麦类赤霉病研究进展
农作物病虫害研究的现状与展望
04
农作物病虫害研究发展趋势
跨学科研究趋势
生物学
研究病虫害的生物学特性，包括 繁殖、传播、侵染机制等，为防 治策略提供科学依据。
环境科学
研究病虫害与环境的关系，探索 气候变化、土壤条件等因素对病 虫害发生的影响。
信息技术
利用遥感、GIS等技术进行病虫害 监测与预测，提高预警和防治的 时效性。
绿色防控趋势
02
农作物病虫害研究技术
生物技术应用
基因编辑技术
利用基因编辑技术如CRISPR-Cas9系统，对农作物进 行基因改造，以提高抗病性和耐虫性。
抗病抗虫育种
通过基因工程和分子标记辅助育种，培育具有抗病抗 虫特性的新品种。
生物农药开发
利用微生物、植物提取物等生物资源，开发高效、低 毒、环保的生物农药，替代传统化学农药。
这三种病害是水稻种植中常见的病虫 害，对水稻的产量和品质影响较大。
玉米种植中常见的虫害，对玉米的产 量和品质产生影响。
小麦锈病、赤霉病
小麦种植中常见的病害，对小麦的生 长和产量也有较大影响。
病虫害发生情况
由于气候变化、种植结构调整等因素，农作物病虫害的发生情况也在不断变化。 例如，一些原本在南方地区发生的病虫害逐渐向北方地区扩散，一些原本次要的 病虫害逐渐成为主要的病虫害。
果和降低环境污染。
农药残留检测
利用化学分析手段，对农 作物中的农药残留进行检
测，确保农产品安全。
农药使用技术优化
通过研究农药的理化性质 和作用机制，优化农药的 使用方法和剂量，提高防 治效果并减少对环境的负
面影响。
03
农作物病虫害防治技术展望
生物防治技术展望
生物防治技术
利用天敌、微生物农药等生物资源来防治农作物病虫害，具有环保、可持续的优点。未来生物防治技术将更加注重研 发高效、低毒的生物农药，提高防治效果，降低对环境的负面影响。
小麦赤霉病的发生规律及防治策略
小麦赤霉病的发生规律及防治策略李进永张大友许建权王荣道郭红刘志生（江苏省盐城市盐都区农业科学研究所２２４０１１）小麦赤霉病就是世界温暖干燥和半干燥地区广为出现的一种毁灭性小麦病害，在我国长江流域及东北东部春麦区为主要小麦病害，危害十分轻微。
近年来随其气候的变化，小麦赤霉病已向淮河和黄淮流域扩散拓展。
小麦赤霉病在江苏省淮南、淮北地区近年也出现较轻，通常小盛行年（病穗率５０％以上，减产２０％～５０％）和中等盛行年（病穗率２０％～４０％以上，减产１０％～２０％）每２～３年出现一次，且几乎每年都存有轻微出现。
“十五”期间长江中下游麦区的小麦产量与“九五”较之上升４．９１％，导致这一结果非常大程度上依赖于２００２，２００３年连续两年小麦赤霉病在长江中下游地区中等流行。
赤霉病不仅导致轻微减产，而且还大大降低小麦品质和畜肉价值，另外母舒氏麦粒所含毒素，严重影响人畜身心健康。
为了搞好赤霉病预防工作，笔者融合生产实际，探索出来一套卓有成效的赤霉病预防办法，现概述如下。
病原、危害症状及发生规律１．１小麦赤霉病的病原菌主要就是玉蜀黍赤霉菌，属于子囊菌亚门，子囊壳散生或聚集在病组织或其它基物表面，对寄主造成危害。
赤霉病菌的生长发育需要高温、高湿的条件，菌丝体发育适温为２２～２８℃，最适相对湿度为８０％一１００％。
子囊孢子和分生孢子萌发温度相似，适温为２５～３０＂ｃ，但子囊孢子在高湿度无水滴的情况下也可萌发，而分生孢子则必须在有水滴的条件下才萌发良好。
