具簇毛麥6V染色體小麥抗白粉病NIL培育與抗病遺傳特性分析

李委潞,孫英龍,孫中潔,劉曉穎,王振英

摘要：以小麥-簇毛麥染色體代換系6A/6V為Pm21抗病基因供體，農(nóng)藝性狀優(yōu)良的京411為輪回親本，經(jīng)雜交和連續(xù)7代回交、自交后培育了小麥抗白粉病近等基因系（京411♀/6A/6V♂//京4117），白粉病抗性遺傳和抗病性檢測表明，Pm21呈顯性單基因遺傳，近等基因系強抗白粉病。

關(guān)鍵詞：近等基因系；小麥-簇毛麥染色體代換系；白粉病

中圖分類號：S512.1文獻標(biāo)識碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.002

Cultures and Genetical Analysis of Resistance Powdery Mildew Near-isogenic Line Contained the H. villosum 6V

LI Wei-lu,SUN Ying-long, SUN Zhong-jie, LIU Xiao-ying, WANG Zhen-ying

(College of Life Science, Tianjin Normal University, Tianjin 300387,China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: In this study, a resistance powdery mildew near-isogenic line(Jing411♀/6A/6V♂//Jing4117) was cultured through wheat-H. villosum chromosome substitution line 6A/6V, the donor of Pm21 crossed with wheat cultiver Jing411, then back-cross with Jing411 seven times and selfed. The genetical analysis showed that Pm21 was a dominant inheritance and NIL was resistant to powdery mildew pathogen.

Key words: near-isogenic line;wheat-H. villosum chromosome substitution line；powdery mildew

6A/6V小麥-簇毛麥染色體代換系是我國學(xué)者劉大鈞、陳佩度利用栽培小麥與簇毛麥雜交，簇毛麥6V染色體導(dǎo)入栽培小麥后，從后代中選育出的小麥-簇毛麥染色體代換系[1]。研究證明，6V染色體上存在一個抗白粉病最強、抗譜最廣的Pm21基因[2-6]， 對6V基因資源的研究與利用，對防治小麥白粉病有重要意義。本研究中，我們利用具有Pm21基因的6A/6V為抗源，以對白粉病敏感的小麥優(yōu)良品種京411為輪回親本，通過雜交、回交和白粉菌脅迫等方法，配制具有簇毛麥6V染色體的小麥抗白粉病近等基因系京411♀/6A/6V♂//京4117，并對近等基因系和輪回親本抗白粉病特性作了比較分析，以期使帶有6V的近等基因系在小麥抗白粉病育種方面發(fā)揮積極作用。

1材料和方法

1.1試驗材料

小麥（T. aestivum）-簇毛麥（H.villosa）染色體代換系（6A/6V）、栽培小麥（T. aestivum）京411，白粉菌15號生理小種（powdery mildew NO.15 isolate）。上述材料分別由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院植物保護研究所惠贈。

1.2近等基因系京411♀/6A/6V♂//京4117的培育和白粉病抗性鑒定

1.2.1Pm21 抗感白粉病特性的遺傳分析以京411為母本，與6A/6V雜交，獲F1后，自交得F2分離群體，以華北地區(qū)流行的優(yōu)勢白粉菌生理小種15號，對F1和F2分離群體進行白粉病分離抗性鑒定，分析Pm21的遺傳特性。

1.2.2抗白粉病近等基因系的培育以京411為母本，與6A/6V雜交，獲F1，再以京411為父本連續(xù)回交7代，自交1代后配制成近等基因系京411♀/6A/6V♂//京4117。每一雜交、回交世代用白粉菌人工感染，鑒別近等基因系對白粉菌的抗性，具體做法為，在溫室和田間條件下，當(dāng)小麥第一片葉子完全展開后進行人工接種，15 d后進行抗性鑒定。幼苗對白粉病的反應(yīng)根據(jù)Liu[7]和Wolfe[8]的方法制定，反應(yīng)等級為0、0；、1/2和3/4共4個等級，其中0表示免疫，0；表示過敏性壞死反應(yīng)，1/2表示抗病，3/4表示感病。

