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小麦抗白粉病基因的分子标记检测及抗性评价

付冬梅  
【摘要】:小麦白粉病主要是由禾布氏白粉病菌小麦专化型(Blumeria graminis f. sp.tritici)引起的小麦真菌性病害,是目前影响世界小麦生产的主要病害之一。每年因为小麦白粉病的发生导致我国小麦减产5-19%,病害发生严重时期减产达30%,造成严重的经济损失。虽然农业生产中防治小麦白粉病的方法有很多,但是目前最为经济有效的防治方法是培育抗病品种,然而,由于白粉病菌生理小种多,适应范围广、变异快,导致目前我国小麦生产面临抗源单一、抗病基因分布不合理和现有的有效抗性基因尚未得到充分的利用等问题,因此,迫切需要对我国现有的小麦品(系)进行全面了解、深入分析,结合抗性结果对小麦品(系)进行抗源改良,基因整合,以此推进我国小麦抗性品种的育种进程。本试验利用本实验室历年收集的80份小麦品(系),采用活体接种鉴定和离体叶断鉴定两种方法对供试材料进行抗性鉴定,并利用与Pm2、Pm4、Pm13、Pm21、Pm30和Pm34共6个抗白粉病基因紧密连锁的8对分子标记引物对其进行抗性基因检测。 本试验所获得的主要结论有以下几点: (1)小麦品(系)的抗性鉴定:本试验采用两种小麦抗性鉴定方法(活体接种鉴定和离体叶段鉴定)对80份小麦品(系)进行抗性鉴定:由活体接种鉴定方法结果发现,80份供试材料中免疫(I)有3份(占3.75%)、高抗(HR)有18份(占22.5%)、中抗(MR)有23份(占28.75%)、中感(MS)有20份(占25%)、高感(HS)有16份(占20%);由离体叶段鉴定方法结果发现,在供试的80份小麦品(系)中,免疫(I)有11份(占13.75%)、高抗(HR)有25份(占31.25%)、中抗(MR)有23份(占28.75%)、中感(MS)有18份(占22.5%)、高感(HS)有3份(占3.75%)。由试验结果可以看出供试材料中大部分小麦品(系)属于中抗型。 (2)小麦抗白粉病基因检测:本试验利用Pm2、Pm4、Pm13、Pm21、Pm30、Pm34共6个基因紧密连锁的8对引物,对80份小麦品(系)进行检测,试验结果发现,含Pm2基因有71份(占88.75%)、含Pm21基因有58份(7占2.5%)、含Pm30基因有78份(占97.5%)、含Pm34基因有77份(占95%),含有Pm4和Pm13基因小麦品(系)相对较少。此外,从试验研究表明,供试材料中大部分小麦品(系)同时携带有多个抗病基因,其中,同时含有4或5个抗性基因的小麦品(系)较多,分别占到38.75%和30%,在本次试验中并未发现供试材料含有单个抗病基因的小麦品(系)。 (3)从小麦抗白粉病基因检测及抗性鉴定结果发现,供试的80份小麦品(系)中,由两种抗性鉴定方法均鉴定出为免疫(I)及高抗(HR)的小麦品(系)有14份,表现为中抗(MR)的小麦品(系)有24份,这部分抗性小麦品(系)多以多个抗白粉病基因聚合形式存在,其中以Pm2+Pml3+Pm21+Pm30+Pm34、Pm2+Pm13+pm30+Pm34、 Pm4+Pm21+Pm30+Pm34和Pm2+Pm4+Pml3+Pm21+Pm30+Pm34聚合形式存在的为主,同时也表明这四种抗性基因聚合形式下的抗性是最稳定和较好的;以Pn12+Pm30+Pm34聚合形式的抗性基因其抗性较差,抗性不稳定。由此可以发现,广谱存在的于小麦品(系)中的抗性基因Pm2、Pm30、Pm34,其抗性不稳定,且抗性已逐渐消失,而试验中Pm4、Pm13、Pm21抗性基因其抗性较稳定,这三个基因以多基因形式聚合时其体现出较好的抗性。


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