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贾巧君等
, 2011,
大麦赤霉病
QTL
定位进展
,
分子植物育种
(online) Vol.9 No.113 pp.1824-1834 (doi: 10.5376/mpb. cn.2011.09.0113)
1825
籽粒中
DON
检测量应低于
0.5 ppm (Schwarz et al.,
1995)
，我国食品安全国家标准食品中
DON
毒素最
高允许量含量应小于
1 ppm
。根据我国“配合饲料
中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的允许量”规定猪配合饲料
中
DON
毒素含量应小于
1 ppm
，牛和家禽配合饲
料中
DON
含量应小于
5 ppm
。因此赤霉病不仅使
大麦减产，严重的使其降低市场价值，由啤酒大麦
变为饲料大麦。
大麦赤霉病严重影响大麦生产及其商业价值，
世界各国对赤霉病的研究都比较重视。采用轮作、
耕作、化学药剂等方法虽有一定的效果，但难以解
决病情的侵染和蔓延，而且化学药剂不可避免的造
成环境污染。因此培育抗赤霉病新品种无疑是一种
经济有效的措施
(Mesfin et al., 2003)
。然而传统育种
方法培育抗病品种周期过长、耗费的人力物力财力
过大，无法满足生产商的迫切需求。近二十多年来，
随着分子生物学的发展，分子标记技术已经应用于
大麦各性状的遗传研究。自
1991
年大麦第
1
张完
整的分子标记连锁图谱
(Heun et al., 1991)
之后，诸
多标记包括同工酶、表型标记、
RFLP
、
AFLP
、
SSR
、
STS
、
AFLP-STS
、
RAPD
、
DArT
逐渐被应用于大
麦连锁图谱的构建和赤霉病性状的
QTL
定位分析
以及连锁分子标记的辅助育种应用，为大麦抗赤霉
病分子标记辅助选择育种
(Marker-assisted selection,
MAS)
奠定基础。本文主要介绍了大麦赤霉病的遗
传特性、
QTL
定位、连锁分子标记的验证应用以及
存在的问题和展望。
1
大麦赤霉病抗性的遗传特征
研究者通过对不同抗赤霉病材料和群体的研
究，一致认为大麦赤霉病抗性表现为多基因控制的
数量性状，表现典型的数量遗传
(Steffenson, 1998)
。
通过对遗传群体的研究，发现群体中赤霉病抗性表
现为连续分布，而且其遗传力因环境、抗病类型和
接种方法的不同而不同
(de la Pena et al., 1999; Zhu
et
al., 1999; Ma et al., 2000; Mesfin et al., 2003; Dahleen et
al., 2003; Hori et al., 2005; 2006
；
Horsley et al., 2006;
Sato et al., 2008)
。
Zhu
等
(1999)
报道了大麦赤霉病抗性
的狭义遗传率变幅为
0.5~0.81
。
Ma
等
(2000)
报道指出
大麦赤霉病抗性的狭义遗传率为
0.31
。在
Fredrickson/Stander RILs (Recombinant inbred line,
重
组自交系
)
群体中，赤霉病抗性遗传力为
0.31~0.61
(Mesfin et al., 2003)
。
Russia 6/H.E.S.4 RILs
群体中
2001
年和
2003
年遗传力分别为
0.79
和
0.52
。不同
的研究群体获得的赤霉病抗性遗传力变异范围较
大，主要取决于基因型与环境的互作作用，而环境
对抗病性的表现往往产生很大的影响，因此在不同
年份和不同地区的鉴定结果有很大差异。
2
大麦抗赤霉病
QTL
定位概况
Parry
等
(1995)
将赤霉病抗性分为
3
中类型，Ⅰ
型为抗初次侵染；Ⅱ型为抑制菌丝在穗上扩展；Ⅲ
型为抗
DON
积累。目前研究大麦赤霉病研究主要
以Ⅱ型和Ⅲ型为主。从表
1
可以看出，大麦赤霉病
分子标记的研究已经在
2
棱和
2
棱群体、
6
棱和
6
表
1
不同群体赤霉病抗性和抗
DON
毒素积累相关
QTLs
Table 1 The QTLs associated with Fusarium head blight and deoxynivalenol (DON) accumulation by the different mapping
population
染色体
Chromosome
群体组合
Cross
抗病亲本来源
Origin of
resistant parent
QTL
1H
2H
3H
4H
5H
6H
7H
合计
Total
参考文献
Reference
FHB
QTL
1
3
1
1
1
3
10
Chevron
＃
/M69
＃
瑞士
Switzerland
DON
QTL
2
1
1
4
de la Pena et
al., 1999
墨西哥
Mexico
FHB
QTL
1
2
3
3
1
3
13
Gobernadora
/
CMB643
DON
QTL
1
1
1
1
1
5
Zhu et al.,
1999