鄂麥３５２穗發(fā)芽抗性機(jī)制及抗穗發(fā)芽親本價(jià)值分析

董靜 許甫超 秦丹丹 徐晴 葛雙桃 李梅芳

摘要：通過4年穗發(fā)芽鑒定，從260份小麥（Triticum aestivum L.）種質(zhì)中篩選出高抗穗發(fā)芽品種鄂麥352，同時(shí)結(jié)合子粒發(fā)芽、子粒+芒、子粒+穗軸、子粒+穎殼4種處理，發(fā)現(xiàn)其高抗穗發(fā)芽不僅與其較強(qiáng)的子粒休眠性有關(guān)，還與芒、穗軸和穎殼有關(guān)。利用其作為穗發(fā)芽抗性親本配制2個(gè)雜交組合，分析表明容易選出抗穗發(fā)芽后代，具有較高的育種價(jià)值。

關(guān)鍵詞：小麥（Triticum aestivum L.）;鄂麥352;穗發(fā)芽;抗性機(jī)制;價(jià)值

中圖分類號(hào)：S512.1? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2018）22-0022-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.22.007? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： The pre-harvest sprouting resistance （PHS） of 260 wheat （Triticum aestivum L.） germplasm was assessed and Emai 352 was identified with high resistance by 4 years intact spike germination in room. Through the germination test of seed，seed+awn，seed+spike stalk，seed+glumes，it showed that long dormant period，awn，spike stalk and glumes were involved in controlling PHS in Emai 352. Comparison of the PHS of two crossed progeny from Emai 352，the result indicated that it was easy for selecting lines with high PHS and Emai 352 was a good parent for PHS breeding.

Key words： wheat（Triticum aestivum L.）; Emai 352; pre-harvesting sprouting; mechanism of resistance; value

小麥（Triticum aestivum L.）穗發(fā)芽（Pre-harvest sprouting，PHS）是指小麥在收獲前遇到陰雨或在潮濕環(huán)境下的穗上發(fā)芽。小麥穗發(fā)芽不僅降低產(chǎn)量，而且嚴(yán)重劣化加工品質(zhì)及種用價(jià)值。長江中下游冬麥區(qū)是中國穗發(fā)芽重災(zāi)區(qū)之一[1]。2018年湖北、安徽和江蘇等省小麥再次發(fā)生大面積穗發(fā)芽，災(zāi)情嚴(yán)重，加快抗穗發(fā)芽品種的選育已經(jīng)刻不容緩。但是，自鄭麥9023引入湖北省以來，多年來湖北省小麥育種主要以產(chǎn)量超越鄭麥9023為目標(biāo)，對(duì)穗發(fā)芽抗性重視不夠，有關(guān)小麥品種穗發(fā)芽鑒定及育種研究報(bào)告較少[2-4]。本試驗(yàn)通過小麥穗發(fā)芽種質(zhì)篩選、鄂麥352穗發(fā)芽抗性機(jī)制及其作為抗性親本的價(jià)值分析，以期為湖北省小麥穗發(fā)芽育種提供參考。

1? 材料與方法

供試品種包括作者所在團(tuán)隊(duì)保存的260份小麥種質(zhì)以及配制的雜交組合鄭麥9023/鄂麥352、鄭麥9023/（鄭麥9023/鄂麥352）世代材料。所有材料種植在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所武昌南湖及鄂州試驗(yàn)基地。

穗發(fā)芽鑒定采用室內(nèi)整穗發(fā)芽法。取材及試驗(yàn)按參考文獻(xiàn)[3]進(jìn)行。子粒、子粒+芒、子粒+穗軸、子粒+穎殼發(fā)芽按參考文獻(xiàn)[5]進(jìn)行。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 整穗發(fā)芽鑒定

2012-2015年對(duì)260份小麥種質(zhì)進(jìn)行了穗發(fā)芽抗性鑒定，結(jié)果（圖1）表明，260份種質(zhì)4年間7 d穗發(fā)芽率平均為40.2%，各種質(zhì)平均值變幅為27.7%～52.3%。高感穗發(fā)芽對(duì)照品種鄭麥9023在4年間7 d穗發(fā)芽率平均為81.1%，變幅為68.4%～98.9%;鄂麥352平均為4.5%，變幅為0.8%～7.8%，波動(dòng)較小。可以看出，鄂麥352穗發(fā)芽抗性強(qiáng)，年度間較穩(wěn)定，是篩選出的少有的幾個(gè)目前在湖北省生產(chǎn)上大面積應(yīng)用的抗穗發(fā)芽品種之一。

2.2? 不同處理對(duì)發(fā)芽的影響

為了了解穗部性狀、休眠性對(duì)穗發(fā)芽抗性的影響，選取了高抗穗發(fā)芽品種永川白麥子（地方品種）、鄂麥352和品系40615、耐穗發(fā)芽品種鄂麥11和鄂麥18、高感穗發(fā)芽品種鄭麥9023共6份種質(zhì)進(jìn)行了3 d和7 d子粒、子粒+芒、子粒+穗軸、子粒+穎殼處理發(fā)芽試驗(yàn)。結(jié)果（表1）顯示，鄂麥352子粒3 d和7 d發(fā)芽率分別為1.5%、36.0%，較低，說明子粒有較強(qiáng)的休眠性，子粒+芒、子粒+穗軸、子粒+穎殼處理的3 d發(fā)芽率均較低，7 d發(fā)芽率分別為20.0%、20.5%、20.0%，明顯低于子粒發(fā)芽率，說明其高抗穗發(fā)芽不僅與其較強(qiáng)的子粒休眠性有關(guān)，還與芒、穗軸和穎殼或它們的分泌物有關(guān)。

