17号、中梁29号、天选43号的抗病性已丧失[2 ]，而新的抗源材料又严重缺乏，这又一次对甘肃陇南小麦抗条锈育种及防控提出了新的要求。因此，发掘新抗源并加以有效利用，对控制该区小麦条锈病的发生流行及小麦安全生产具有重要意义。

BJ399是中国农业科学院作物所从欧洲引进的普通小麦品种，株高105 cm，冬性，红粒，硬质，籽粒均匀饱满，茎秆弹性好，抗倒伏。在天水市农业科学研究所甘谷试验站经连续多年田间抗病性鉴定，发现该品种整个生育期对田间自然诱发的条锈菌表现免疫至近免疫，对白粉病表现高抗。对国外引进的重要抗源材料进行抗病基因组成和抗病特点研究，是合理利用抗病品种的基础[3 ]。为了解小麦资源BJ399抗条锈性遗传规律，我们于2016 — 2018年对该资源苗期抗条锈性特点和抗病基因的遗传规律进行了分析，旨在为其在小麦抗锈育种中更好地利用提供依据。

1   材料与方法

1.1   供试材料

供试小麦种质资源材料BJ399由甘肃省天水市农业科学研究所甘谷试验站提供，铭贤169由西北农林科技大学巢凯翔博士惠赠。2016年5月中旬在中梁试验站，用抗病亲本BJ399和感病亲本铭贤169配制组合，获得正反交F1代。2017年5月中旬，在F1代自交的同时用感病亲本铭贤169回交，获得F2和BC1代材料。供试条锈菌为中4-1 、CYR32和CYR34的单孢菌系，均由甘肃省农业科学院植物保护研究所小麦病害课题组提供。

1.2   试验方法

采用苗期人工接种方法，抗病性鉴定在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室进行。选取籽粒饱满的抗病亲本BJ399、感病亲本铭贤169、F1代和BC1代各40粒左右及F2代200粒以上的种子用于抗条锈病鉴定。铭贤169与BJ399杂交的各世代及双亲接种菌系中4-1和CYR32，BJ399与铭贤169杂交的各世代及双亲接种CYR34。将供试材料分别播种于直径10 cm的塑料花盆内，BJ399、铭贤169、F1代、BC1代各播种1盆，F2代播种8盆，共播种3套。待小麦幼苗长至1叶1心期，采用抖孢子粉法分别接种各条锈菌单孢菌系，接种后的幼苗置10 ℃左右的黑暗条件下保湿24 h，待感病对照铭贤169充分发病后分别逐株记载供试材料的侵染性，按苗期反应型6级分级标准进行记载[1 ]，即0、0;、1、2、3、4，其中，0～2 型为抗病，3～4 型为感病。用卡方測验进行适合度检测，以明确供试资源BJ399对各供试菌系的抗病基因数目及抗病特点。

2   结果与分析

2.1   对中4-1的抗性遗传

用中4-1对铭贤169与BJ399双亲及BC1、F1、F2代接种，结果表明，铭贤169表现感病，反应型为4型;BJ399表现抗病，反应型为0型。37株F1均表现抗病。262株F2代群体中，抗病株有190株，感病株有72株，经卡平方测验，符合由1对显性基因控制的3R∶1S的理论比例（？字 2=0.86，？字 20.05， 1=3.84）;38株BC1代植株中，抗病株18株，感病株20株，符合由1对显性基因控制的1R∶1S的理论比例（？字 2=0.20，？字 20.05， 1= 3.84）（表1）。初步推断，BJ399对新菌系中4-1的抗锈性由1对显性基因控制。

