江蘇省淮南地區(qū)主要小麥品種產(chǎn)量結(jié)構(gòu)及Fhb1基因研究

李明星　滕志英　解小林　王祝彩　張曉慧　陳春

摘要 通過對江蘇省淮南地區(qū)近年來審定的36個(gè)小麥品種進(jìn)行試驗(yàn)示范，檢測各品種是否攜帶Fhb1基因，旨在為優(yōu)良品種推廣及抗赤霉病基因Fhb1利用提供重要參考。結(jié)果表明，華麥12、華麥11、揚(yáng)麥36、華麥8號、華麥13、寧麥資518、揚(yáng)輻麥15等品種產(chǎn)量高，10個(gè)品種攜帶Fhb1基因，其中華麥8號和寧麥資518產(chǎn)量高、生育期短且攜帶Fhb1基因。

關(guān)鍵詞 小麥；試驗(yàn)示范；赤霉??；Fhb1

中圖分類號 S 512.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2023）15-0025-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.15.007

Yield Structure and Fhb1 Resistance Gene of Main Wheat Varieties in Huainan Area of Jiangsu Province

LI Ming-xing，TENG Zhi-ying，XIE Xiao-lin et al

（Breeding Research Institute，Jiangsu Dahua Seed Enterprise Co.，Ltd.，Huaian，Jiangsu 223216）

Abstract A total of 36 wheat varieties were used for demonstrated experiment? in Huainan Area of Jiangsu Province in recent years.Whether the varieties carried Fhb1 gene was tested，so as to provide important references for the promotion of excellent varieties and the utilization of Fhb1 gene for resistance to fusarium head blight.Results showed that Huamai 12，Huamai 11，Yangmai 36，Huamai 8，Huamai 13，Ningmaizi 518，Yangfumai 15 and other varieties had high yields，and 10 varieties carried the Fhb1 gene.Among them，Huamai 8，Ningmaizi 518 had high yield，short growth period and carried Fhb1 gene.

Key words Wheat;Experiment demonstration;Fusarium head blight;Fhb1

小麥（Triticum spp.L.）是世界上最重要的大田作物之一，是世界上很大一部分人口的主食。江蘇省淮南地區(qū)屬于長江中下游平原冬麥區(qū)，主要種植春性小麥品種，在江蘇省糧食生產(chǎn)中扮演重要作用。高產(chǎn)、多抗的小麥品種便于在大田生產(chǎn)種植；小麥生產(chǎn)受到多種制約因素的影響，赤霉病是小麥生產(chǎn)的主要生物制約因素之一。小麥赤霉?。╢usarium head blight，F(xiàn)HB）是由禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum）等多種鐮刀菌引起的一種全球性真菌病害，是造成我國小麥減產(chǎn)的罪魁禍?zhǔn)祝?］。赤霉病不僅會造成籽粒萎縮，甚至成種失敗，還會通過感染霉菌毒素使糧食品質(zhì)惡化。脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON）是由禾谷鐮刀菌產(chǎn)生的霉菌毒素，同時(shí)也是一種致病因子，在非常低的濃度下對動物具有高度毒性，會導(dǎo)致惡心、嘔吐、腹瀉、腹痛、頭痛、頭暈、發(fā)燒等癥狀，如果接觸足夠多，可引起癌變，甚至?xí)?dǎo)致死亡［2］。在小麥的21條染色體上都發(fā)現(xiàn)了涉及赤霉病抗性的QTL，其中2個(gè)最強(qiáng)和最有效的是Fhb1和Qfhs.ifa-5A，均來源于“蘇麥3號”［3］。Fhb1是小麥和其他小粒糧食作物中對赤霉病具有強(qiáng)II型抗性的主要效應(yīng)QTL［4］。鑒于此，筆者通過對江蘇省淮南地區(qū)近年來審定的36個(gè)小麥品種進(jìn)行試驗(yàn)示范，檢測各品種是否攜帶Fhb1基因，旨在為優(yōu)良品種推廣及抗赤霉病基因Fhb1利用提供重要參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)在白馬湖農(nóng)場農(nóng)科所（119.1°E，33.2°N）進(jìn)行，各品種種植0.067 hm2，海拔7 m，蘇北灌溉總渠旁；交通便利，地勢平坦，排灌方便；田塊為黏壤土，地力中等，土壤肥力均勻，前茬作物為水稻。

1.2 供試材料

江蘇省淮南地區(qū)近年來審定的主要品種包括寧麥29、蘇麥0588、蘇麥288、隆麥39、揚(yáng)輻麥10號、泰麥902、泰麥901、金豐麥1號、揚(yáng)麥31、揚(yáng)麥37、揚(yáng)麥36、寧麥33、明麥133、揚(yáng)麥33、明麥13、揚(yáng)麥34、鎮(zhèn)麥13、瑞華麥596、農(nóng)麥99、農(nóng)麥156、華麥8號、蘇研麥017、揚(yáng)輻麥15、寧麥資518、寧麥資166、華麥11號、華麥12號、江豐麥1號、寧麥資218、揚(yáng)江麥586、揚(yáng)輻麥9號、鹽麥1號、鎮(zhèn)麥18、中墾麥212、中墾麥616、華麥13號，抗赤霉病基因研究對照品種蘇麥3號、揚(yáng)麥158。

1.3 試驗(yàn)方法

播種前根據(jù)千粒重、發(fā)芽率等計(jì)算播量，11月3日用播種機(jī)等行條播，行距25 cm，10月29日機(jī)械普施復(fù)合肥600 kg/hm2，12月8日無人機(jī)施尿素150 kg/hm2，3月15日無人機(jī)施尿素225 kg/hm2，一生施純氮26.5 kg/hm2。其他田間管理同本地區(qū)大田生產(chǎn)。

