甘肅小麥白粉病抗源材料的篩選及抗病基因庫的組建

曹世勤　郭建國　駱惠生　金明安　賈秋珍　金社林

摘要：2002-2005年，對收集到的30份已知抗白粉病基因載體品種在甘肅省的不同生態(tài)區(qū)進(jìn)行了抗病性監(jiān)測，結(jié)果表明：Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田間抗病性喪失，失去利用價值；Pm2、Pm19、Pm4+8、Pm4、Pm5+6、Pm13在田間抗病性較低，不宜單獨作為親本利用；Pm1+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2x、Pm4b、Pm4b+5、Pm20、Pm21、Pmxbd、在田間抗性表現(xiàn)良好，在今后的育種工作中應(yīng)充分加以利用。同時經(jīng)過4年抗病性監(jiān)測，從省內(nèi)外2 638份小麥品種(系)材料中篩選出了抗病性強、綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的92R137、貴農(nóng)21等優(yōu)異材料10余份，初步組建了抗白粉病基因庫。文中還對抗病基因現(xiàn)狀和利用及今后如何避免由于抗源單一化帶來的白粉病流行進(jìn)行了初步探討。

關(guān)鍵詞：小麥品種；小麥白粉病；抗病性；基因庫

中圖分類號：S 435．121．46

由專性寄生菌小麥白粉菌[Blumeria graminis(DC.)E.O.Speer]引起的小麥白粉病是發(fā)生于甘肅省小麥上的重要病害。近年來，隨著白粉菌優(yōu)勢小種15、17號毒性頻率的不斷上升，致使生產(chǎn)上大面積推廣種植(使用)的含有繁6及其衍生系小麥品種、黑麥血緣的1BL／1RS代換系(易位系)抗病基因(Pm8)的抗病性喪失，導(dǎo)致小麥白粉病的頻繁發(fā)生。2000年以來，甘肅省小麥白粉病發(fā)生面積均在26.7萬hm²以上，災(zāi)變態(tài)勢嚴(yán)峻。

研究表明，種植抗病品種是防治該病最經(jīng)濟(jì)有效且有利于保護(hù)環(huán)境的措施。進(jìn)行抗源材料的鑒定和篩選則是最基礎(chǔ)的工作，也是當(dāng)前植物病理及育種工作者面臨的一項重要任務(wù)。目前已從國內(nèi)外篩選出大量品種材料。進(jìn)行抗病基因庫的組建，是抗病基因合理利用的最有效途徑和方法。通過抗源材料篩選和抗病基因庫組建，將會為甘肅省小麥白粉病的有效持續(xù)控制打下良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。為此，筆者初步開展了這方面的研究工作。

1材料與方法

1．1供試種質(zhì)

從國內(nèi)外收集到的已知基因載體品種材料30份，省內(nèi)外抗源材料及生產(chǎn)品種、高代品系2 638份。

1．2試驗方法

將已知抗白粉病基因載體品種分別于2002-2005年種植于冬麥區(qū)的甘谷、汪川良種場、中部冬春麥混作區(qū)的臨洮、安定區(qū)、榆中、甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗地(蘭州市)和沿黃灌區(qū)的景泰、會寧、靖遠(yuǎn)、白銀等地。其他種質(zhì)材料分別播于甘谷和汪川良種場。在小麥生長后期(當(dāng)年6月上旬到中旬)，采用盛寶欽等提出的“0～9級”法記載各供試材料成株期白粉病病級。

2結(jié)果與分析

2．1已知基因載體品種在不同生態(tài)區(qū)的抗性表現(xiàn)

從4年監(jiān)測結(jié)果看出，在冬麥區(qū)的甘谷縣，Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田間抗性喪失；Pm2、Pml9、Pm4+8、Pm4、Pm5+6、Pm13在田間表現(xiàn)中抗；Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2x、Pm46、Pm46+5、Pm20、Pm21、Pmxbd在田間抗性表現(xiàn)良好。

在春麥區(qū)的會寧縣，在田間抗性喪失的有Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17；表現(xiàn)抗病的有Pm2、Pm19、Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2x、Pm46、Pm4+8、Pm5+6、Pm4、Pml3、Pm20、Pm21、Pmxbd。

甘肅省中部冬春麥交界區(qū)的冬麥上，已失去抗性的有Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17等；表現(xiàn)抗病的有Pm2、Pm19、Pm5+6、Pm5+mli、Pm13、Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+8、Pm4+2x、Pm4b、Pm4b+5、Pm20、Pm21、Pmxbd。

2．2供試種質(zhì)材料的抗白粉病性表現(xiàn)

