小麥株高與赤霉病抗性間的相關(guān)性研究

摘要：為了研究小麥株高與赤霉病抗性等表型的相關(guān)性，以蘭天33號(hào)為對(duì)照，在自然發(fā)病條件下，選用甘肅省隴南片區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)試驗(yàn)中的16個(gè)小麥品種（系），研究了供試小麥抗赤霉病性與株高間的相關(guān)性。結(jié)果表明，株高對(duì)赤霉病的抗性影響較大，植株較高材料抗性相對(duì)較強(qiáng)，蘭天48號(hào)盡管株高較低，但抗病性也較強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：小麥赤霉病；株高；抗性；相關(guān)性

中圖分類(lèi)號(hào)：S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2097-2172（2024）06-585-04

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.06.019

Study on the Correlation between Wheat Plant Height and

Fusarium Head Blight Resistance

LI Li 1， YUAN Xiaoping 1， HA Shengli 2， CAO Shiqin 3， YANG xiaohui 1， LIU Aihong 1，

LIANG Qiong 1， SHI Pengmin 1， WANG Wanjun 4， LI Ling 5

（1. Huixian Agricultural Technology Extension Centre， Huixian Gansu 742300， China; 2. Institute of Plant Protection，

Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 3. Huixian Seed Administrate Station， Huixian

Gansu 742300， China; 4. Gangu Green Agricultural Centre， Tianshui Academy of Agricultural Sciences， Gangu Gansu

741200， China; 5. Lanzhou Agricultural Research & Technology Promotion Centre， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： In order to study the correlation between plant height and Fusarium head blight（FHB） of wheat， the correlation between FHB and plant height of 16 wheat varieties（lines） in the Longnan regional experiment and production experiment of Gansu Province was studied under natural disease conditions with Lantian 33 as control. The results showed that the plant height had a great influence on the FHB resistance. The higher the plant was， the stronger the resistance was. Although the plant height of Lantian 48 was lower， the resistance was also stronger.

Key words： FHB; Plant height; Resistance; Correlation

小麥赤霉病（Fusarium head blight，F(xiàn)HB）是由以禾谷鐮孢菌（Fusarium graminearum Schw）為主的多種鐮刀菌引起的發(fā)生于小麥穗部的重要病害［1 - 3 ］。近年來(lái)，隨著秸稈還田面積的不斷擴(kuò)大，及揚(yáng)花期遇雨日概率的增加，小麥赤霉病在隴南徽成盆地的發(fā)生程度呈逐年加重趨勢(shì)［4 ］。長(zhǎng)期以來(lái)，小麥育種家們主要以田間農(nóng)藝性狀鑒別進(jìn)行抗赤霉病的選擇［5 - 6 ］。研究發(fā)現(xiàn)，小麥的表型性狀如花序結(jié)構(gòu)、芒長(zhǎng)、小穗密度、株高、揚(yáng)花期、抽穗期、旗葉長(zhǎng)度、分蘗數(shù)等對(duì)赤霉病的發(fā)生與發(fā)展均有不同程度的影響［7 - 9 ］。特別是株高，具有使小麥逃避病原菌感染或在自然條件下影響對(duì)病原菌接種反應(yīng)的特點(diǎn)［10 - 11 ］。我們于2022年在徽縣銀杏樹(shù)鄉(xiāng)慶壽村對(duì)參加甘肅省隴南片川區(qū)組區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)的16個(gè)供試材料及對(duì)照品種進(jìn)行了小麥株高與田間赤霉病發(fā)病關(guān)系間的初步研究，旨在將株高作為一項(xiàng)初步篩選抗赤霉病小麥品種的指標(biāo)，為隴南地帶的小麥抗赤霉病育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為11個(gè)甘肅省隴南片山地組區(qū)域試驗(yàn)品種（蘭天54號(hào)、天選81號(hào)、武都25號(hào)、蘭天59號(hào)、蘭天60、武都27號(hào)、天選83號(hào)、天選85號(hào)、中梁52號(hào)、隴鑒9834、隴鑒9835等）和5個(gè)生產(chǎn)試驗(yàn)參試品種（蘭天47號(hào)、武都24號(hào)、天選79號(hào)、隴鑒9826、蘭天48號(hào)），以蘭天33號(hào)為對(duì)照，均由省內(nèi)相關(guān)育種單位和甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年10月下旬在徽縣銀杏樹(shù)鄉(xiāng)慶壽村進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬為玉米。區(qū)域試驗(yàn)每品種播種6.67 m2，3次重復(fù)。生產(chǎn)試驗(yàn)每品種播種150 m2，2次重復(fù)。在灌漿后期的5月30日分別調(diào)查供試品種的田間赤霉病發(fā)病情況。每小區(qū)大五點(diǎn)取樣，每點(diǎn)30株，分別調(diào)查記載單穗嚴(yán)重度，同時(shí)調(diào)查株高。田間管理同當(dāng)?shù)卮筇铩?/p>

