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分子植物育种
(
网络版
), 2012
年
,
第
10
卷
,
第
1479-1486
页
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online), 2012, Vol.10, 1479-1486
http://mpb.5th.sophiapublisher.com
1480
研究背景
由禾谷镰刀菌
(
Fusarium graminearum
Schwabe)
为主要致病菌引起的赤霉病是世界温暖潮湿和半
潮湿地区严重降低小麦与大麦产量和质量的主要
病害之一
(McMullen et al., 1997)
，我国南方冬麦区
发生严重，一般流行年份可造成大麦减产
5%~10%
，
暴发性流行时减产可达
20%~30% (
汪军妹等
,
2005)
。近年来，赤霉病已不断向长江中上游麦区和
西北麦区扩展
(Ma et al., 2009)
。大麦籽粒被真菌污
染后会产生以
DON (
脱氧雪腐镰刀菌烯醇
)
为主的
次生代谢产物，这类毒素严重危害人畜安全
(Bai and
Shaner, 2004)
。当病麦粒用于酿造时，毒素会引起
啤酒喷涌
(Schwarz et al., 1996)
，当
DON
毒素超过最
高限量，麦芽生产公司和啤酒酿造公司将拒收
(Urrea et al., 2002)
。
培育抗赤霉病品种，利用品种的抗病性是控制
赤霉病的最经济有效的手段。
1990
年以来，北美研
究者鉴定和评价了大量的大麦种质资源赤霉病抗
性，筛选出了可利用的潜在抗性资源，如
CIho4196
、
Gobernadora
、
Fredrickson
、
Chevron
和
PI566203
等
(Steffenson, 1998; Buerstmayr et al., 2004; Pena et al.,
1999; Zhu et al., 1999)
。国外还利用
Cheveron
，
CIho4196
，
Fre-derickson
等大麦抗源配置杂交组合
建立重组自交系遗传群体，进行分子作图和抗赤霉
病
QTL
定位，发现大麦赤霉病的主效抗性基因
(QTL)
主要定位于
2H
、
3H
和
6H
染色体上
(Yu et al., 2010;
Jia et al., 2011; Canci et al., 2004; Mesfin et al., 2003;
Horsley et al., 2006)
。大麦赤霉病抗源的筛选和抗性
QTL
定位为抗病分子标记辅助育种提供了科学依
据，但由于不同地区的生态条件、栽培方式和市场
需要不同，仍有必要自当地现有栽培品种或育种材
料中筛选抗源并发掘抗性基因，这将有利于将研究
成果应用于当地的育种实践。因此，近年来江苏省
农科院和浙江省农科院等研究单位对本地品种资
源进行田间赤霉病抗性鉴定与评价，自现有品种或
育种材料中筛选到一批大麦赤霉病抗源
(
戈和静等
,
2006; 2007;
陆琼娴等
, 2008;
贾巧君等
, 2007;
吴佳
祺等
, 2011)
，但这些抗源与国外已报道的抗源间的
遗传关系及抗性基因的异同尚不清楚。通过分子标
记对不同品种进行基因型鉴定可明晰品种间的遗
传关系，分析抗性基因
(QTL)
连锁的分子标记等位
位点的多样性有助于了解不同抗源的抗病基因的
遗传多样性
(Wingbermuehle et al., 2004)
。
本研究以近年来长江中下游啤酒大麦生产上
应用品种或育种品系为试材，利用单花滴注和喷雾
接种方法进行赤霉病抗性鉴定和评价，以分布于全基
因组的分子标记进行基因型分析，并与国外明确的抗
源进行比较，对已报道的大麦赤霉病抗源
QTL
的连锁
标记进行等位位点检测，试图明确抗性基因的遗传
多样性，为育种材料的进一步利用、新的抗赤霉病
基因发掘以及大麦抗赤霉病育种提供参考依据。
1
结果与分析
1.1
大麦品种的赤霉病抗性
以单花滴注和喷雾接种
2
促接种方式对大麦赤霉病
抗性进行评价，结果见表
1
。单花滴注条件下，
2010
年和
2011
年不同大麦品系的病小穗率分别为
2.78%~26.32%
和
7.64%~36.43%
，均低于感病对照品
种甘啤
2
号的病小穗率
(35.82%
和
45.83%)
。方差分析
显示品种间及年份间差异达极显著水平，可以很好
地区分抗感品种。年度间品种病小穗率的直线相关
系数为
0.854 1
，达极显著水平，说明品种间的差异
真实可靠。根据两年平均病小穗率鉴定结果，中感
对照品种单二和感病对照品种甘啤
2
号病小穗率分
别为
20.02%
和
40.83%
，分别达到中感和感水平，而
12
个供试大麦品种中有
8
个品种抗性评价等级为
R
级
(
病小穗率
<10%)
，其余
4
个品系抗性达到
MR
级
(10%~20%)
。国外的对照品种，
Morrison
抗扩展性
也达到
R
级，
CIho4196
和
Cheveron
在单花滴注表现
为中抗水平，
Fredrichson
在单花滴注条件下，两年
平均病小穗率为
31.38%
，在本地区表现为中感赤霉
病。孢子喷雾条件下，
14 d
调查侵染小穗数，平均
病小穗数在
1.10~6.90
之间，与单花滴注
21 d
的病小
穗率的
2
年平均值呈极显著正相关，相关系数为
0.829 5
。说明以孢子喷雾和单花滴注方式都可以较
好地表示大麦赤霉病的严重度，大麦赤霉病的抗性
鉴定较稳定。对孢子喷雾接种后
14 d
的病穗率的调
查，供试品种加对照品种共
19
个材料中，病穗率大
于
90%
已有
12
个，说明在孢子喷雾接种后
14 d
进行
赤霉病调查难以区分品种的抗感差异。
1.2
大麦品种的遗传多样性
应用
PopGene
分析了遗传多样性相关指数，结
果表明：有效等位基因数
Ne
为
1.00~2.00
，平均值为
1.65
；
Nei's
基因多样性指数
h
为
0.11~0.50
，群体平均值
为
0.37
；
Shannon
信息指数
(I)
为
0.21~0.69
，平均值为
0.55
，上述结果说明品种间有较为丰富的遗传多样性。