小麦赤霉病菌寄主范围较广，包括多种栽培作物和野生植物，如小麦，大麦、水稻等作物及稗草、狗尾草等杂草。
１．２危害症状小麦赤霉病从苗期至穗期均可出现，引发苗腐、基腐，秆腐和穗腐，其中以穗腐危害最大。
穗腐一般于小麦扬花后６～ｌｏｃｉ出现症状，最初在小穗和颖壳上呈现水渍状褐色斑点，后逐渐扩展至全部小穗，穗颈或穗轴受害时，病都呈圆形褐色或青黄色，被害处的以上部分全部枯黄而死去。
在田间高温高湿条件下颖壳边缘和小穗基部会产生粉红色霉层（分生孢子），发病后期病部出现黑色粒状物（病原菌的子囊壳）。
浅析小麦赤霉病的发病原因与防治措施
农 艺性 状也 与赤 霉病 发生 有关 ， 如抽 穗是 否整 齐 、 植 株高 矮 、 齐穗 时间 的长短 、 浆速 度快 慢及 花药 残存 灌 时 问长短 等 都有 一定关 系。
１ ． 其 它 因 素 ５
氮肥 使用 过量 ， 可加 重病 害 。 田间地势 低洼 ， 也 排
引起 呕吐 、 泻 、 晕及 发 烧 等 中毒 症 状 ， 重 影 响 免 腹 眩 严
疫 能力 和生 育能力 等 。据 报道 小麦 赤霉 病 一般 可导 致 减产 ２ ％左 右 ，大 面积 发 病 时可 减 产 ５ ％ ～６ ％， ０ ０ ０ 甚
至造 成绝 收 。 因此 ， 高度 重视 小麦 赤霉 病 的 防治 。 应
１ ． 品 种 因 素 ３
潮湿 地 区 。赤霉病 于 １ 纪 ８ ９世 ０年 代在 英 格兰 首次 报 道， ２ 到 ０世纪 在 世 界各 地 区 均有 发 生 ， 别 是 美 国 在 特 １９ ９ ０年 间因赤 霉 菌使 美 国损 失 高达 ３ ０亿 美元 。在 我 国 ，赤 霉 菌病 主要 在南 方 长 江流 域 麦 区 大 面积 流 行 。 但 近年来 ， 华北 和西 北小 麦种 植 区也有 发 生 ， 且 呈 在 并 上 升趋 势 。小 麦 赤霉 病 不 但影 响 小 麦 的产 量 ， 可 引 还
水不良， 土壤 偏黏 及 密度过 大 ， 也容 易发候 中 的决定 因 素是湿 度 。若小 麦 在抽 穗扬 花期 时遇 到三 四 天连 阴雨 天气 ， 相对 湿度 又长期 ≥８ ％， ５ 子 囊 孢 子 成熟 并 散 落在 花 药 上 ， 药丝 侵 染 小 穗 即 可发 经 病 流行 。 另外 ，赤 霉 病 菌 发 育 最 适 宜 的 温 度 为 ２ ４～ ２ ８℃，最低 为 ８℃ ，最高 为 ３ ２℃；最适 相 对 湿 度在 ８ ％ ～１ ０ 发病 的起 始 温度 为 １ ０ ０ ％。 ５℃， 随着 温度 的升 高 ， 菌侵 入 的速度 不 断加快 ， 囊壳 和 子囊孢 子 最适 病 子
小麦抗赤霉病育种研究进展
小麦病 害 ， 几乎 每年 都 在 美 国 的一 些 地 区造 成 严 重危
害 。过 去 １ ０年 间 ， 霉病 在 伊利 诺州 、 赤 印第安 纳 州 、 密
分 化 、 病 机制 、 源 筛 选 和 鉴定 、 抗 抗 抗病 基 凶的 分 子标 记 和 克 隆 以及 抗 赤霉病 育 种 ５ 方 面概述 ｃ 国小 麦抗 个 ｔ ｌ
道 ， １ ￣２ ￣ 件下 ， 对湿 度低于 ９ 子囊 孢子 不 在 ８ ０ Ｃ条 相 ５
能释 放 ； 相对 湿度 达 ９ 以上时 开始有 少 量释放 ， ５ 饱和
