小麦抗赤霉病和白粉病基因的分子标记辅助选择

【摘要】：赤霉病和白粉病是小麦生产上的两种主要病害,严重威胁世界的粮食安全。赤霉病抗性是由多基因控制的数量性状,而白粉病抗性则以质量抗性为主,两者的抗性机制皆比较复杂。培育和推广抗病品种是解决这两种病害最经济有效的途径,而分子标记辅助选择为快速培育兼抗多种病害的小麦新品种提供了可能。本实验室前期研究中,以小麦品种绵阳99-323为轮回亲本培育了携带抗赤霉病基因Fhb1和Fhb5近等基因系NMAS001和NMAS003。本研究以NMAS001和NMAS003为供体亲本,以三个典型麦区的代表品种扬麦17、川麦42和郑麦9023为轮回亲本,通过分子标记辅助选择培育了携带Fh和Fhb5的近等基因系。两个环境的赤霉病抗性鉴定结果表明,携带Fhb1的转育材料的抗扩展性与轮回亲本相比,病小穗数降低了21-75%,病轴长度降低了 38-93%;携带Fhb5的转育材料的抗侵入性与轮回亲本相比,病穗率降低了 18-53%,病小穗率降低了 23-61%。这些材料将作为基因供体用于各生态区的小麦赤霉病抗性改良。尽管携带Fhb1的转育材料NMAS001的赤霉病抗性得到明显提高,但其高感白粉病。本实验室前期研究中,从小麦种质小红皮、D29、D57中鉴定到四个抗白粉病基因PmX、PWD29、PmD57-5D和Pm45,并获得了紧密连锁的分子标记。本研究以NMAS001为轮回亲本,通过分子标记辅助选择将四个抗白粉病基因回交导入到NMAS001中,从而培育了携带兼抗两种病害基因的育种中间材料。在苗期、开花期和灌浆期分别对转育材料进行了白粉病抗性鉴定,结果表明转育材料的抗性等级介于0-2之间,显著优于轮回亲本NMAS001(抗性等级为3-5)。携带Pm45及(PmD57-5D+Pm45)的近等基因系无论在苗期还是在成株期都表现为免疫。两个环境的赤霉病抗性鉴定结果表明,转育材料的抗扩展性与轮回亲本NMAS001相比无显著差异,但都明显优于绵阳99-323。这些兼抗材料将作为育种中间材料用于小麦抗病育种实践。