1.4 性狀調(diào)查記載測定

小麥生長的全生育期內(nèi)調(diào)查記載生育期、莖蘗動態(tài)、穗數(shù)、穗粒數(shù)等主要農(nóng)藝性狀；全區(qū)收獲后及時(shí)晾曬風(fēng)干，測量產(chǎn)量、千粒重等。

1.5 抗赤霉病基因Fhb1檢測

1.5.1 小麥基因組DNA提取。

當(dāng)小麥生長到分蘗拔節(jié)期時(shí)，取小麥的幼嫩葉片，放入-20 ℃儲藏備用，用CTAB法提取小麥基因組DNA［5］。

1.5.2 赤霉病基因Fhb1擴(kuò)增及標(biāo)記檢測。

用與Fhb1基因連鎖的標(biāo)記引物His3B-4［6］進(jìn)行赤霉病抗性檢測。引物由上海生物工程技術(shù)公司合成。反應(yīng)體系如表1所示，2×PCR Mix 包含0.1 U/μL Taq酶、500 μ mol/L dNTPs、20 mmol/L Tri-HCl、10 mmol/L KCl、3 mmol/L MgCl2。

PCR擴(kuò)增程序：95 ℃ 預(yù)變性5 min；95 ℃ 變性5 s，58 ℃ 退火30 s，72 ℃ 延伸90 s，共35個(gè)循環(huán)，再72 ℃聚合延伸10 min，12 ℃保存。PCR反應(yīng)結(jié)束后，得到擴(kuò)增產(chǎn)物。擴(kuò)增產(chǎn)物加入1.5%的瓊脂糖凝膠電泳中檢測，電泳完畢后放入EB中染色，然后用紫外凝膠成像儀拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種生育期及莖蘗動態(tài)比較

由表2可知，不同品種拔節(jié)期在3月6—11日，抽穗期在4月12—21日，成熟期在5月30日—6月3日，全生育期在208～212 d?；久缭?55.00萬～269.85萬/hm2，高峰苗在1 135.95萬～1 528.05萬/hm2。

2.2 不同品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素比較 由表3可知，不同品種有效穗在453.00萬～612.00萬穗/hm2，其中揚(yáng)輻麥15最少，華麥12號最多；穗粒數(shù)在33.05～45.70粒/穗，其中蘇麥0588最少，揚(yáng)麥33最多；千粒重在39.2～53.3 g，其中揚(yáng)輻麥9號最低，瑞華596最高；產(chǎn)量在6 539.85～10 002.60 kg/hm2，其中揚(yáng)輻麥9號最低，華麥12號最高。

2.3 抗赤霉病基因Fhb1分子檢測

利用His3B-4標(biāo)記引物對各品種的Fhb1基因進(jìn)行檢測，如圖1所示，檢測出攜帶純合Fhb1基因品種有華麥8號、揚(yáng)麥33、鎮(zhèn)麥13、泰麥901、蘇麥0588、寧麥33、揚(yáng)輻麥9號；攜帶雜合Fhb1基因品種有寧麥資166、泰麥902、揚(yáng)麥28、寧麥資518；其他品種不含F(xiàn)hb1基因。

3 結(jié)論與討論

小麥作為我國重要的口糧作物，選育高產(chǎn)、多抗的優(yōu)質(zhì)品種，保障國家糧食安全具有重要作用［7］，近年來江蘇省淮南地區(qū)赤霉病發(fā)病趨勢逐年過大，嚴(yán)重威脅小麥的產(chǎn)量品質(zhì)等特性?，F(xiàn)階段赤霉病防治主要運(yùn)用化學(xué)防治、農(nóng)業(yè)防治和生物防治等方法。長年使用化學(xué)防治會使赤霉病菌產(chǎn)生抗性，且已發(fā)現(xiàn)病原菌對戊唑醇和苯丙咪唑類殺菌劑產(chǎn)生抗性［8］。農(nóng)業(yè)防治主要是通過栽培措施和品種遺傳改良來降低赤霉病為害程度，通過輪作、滅茬和排水減濕等栽培措施防治赤霉病效果十分有限［9］。由于赤霉病抗性是數(shù)量遺傳，受環(huán)境的影響較大，抗性機(jī)理復(fù)雜，通過品種雜交改良的方法培育高抗品種目前難度極大［10］。改善小麥赤霉病遺傳抗病性是培育抗赤霉病品種不可或缺的一部分。該研究通過對江蘇省淮南地區(qū)近年來審定的主要小麥品種在2021—2022年進(jìn)行大面積示范展示，篩選出華麥12號、華麥11號、揚(yáng)麥36、華麥8號、華麥13號、寧麥資518、揚(yáng)輻麥15產(chǎn)量超9 150.00 kg/hm2，同時(shí)通過分子標(biāo)記檢測到攜帶赤霉病抗性基因Fhb1的品種10個(gè)，其中華麥8號和寧麥資518產(chǎn)量高、生育期短且攜帶Fhb1基因，為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種大面積生產(chǎn)推廣及Fhb1基因利用提供重要依據(jù)。

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基金項(xiàng)目 江蘇省農(nóng)墾農(nóng)業(yè)發(fā)展股份有限公司農(nóng)業(yè)科技項(xiàng)目（NK202101）。

作者簡介 李明星（1992—），男，江蘇淮安人，助理農(nóng)藝師，碩士，從事稻麥育種及農(nóng)作物栽培研究。

收稿日期 2022-08-11