赤霉病田間分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0 級(jí)，全穗無(wú)病；1級(jí)，病小穗占全穗25%以下；3級(jí)，病小穗占全穗26%～50%；5級(jí)，病小穗占全穗51%～75%；7級(jí)，病小穗占全穗75%以上［12 ］。

病穗率=（病穗數(shù)/調(diào)查總穗數(shù)）×100%

病情指數(shù)=［Σ（各級(jí)病穗數(shù)×相應(yīng)病級(jí)）/（調(diào)查總穗數(shù)×7）］× 100%［12 ］。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種的株高、病穗率及病情指數(shù)

從表1可知，供試品種的株高以隴鑒9835最高，為115 cm；其次是隴鑒9826，為95 cm；隴鑒9834排第3，為93 cm；中梁52號(hào)排第4，為91cm；其余品種為63～86 cm。病穗率以武都24號(hào)最低，為4.4%；其次是隴鑒9826、隴鑒9835，均為5.4%；隴鑒9834、蘭天48號(hào)排第3，均為6.7%；天選79號(hào)排第4，為9.1%；其余品種為10.0%～33.3%。病情指數(shù)以隴鑒9835和蘭天48號(hào)最低，均為4.8；其次是武都25號(hào)和隴鑒9826，均為12.9；武都24號(hào)排第3，為13.1；隴鑒9834排第4，為13.3；其余品種為15.1～30.3。

從圖1可知，赤霉病病穗率低的材料株高相對(duì)偏高，如隴鑒9835，株高115 cm，病穗率5.4%，病情指數(shù)4.8；赤霉病病穗率高的材料株高相對(duì)偏低，如蘭天59號(hào)，株高68 cm，病穗率33.3%，病情指數(shù)27.2。綜上可知，隨著株高的升高，赤霉病病穗率呈逐步下降的趨勢(shì)。

2.2 不同類(lèi)型株高與平均病穗率間相關(guān)性

為便于統(tǒng)計(jì)，根據(jù)供試品種的株高不同，按間距10 cm劃分為5種類(lèi)型：株高在70 cm以下為類(lèi)型1，71～80 cm為類(lèi)型2，81～90 cm為類(lèi)型3，91～100 cm為類(lèi)型4，101 cm以上為類(lèi)型5。從圖2可以看出，平均病穗率以類(lèi)型1最高，為21.1%；其次是類(lèi)型2，為17.4%；類(lèi)型4和類(lèi)型5的平均病穗率較低，分別為7.4%和5.4%。類(lèi)型1和類(lèi)型2顯著高于類(lèi)型4和類(lèi)型5，二者間差異顯著（P ＜ 0.01）。表明株高與品種赤霉病抗性間有一定的相關(guān)性。

