194份小麦品种（系）苗期茎基腐病抗性鉴定与快速鉴定方法建立
作者单位：河南农业大学
学位级别：硕士
导师姓名：李巧云
授予年度：2024年
学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治]
摘 要：小麦茎基腐病(Fusarium crown rot,FCR)是小麦生产上一种危害严重的土传病害,在世界主要小麦种植区普遍发生。目前,小麦茎基腐病主要依靠化学药剂防治,但防病效果不理想,且易造成环境污染、增加生产成本。种植抗病品种是防治小麦茎基腐病的关键措施之一,也是控制该病害的一种安全有效、绿色环保的手段,然而,目前生产上种植的小麦品种普遍感茎基腐病。受优异抗病种质资源缺乏、鉴定方法繁琐等因素的影响,抗茎基腐病小麦新品种培育难以在短期内取得较大进展。 本研究用黄淮麦区优势病原菌假禾谷镰刀菌(Fusarium pseudograminearum)菌株WZ-8A为致病菌,对194个小麦品种(系)进行苗期茎基腐病抗性鉴定与抗病位点检测,进而以挑选的典型抗、感品种(系)为材料,对孢子液浓度、培养时间、喷水频率等影响茎基腐病发展的因素进行优化,建立了一种水培小麦幼苗、喷洒孢子液接种的茎基腐病苗期抗性快速鉴定方法。主要研究结果如下: (1)194份小麦品种(系)的抗性鉴定:用茎基腐病抗性鉴定常用的自然培养基接种法对194个小麦品种(系)进行两年的接种鉴定,194份供试材料中,无免疫与高抗品系,存麦218、中育1123与YN903-18三个品系表现中抗,占供试材料的1.6%;囤麦257、存麦21、轮选131等中感品系34个,苏麦3号、矮抗58、中国春等高感品系157个,分别占供试材料的17.5%与80.9%。总的来看,抗病材料不足2.0%,可见抗病种质资源非常缺乏。 (2)194份小麦品种(系)的分子检测:以筛选的3个中抗品系(中育1123、YN903-18、存麦218)与有部分抗性的Sunco为抗病材料,以高感品系苏麦3号、矮抗58、中国春与YN931为感病材料,利用25个茎基腐病抗性QTL(Quantitative trait locus)的连锁标记与5个赤霉病抗性QTL连锁的分子标记,对挑选的8个抗、感品系进行分子检测,其中25个标记在不同材料间有多态性,但是可能与苗期FCR抗性连锁的只有2个,分别是茎基腐病抗性QTL Qcr-Xwmc397的连锁标记Xwmc397和赤霉病抗性基因Fhb7的特异性标记Xsdau K86。用Xwmc397与Xsdau K86对194品种(系)进行检测,在供试的194个品系中,标记Xwmc397的纯合抗病基因型的品系有142个,平均病情指数为41.5,显著低于52个纯合感病基因型品系的平均病情指数(47.8,P0.05);供试的194份小麦品系中,仅1份材料(存麦218)为Xsdau K86的抗病基因型,没有对其进行抗病效应分析。 (3)快速鉴定方法建立:以中抗品系存麦218与高感品种苏麦3号为材料,设置5个孢子液浓度梯度(5×10～4、1×10～5、5×10～5、1×10～6与5×10～6个/m L);3种喷水频率(2次/d、1次/d、1次/2 d)与3种培养时间(8 d、10 d与15 d)。茎基腐病的病情指数随着培养时间延长与孢子液浓度的增加而增加,在孢子液浓度为5×10～5与1×10～6个/m L、处理10 d时,抗、感品系间病情指数差异显著(P0.01),且抗性评价结果与土培鉴定方法的结果一致,以1×10～6个/m L时病情指数的差异较大;3种喷水频率以1次/2 d的病情指数稍高,但3种处理间病情指数差异不显著。在此基础上,本研究建立的快速鉴定方法如下:在培养皿中将麦苗培养至第一叶完全展开,用喷壶将1×10～6个/m L的孢子液均匀喷洒在幼苗茎基部(4 m L/皿),用透明塑料罩子罩上,每2 d往罩子中喷一次水(4 m L/罩子),培养皿每2 d加水一次(10 m L/皿),在11 h光/13 h暗交替、温度25℃/21℃、相对湿度60%-80%条件下培养后10 d调查。 (4)常用土培鉴定方法与快速鉴定方法结果的比较:用建立的快速鉴定方法对194个品种(系)进行抗性鉴定,三次试验中两种方法的病情指数相关性平均为0.728,显著正相关(P0.01),194个品种(系)中,两种方法的抗性评价结果一致的有177个,一致性为91.2%。该快速鉴定方法所用时间为15 d,为常用土培坚定方法的1/2,且占用空间较少,节省了大量的人力物力,适合于抗茎基腐病小麦新品种培育过程中大量材料的筛选。 本研究从194个小麦品系中,鉴定出3个苗期中抗茎基腐病品系,存麦218、中育1123与YN903-18,为小麦茎基腐病抗性改良提供了抗病资源,筛选的分子标记可用于分子标记辅助选择,建立的快速鉴定方法节省了鉴定时间与空间,适用于育种过程中大量品系的抗性鉴定,有助于推进抗茎基腐病小麦新品种的育培育进程。
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