2結(jié)果與分析

2.1位于簇毛麥6V染色體中的Pm21抗病遺傳特性

6V中由于含有Pm21，對15號生理小種呈免疫，小麥優(yōu)良品種京411對白粉菌高度敏感，6A/6V與京411雜交F1表現(xiàn)為抗病，而F1自交得到的417個單株中，309株為抗病，108株為感病，抗∶感分離比符合孟德爾3∶1分離定律（X23:1=0.037，P>0.05），表明位于6V中的Pm21為顯性基因，呈單基因遺傳。

2.2近等基因系京411♀/6A/6V♂//京4117的培育與抗白粉病特性鑒定

近等基因系是以京411為母本，以6A/6V為父本雜交后，再與京411回交7代，自交后在白粉菌脅迫下選擇得到的，其外形與輪回親本京411已十分接近，但對白粉菌表現(xiàn)出很強的抗性。圖1是在溫室中，用華北地區(qū)流行的白粉菌15號優(yōu)勢小種接菌2周，對近等基因系和京411染菌調(diào)查結(jié)果。從圖中可以看出，近等基因系（A）葉片上沒有明顯的孢子堆，而輪回親本京411（B）幾乎所有葉片上長滿孢子堆，預(yù)示6A/6V中的抗白粉病基因已經(jīng)轉(zhuǎn)移到近等基因系中，并使近等基因系的抗病遺傳特性發(fā)生了改變。

表1是對近等基因系及其雙親染菌試驗調(diào)查結(jié)果，6A/6V對白粉菌表現(xiàn)為免疫，等級為0，近等基因系葉片上雖有孢子，但沒有觀察到孢子的有效侵染，且在用苯胺藍[7]對小麥葉片進行染色時，發(fā)現(xiàn)部分細胞表現(xiàn)出過敏性壞死（圖2），抗病等級為0；。

3討論

小麥-簇毛麥染色體代換系（6A/6V）帶有簇毛麥6V染色體，細胞遺傳學(xué)研究表明，小麥白粉病抗性基因Pm21位于簇毛麥6V染色體短臂上[2]， 抗白粉病遺傳與育種實踐表明，在已發(fā)現(xiàn)的所有抗白粉病基因中，來自于簇毛麥Pm21基因抗性最強、抗譜最廣，它能抗中國所有的白粉菌菌系或生理小種，并且對120個歐洲小種也具有抗性，因此，把Pm21基因用于小麥抗白粉病育種意義重大。

近等基因系（near-isogenic line, NIL）是指遺傳背景相近，目標(biāo)基因不同的一組品系[9]，它可以用于目標(biāo)基因遺傳特性分析和抗病育種實踐，因此是遺傳學(xué)研究和育種實踐的珍貴材料。在小麥中研究者們培育了包括抗病基因在內(nèi)的許多具目標(biāo)性狀的近等基因系，并應(yīng)用于各自的相關(guān)領(lǐng)域中。本研究中，我們利用6A/6V為抗白粉病供體基因，以生產(chǎn)上栽培的優(yōu)良品種京411為輪回親本，經(jīng)過連續(xù)7年的雜交、回交以及白粉菌的脅迫試驗，成功的培育了具有強抗白粉病遺傳特性和兼具京411優(yōu)良農(nóng)藝性狀的近等基因系，從我們對該近等基因系分子標(biāo)記檢測結(jié)果表明，Pm21基因已轉(zhuǎn)到近等基因系中[10-11]。對6A/6V中強抗白粉病特性的研究對于改善目前小麥白粉病抗源缺乏、原有白粉病抗性基因抗性減弱、喪失和白粉菌生理小種不斷出現(xiàn)的被動局面有積極作用，而含有簇毛麥6V染色體近等基因系的培育，對于小麥抗白粉病輔助選擇育種也是很有幫助的。

參考文獻：

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