3 小結(jié)與討論

小麥對(duì)赤霉病的抗性分為5種類(lèi)型，即抗侵染（Type I），反映小麥抵御病原菌初侵染的能力，用自然發(fā)病或人工噴霧接種條件下病穗率表示；抗擴(kuò)展（Type II），反映小麥抵御病原菌菌絲沿著穗軸延伸的能力，用人工單花滴注接種下小穗發(fā)病率表示；籽?？垢腥荆═ype III），用感病籽粒的比例進(jìn)行評(píng)估；耐病性（Type Ⅳ），用發(fā)病程度一定的情況下小麥產(chǎn)量維持能力進(jìn)行評(píng)價(jià)；抗毒素積累（Type V），用小麥籽粒的毒素含量進(jìn)行評(píng)估。該抗性又可分為毒素化學(xué)修飾（Class I）和阻止毒素合成（Class II）2種類(lèi)型［12 - 13 ］。目前已經(jīng)正式命名的抗赤霉病基因有Fhb1～Fhb7共7個(gè)，其中Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5來(lái)源于普通小麥，F(xiàn)hb3、Fhb6、Fhb7來(lái)源于小麥遠(yuǎn)緣種質(zhì)［14 ］。從抗性類(lèi)型來(lái)說(shuō)，F(xiàn)hb1、Fhb2、Fhb3、Fhb6、Fhb7屬于抗擴(kuò)展類(lèi)型，F(xiàn)hb4、Fhb5屬于抗侵染類(lèi)型。其中位于3BS染色體上的Fhb1 基因是公認(rèn)的用于赤霉病改良的優(yōu)異基因，貢獻(xiàn)率達(dá)20%～30%。目前分子標(biāo)記輔助選擇小麥抗赤霉病育種中得到了廣泛應(yīng)用［15 - 16 ］。小麥對(duì)赤霉病抗性是典型的數(shù)量遺傳性狀（QTL），受主效基因和微效基因共同控制，以加性效應(yīng)為主［17 - 19 ］，其與表型性狀的相關(guān)性因材料、方法及環(huán)境的不同而異。在育種中聚合多個(gè)抗性基因，可以較快獲得攜有目標(biāo)基因的育種材料，在綜合性狀較好的前提下，進(jìn)行抗病基因的分子檢測(cè)和聚合育種，篩選含有Fhb1等優(yōu)異抗性基因或QTL，才有望選出赤霉病抗性好的材料。

前人研究發(fā)現(xiàn)，小麥的株高具有使其逃避病原菌侵染的機(jī)能［8 ］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，植株較高材料病小穗率較低，抗性相對(duì)較強(qiáng)，株高與赤霉病病穗率呈負(fù)相關(guān)，這與其他學(xué)者的結(jié)論基本一致［6 - 11 ］。Gervais 等［20 ］檢測(cè)出3個(gè)赤霉病抗性主效QTL與植株高度QTL具有正效應(yīng)，這也與本試驗(yàn)結(jié)果基本一致。植株越矮，穗部接受禾谷鐮孢菌飛散的子囊孢子和分生孢子的數(shù)量就越多，在同等條件下更易發(fā)病，即抗病性越低。但對(duì)部分品種，盡管株高較低，但抗病性較強(qiáng)。如蘭天48號(hào)，株高72 cm，病穗率僅6.7%，對(duì)部分品種來(lái)說(shuō)，株高與赤霉病抗性間并無(wú)直接聯(lián)系，這也與陸維忠等［2 ］、Hilton等［21 ］認(rèn)為株高與赤霉病抗性不存在直接聯(lián)系，矮稈品種也可能具備很強(qiáng)的抗性的結(jié)論相一致。房坤寶等［22 ］研究發(fā)現(xiàn)，早抽穗高產(chǎn)避病型品種可以減輕甚至避免大田赤霉病的危害，是確保小麥穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)行之有效的途徑之一。因此，進(jìn)一步開(kāi)展早熟類(lèi)型品種的鑒定和篩選，將會(huì)對(duì)有效控制隴南徽成盆地小麥赤霉病的發(fā)生流行起到積極作用。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 金 艷，劉付鎖，朱統(tǒng)泉，等. 河南省小麥赤霉病的發(fā)生情況分析與防治對(duì)策［J］. 河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，44（6）：1-4.

［2］ 陸維忠，程順和，王裕中. 小麥赤霉病研究［M］. 北京：科學(xué)出版社，2001.

［3］ 袁小平，李 力，楊曉輝，等. 30%丙硫菌唑懸浮劑對(duì)小麥赤霉病的田間防效［J］. 寒旱農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，

2（7）：665-668.