40615的7 d子粒發(fā)芽率為45.0%，明顯高于鄂麥352，說明其休眠性弱于鄂麥352，為中等水平，子粒+穗軸、子粒+穎殼處理的7 d發(fā)芽率分別為14.5%、25.0%，說明其穗軸和穎殼或它們的分泌物對(duì)其穗發(fā)芽抗性有較大的貢獻(xiàn)。

耐穗發(fā)芽品種鄂麥11，3、7 d子粒發(fā)芽率分別為65.0%、94.0%，說明子粒休眠性較弱，但子粒+穗軸、子粒+穎殼的7 d發(fā)芽率分別比子粒發(fā)芽率降低了10.0、19.5個(gè)百分點(diǎn)，說明其穗發(fā)芽抗性與穗軸和穎殼或它們的分泌物有關(guān)，其中穎殼的作用較大。鄂麥18的3、7 d子粒發(fā)芽率分別為67.0%、93.0%，說明子粒休眠性較弱，但子粒+穗軸、子粒+穎殼處理的7 d發(fā)芽率分別比子粒降低了31.5、27.5個(gè)百分點(diǎn)，說明其穗發(fā)芽抗性與穗軸和穎殼或它們的分泌物有關(guān)，其中穎殼的作用較大。

永川白麥子為高抗穗發(fā)芽地方品種，3、7 d發(fā)芽率均較低，其抗性表現(xiàn)為子粒休眠性。鄭麥9023的3、7 d 4種處理的發(fā)芽率差異不大，表明子粒休眠性極弱，芒、穗軸、穎殼對(duì)其發(fā)芽率影響也較小。

總體看，穗部性狀、休眠性在不同品種中對(duì)穗發(fā)芽抗性貢獻(xiàn)不同，表現(xiàn)出品種特異性。鄂麥352子粒休眠抗性雖然達(dá)不到地方品種永川白麥子的水平，但明顯優(yōu)于鄂麥18等品種，在栽培品種中屬于比較優(yōu)良的材料。

2.3? 鄂麥352抗穗發(fā)芽親本價(jià)值分析

為了更好地利用鄂麥352穗發(fā)芽抗性，2013年對(duì)鄭麥9023/鄂麥352 F2單株進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)后代中出現(xiàn)較高比例的抗穗發(fā)芽單株，初步判斷鄂麥352是一個(gè)較好的抗性親本。2018年對(duì)鄭麥9023/鄂麥352 F6、鄭麥9023/（鄭麥9023/鄂麥352）BC1F4白粒后代進(jìn)行了穗發(fā)芽鑒定。結(jié)果表明，鄭麥9023/鄂麥352 F6的389個(gè)后代株系中抗性為高抗（HR）的占6.9%、抗（R）的占37.3%，合計(jì)達(dá)到44.2%，其中紅粒占41.1%，白粒占3.1%，證實(shí)鄂麥352能較好地將穗發(fā)芽抗性傳遞給后代，但由于鄂麥352是紅粒，單交后代群體白皮后代數(shù)量較少，因此要選擇白皮抗穗發(fā)芽后代需要擴(kuò)大群體。為此，將鄭麥9023/（鄭麥9023/鄂麥352）BC1F4白粒后代隨機(jī)抽取了292份，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)HR株系占4.4%、R株系占21.4%，合計(jì)達(dá)到25.8%。證實(shí)通過擴(kuò)大白皮后代群體，選擇白皮抗穗發(fā)芽后代的幾率增加。同時(shí)田間觀察，多數(shù)后代其他農(nóng)藝性狀較好，說明鄂麥352是一個(gè)優(yōu)良的抗穗發(fā)芽親本，在育種中應(yīng)該多加應(yīng)用。

3? 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)證實(shí)鄂麥352高抗穗發(fā)芽，但其抗性不全是來自子粒休眠性，其作為穗發(fā)芽抗性親本使用，改良效果較好。這與DePauw等[6]報(bào)道加拿大利用紅粒抗穗發(fā)芽種質(zhì)RL4137育成Columbus、AC Domain、Snowbird等抗穗發(fā)芽品種的研究結(jié)果一致。

作者在前期的研究中從鄂麥11等耐穗發(fā)芽品種的后代中也選擇出耐穗發(fā)芽的品系[3]，因此通過滾動(dòng)回交、矮敗小麥等聚合來自不同來源栽培品種的抗穗發(fā)芽基因，是抗穗發(fā)芽育種的一條重要途徑。

此外，地方品種永川白麥子等高抗穗發(fā)芽具有主效基因，但因不良農(nóng)藝性狀太多，在傳統(tǒng)育種實(shí)踐中沒有取得成功，如何采用分子育種手段，既快速導(dǎo)入抗穗發(fā)芽基因又能減少不良農(nóng)藝性狀的遺傳累贅是下一步關(guān)注的重點(diǎn)。

長江中下游麥區(qū)收獲期降雨壓力較其他麥區(qū)大，發(fā)掘更多的抗源，遺傳解析現(xiàn)有優(yōu)良抗（耐）品種的抗性機(jī)理和遺傳機(jī)制，對(duì)加快抗穗發(fā)芽育種具有重要的意義。

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