2.2   对CYR32的抗性遗传

用CYR32对铭贤169与BJ399双亲及BC1、F1、F2代接种，结果表明，铭贤169表现高度感病，反应型为4型;BJ399表现免疫，反应型为0型。36株F1均表现抗病。209株F2代群体中，抗病株有150株，感病株有59株，经卡平方测验，符合由1对显性基因控制的3R∶1S的理论比例（？字 2=1.16，？字 20.05， 1=3.84）;38株BC1代植株中，抗病株21株，感病株17株，符合由1对显性基因控制的1R∶1S的理论比例（？字2=0.21，？字20.05， 1 = 3.84）（表1）。初步推断，BJ339对CYR32的抗锈性由1对显性基因控制。

2.3   对CYR34的抗性遗传

用CYR34对BJ399与铭贤169双亲及BC1、F1、F2代接种，结果表明，BJ399表现免疫至近免疫，反应型为0至0;，铭贤169表现感病。38株F1均表现抗病。272株F2代群体中，抗病株有208株，感病株有64株，经卡平方测验，符合由1对显性基因控制的3R∶1S的理论比例（？字 2=0.31，？字 20.05， 1= 3.84）;36株BC1代植株中，抗病株17株，感病株19株，符合由1对显性基因控制的1R∶1S的理论比例（？字 2=0.11，？字 20.05， 1=3.84）（表1）。初步推断，BJ399对菌系CYR34的抗锈性由1对显性基因控制。

3   结论与讨论

在小麦抗条锈性评价和遗传分析方面已有诸多报道，如骆惠生等[4 ]、尹军良等[5 ]、黄苗苗等[6 ]、曹世勤等[7 ] 分别对美国小麦资源IR35、天867、兰天23号、农家品种红秃麦等进行了抗条锈性遗传分析，明确了不同材料的抗病基因数量及遗传规律。我们研究表明，小麦种质资源BJ399对我国当前条锈菌主要流行小种CYR34、CYR32及新菌系中4-1的均由1对显性抗性基因控制，但这3对显性基因是否为同一基因则有待于进一步研究。

甘肃陇南在以国外材料为抗源进行小麦抗条锈病利用方面取得了较好的成效，在1990 — 2010年审定的34个品种中，有18个品种是以国外材料作抗源亲本[8 ]。目前，甘肃省小麦条锈菌群体进入以条中34号为主的贵农22致病类群流行与发展时期[9 ]。在小麦抗源极其匮乏的情况下，资源BJ399表现出抗病性好、农艺性状优良、适应性强等特点，可作为抗源材料在甘肃陇南小麦抗锈育种中有效运用。

参考文献：

[1] 李振岐，曾士邁.  中国小麦锈病[M]. 北京： 中国农业出版社，2002.

[2] 曹世勤，王小明，贾秋珍，等.  2003 — 2013年小麦品种（系）抗条锈性鉴定及评价[J].  植 物遗传资源学报，2017，18（2）：253-260.

[3] 马东方，彭   菲，方正武，等.  中梁12小麦抗条锈病基因遗传分析与SSR分子定位[J].  西北农业学报，2014，23（11）：40-44.

[4] 骆惠生，曹世勤，黄   瑾， 等.  美国小麦种质资源IR35抗条锈性评价及遗传分析[J].  植物保护，2013，39（1）：100-103.

[5] 尹军良，马东方，周新力，等.  小麦品种天867抗条锈性评价和遗传分析[J].  麦类作物学报，2015，35（1）：45-49.

[6] 黄苗苗，李亚凯，黄   瑾， 等.  冬小麦品种兰天23号苗期抗条锈性遗传分析[J].  植物保护，2015，41（5）：188-191.

[7] 曹世勤，骆惠生，贾秋珍，等.  农家品种红秃麦抗条锈性遗传分析[J].  甘肃农业科技，2008（7）：3-5.

[8] 杜久元，李金昌，张耀辉.  引进国外种质对甘肃陇南小麦生产和条锈病控制的作用[J].  中国种业， 2011（8）：12-15.

[9] 贾秋珍，曹世勤，黄   瑾，等.   2013 — 2016年甘肃省小麦条锈菌生理小种变异监测[J].  植物保护，2018，44（6）：162-167.

（本文责编：杨     杰）