［4］ 曹世勤，楊曉輝，袁小平，等. 甘肅隴南徽成盆地小麥赤霉病發(fā)生與防控策略［J］. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2021（11）：73-78.

［5］ 陸成彬，張伯橋，范金平，等. 2個(gè)重組自交系群體的小麥赤霉病抗性與表型性狀相關(guān)性［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（12）：99-101.

［6］ 陸成彬，范金平，印 娟，等. 小麥主要農(nóng)藝性狀對(duì)赤霉病抗性的影響［J］. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（3）：1091-1092；1095.

［7］ 姚金保，葛永福，周朝飛，等. 小麥赤霉病抗性與若干農(nóng)藝性狀的相關(guān)性研究［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995（6）： 1-16.

［8］ 陳士強(qiáng)，陳秀蘭，張 容，等. 小麥赤霉病抗性與株高的相關(guān)性研究［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（12）：144-147.

［9］ 劉 眾，鄭 琪，李 杰，等. 隴東旱塬區(qū)小麥主要農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)分析［J］. 寒旱農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，

2（7）：615-620.

［10］ MAO S L， WEI Y M， CAO W， et al. Confirmation of the relationship between plant height and Fusarium head blight resistance in wheat（Triticum aestivum L.）by QTL meta-analysis［J］. Euphytica， 2010（174）： 343-356.

［11］ 陳士強(qiáng)，張 容，王建華，等. 小麥赤霉病抗性與株高及穗部性狀的相關(guān)性研究［J］. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2020，32（6）：23-29.

［12］ BUSHUNELL W R， PERLKINS-VEAZIE P， RUSSO V M， et al. Effects of deoxynivalenol on content of chloroplast pigments in barley leaf tissues［J］. Plant Pathology， 2010， 100（1）： 33-41.

［13］ 徐雍皋，內(nèi)藤秀樹(shù). 小麥赤霉病菌的侵染過(guò)程 ［J］. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1989（3）：34-40.

［14］ 廖 森，方正武，胡文靜，等. 59份江蘇小麥品種（系）的抗赤霉病評(píng)價(jià)與農(nóng)藝性狀分析［J］. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào)，2022，42（3）：297-305.

［15］ 周淼平，姚金保，張平平，等. 黃淮麥區(qū)小麥抗赤霉病新種質(zhì)的創(chuàng)制和篩選［J］. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào)，2018，

38（3）：268-275.

［16］ 徐婷婷，王永軍，狄佳春，等. 小麥抗赤霉病鑒定及其抗病基因的檢測(cè)［J］. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào)，2019，39（1）：1301-1308.

［17］ SOMERS D J， FEDAK G， SAVARD M. Molecular mapping of novel genes controlling Fusarium head blight resistanceand deoxynivalenol accumulation in spring wheat ［J］. Genome， 2003， 46（4）： 555-562.

［18］ SOMERS D J， FEDAK G， JOHN C， et al. Mapping of FHB resistance QTLs in tetraploid wheat［J］. Genome， 2006， 49（12）： 1586-1593.

［19］ SU Z， JIN S， ZHANG D， et al. Development and validation of diagnostic markers for Fhb1 region， a major QTL for Fusarium head blight resistance in wheat［J］. Theoretical and Applied Genetics， 2018， 131（11）： 2371-2380.

［20］ GERVAIS L， DEDRYVER F， MORLAIS J Y， et al. Mapping of quantitative trait loci for field resistance to Fusarium headblight in a European winter wheat［J］. Theoretical and Applied Genetics， 2003， 106（6）： 961-970.

［21］ HILTON A J， JENKINSON P， HOLLINS T W， et al. Relationship between cultivar height andseverity of Fusarium headblight in wheat［J］. Plant Pathology， 1999， 48（2）： 202-208.

［22］ 房坤寶，羅 明，張永平，等. 黃淮麥區(qū)小麥抗赤霉病種質(zhì)創(chuàng)制和避病品種選育［J］. 麥類(lèi)作物學(xué)報(bào)，2023，43（9）：1142-1148.