Fhb1基因对黄淮冬麦区小麦品种赤霉病抗性和主要农艺性状的影响

摘要

小麦赤霉病是世界性的真菌病害，严重影响小麦的产量和品质，而且食用被赤霉病毒素污染的小麦籽粒会严重威害人畜健康。随着全球气候变暖和耕作栽培制度的改变，我国赤霉病发生开始北移，“重灾区”逐渐由长江中下游麦区扩展到黄淮冬麦区。目前，赤霉病已经成为黄淮冬麦区威胁小麦生产的主要病害之一。加强培育抗赤霉病品种是解决该问题的重要途经之一。在前期研究中，已经证实导入不同供体的Fhb1抗病等位基因能够显著提高该麦区小麦品种的赤霉病抗性，但是关于Fhb1基因在不同遗传背景下对赤霉病抗性的影响，以及该基因是否对农艺性状有不利影响，有待研究。 本研究利用含有Fhb1抗病等位基因且高抗或中抗赤霉病的5个品种（系）宁麦9号、生选6号、苏麦3号、建阳84和宁麦13为供体，与矮败周麦16近等基因系(简称矮败周麦16)杂交，并与周麦16及其衍生品种（系）轮选136和轮选13回交构建10个BC2群体。利用田间病圃和人工单花滴注接种方法，对来自10个BC2F2群体和4个BC2F2∶3群体进行赤霉病抗性鉴定，同时对10个BC2F1和BC2F2群体进行株高、穗数、穗长、小穗数、不育小穗数、单穗粒重、每穗粒数和千粒重8个农艺性状考察，主要结果如下。 1、在轮选136和轮选13两个遗传背景下，含有纯合Fhb1抗病基因型（Fhb1-R）的单株赤霉病抗性显著优于含有纯合Fhb1感病基因型(Fhb1-S)的单株; 2、不同供体后代中，含有Fhb1-R单株平均病小穗数和严重度均低于其轮回亲本; 3、同一供体后代中，含有Fhb1-R单株在不同的遗传背景下抗性表现不同。轮选136背景下，Fhb1-R单株的抗性显著优于轮选13背景下Fhb1-R单株，表明该基因具有较强的遗传背景效应; 4、两个遗传背景下，携带不同供体Fhb1-R单株间赤霉病抗性均存在显著差异，其中，生选6号为供体的回交后代抗性最好、最稳定; 5、携带Fhb1-R或者Fhb1杂合型(Fhb1-H)单株与Fhb1-S单株在主要农艺性状上没有显著差异，表明该基因对农艺性状无明显影响。 本研究为利用Fhb1抗病等位基因快速提高黄淮冬麦区小麦赤霉病抗性提供了重要信息和依据。