經(jīng)4年在甘谷、汪川兩地監(jiān)測，從省內(nèi)外2 638份小麥品種(系)材料中篩選出貴農(nóng)29、92R137、三屬麥3號、小白冬麥、白大頭、斯湯佩里、老芒麥、武都白繭兒、901061、ibis、Flanders、Maris Huntsman、IR35等215份抗性優(yōu)異的抗源材料；隴鑒127、隴鑒338、隴麥108、寧麥6號、蘭天15號、蘭天16號、成縣11號、中梁22號、中梁23號、甘春20號、隴春4021、清98-178-3-2、清97-31、清95-108、清95-111、清95-62、清96-86、清95-3-8、清97-473、清96-96、清97t-134、清96-22-1-1、中91250、y9220、中98102、中9633、中9735、中98sF、中969、中919R、中926、A-3、天9362-10、天9457、天863-13、9911-2-1-1-1-1、96-43-5-2-1-2-3等398份省內(nèi)生產(chǎn)品種及高代品系；鄭麥9023、冀麥38、魯麥22、豫麥70、北京837、綿農(nóng)4號、揚麥158、蘭考906、CB032等38份黃淮海麥區(qū)生產(chǎn)品種。

2．3 92R178等優(yōu)異材料的抗病-陛表現(xiàn)

對貴農(nóng)21等20份優(yōu)異材料在甘肅省的甘谷縣、秦州區(qū)汪川良種場、清水縣、鎮(zhèn)原縣、康樂縣等地種植觀察，結(jié)果表明對自然誘發(fā)的白粉病，供試材料均表現(xiàn)免疫至中抗水平。對自然誘發(fā)的條銹病也表現(xiàn)免疫。對黃矮病和葉銹病，表現(xiàn)中感。

結(jié)合抗病性和綜合農(nóng)藝性狀表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)篩選出的92R1 37等10份材料具有較好的農(nóng)藝性狀，其中它們的生育期均在230～235 d，株高除21恢系外，其余各品種均在50～90 cm間；各品種均長芒；穗型紡錘形；千粒重40.8～55.7 g(表2)。

3討論

3．1關(guān)于抗病基因現(xiàn)狀

抗性監(jiān)測結(jié)果表明，Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田間抗性喪失，這一結(jié)果與前人報道的結(jié)果相一致。單基因Pm12、Pm13、Pm16、Pm18、Pm19、Pm20、Pm21目前在我國及甘肅省仍保持高抗到免疫水平，對他們的利用要加快步伐?；蚪M合Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+8、Pm4+2x、Pm4b、Pm4+5在各地表現(xiàn)較好，在今后的工作中應(yīng)充分加以利用，但需克服農(nóng)藝性狀相對較差的缺點。

3．2關(guān)于抗源材料的篩選及利用

已有研究結(jié)果表明，我國目前生產(chǎn)上所用的品種中95％以上含有Pm8抗性基因，抗源較為單一問題十分嚴(yán)重?；诖耍诮窈蟮墓ぷ髦行璨扇「鞣N措施，來逐步解決由于抗源單一化造成的被動局面，避免小麥白粉病的大流行。

3．2．1采用多基因、多元化新抗源，克服抗病基因單一的弊端

通過利用抗源材料的篩選、有效抗病基因的累加、進(jìn)行異地育種等多種方式，盡快利用不同的高效抗病基因和基因組合，提高品種抗性水平和延長抗性保持時間。如Maris Huntsman(Pm2+6)，在英國種植多年，抗性仍然保持較好就是一個很好的例證。同時經(jīng)田間監(jiān)測也發(fā)現(xiàn)，含有多基因的品種如肯貴阿1號(Pm4+8)、白免3號(Pm4+2x)、Mission(Pm4b+5)、Coker983(Pm5+6)等在田間均保持較好的抗病性。因此，在今后的抗病育種工作中，利用基因的累加效應(yīng)，盡快將抗譜上互補的基因進(jìn)行聚合，同時借助分子生物學(xué)技術(shù)，進(jìn)行輔助育種，提高育種效率，選育多系品種。

3．2．2加強多抗性材料的發(fā)掘和利用

進(jìn)行慢(耐)粉性、(高溫)成株抗性、水平抗性等不同抗性類型品種的篩選，加強微效、多基因抗源的發(fā)掘和利用，豐富抗性基因類型，保持品種抗性的持久化。

3．2．3農(nóng)家及近緣屬材料的發(fā)掘及篩選

通過多種手段和技術(shù)，發(fā)掘和利用農(nóng)家及近緣屬材料中的優(yōu)異抗病基因如簇毛麥(Haynaldiavilosa schur.)、粗山羊草(Ae.squarrosa L.)等，并將其利用于生產(chǎn)實踐，拓寬小麥性基因譜，選育和利用更加持久穩(wěn)定的優(yōu)異材料。