湿 度下释 放 量最 多 。 囊孢 子对 低温 的抵抗 力很 强 ， 子 在 我 国东 北 及西 北 各地 ， 残 体 上 子囊 壳 内的子 囊 孢 子 病 均 能 顺利 越 冬 。带 菌 残体 内的 菌丝体 不论 在室 内和室
Ｄ Ｊｌ ． ９ ９ｊｉ ｎ １ ０ ２ ０ ２ １ ． ３ ２ Ｏ ：０３ ６ ／． ｓ ． ０ １５ ８ ． ０ １ ０ 。 ４ ｓ
Ａｄｖ ｃ ｓ ｉ ｈ ｔＢｒ ｅ ｎ ｎ Ｓｃ ｂ Ｒｅｓｓ ａｎ ｅ ａｎ ｅ ｎ Ｗ ｅａ ｅ ｄｉ ｇ Ｏ ａ ｉｔ ｃ
Ｌ ｉｏ ｘ ｎ，ＧｕＮ ｉ ｉ Ｉ ａ —ｕ Ｘ ａ － ｅ，Ｚ ａ ｇ Ｙ － ｏ ｇ ｊ ｈ ｎ ｕｓ ｎ
收稿 日期 ：０ ０１ —１ ２ １— ２２ 作 者 简介 ： 李小 勋 （９ ９ ） 男， １ ７ 一 ， 河北 沧 州人 ， 长期从 事农
业技术推广工作 。
赤霉 病 育 种研 究进 展 ， 讨 目前 小麦抗 赤 霉 病 育 种 巾 探
存 在 的 问题 ， 对其 发展 前 景进行 展望 。 并
２１ 年 第 ２ ０１ ５卷 第 ３期
小麦新品系的赤霉病抗性及分子标记分析王紫檀 李浩阳 赵文莎 宋鹏博 孙道杰_冯 毅 张玲丽
麦类作物学报 ２０２３，４３（１０）：１２７３－１２８１ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒｉｔｉｃｅａｅＣｒｏｐｓｄｏｉ：１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９ １０４１．２０２３．１０．０７网络出版时间：２０２３ ０９ ２０网络出版地址：ｈｔｔｐｓ：／／ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｕｒｌｉｄ／６１．１３５９．Ｓ．２０２３０９１８．１６０１．００８小麦新品系的赤霉病抗性及分子标记分析王紫檀，李浩阳，赵文莎，宋鹏博，孙道杰，冯毅，张玲丽（西北农林科技大学农学院，陕西杨凌７１２１００）摘 要：为有效降低赤霉病对我国黄淮麦区小麦生产的影响，培育抗赤霉病小麦新品种，以自主创制的１３个抗赤霉病稳定的小麦新品系为材料，利用赤霉病菌地表接种和单花滴注法接种鉴定、分子标记检测等技术，鉴定其抗病性、主要农艺性状及赤霉病抗性相关的遗传基础。
结果表明：（１）品系Ｘｎ１２ ２和Ｘｎ１３ ２对赤霉病表现为抗，平均病小穗率为１１．５％和１３．４％，严重度为１．９；其余１１个品系表现中抗，平均病小穗率均小于３０％，严重度均小于３．０，其中４个品系（Ｘｎ１２ ２、Ｘｎ１０ ２、Ｘｎ１２ ３和Ｘｎ１２ ７）兼抗条锈病；（２）参试新品系的越冬抗寒性较好，株高较矮（６７～８２ｃｍ），穗较长（９．６～１１．３ｃｍ），千粒重高（３９．２～５０．２ｇ）；（３）１１个品系携带有苏麦３号的Ｆｈｂ１基因，部分品系兼具苏麦３号的Ｆｈｂ２、Ｆｈｂ５或犙犉犺狊．犮狉犮 ２ＤＬ位点的优异等位变异。
综上所述，参试部分品系不仅具有良好的赤霉病和条锈病抗性，其主要农艺性状基本满足黄淮南部麦区的主要育种目标要求，可作为小麦抗赤霉病改良的材料。
关键词：小麦；赤霉病；农艺性状；抗赤霉病基因／ＱＴＬ；分子标记中图分类号：Ｓ５１２．１；Ｓ３３０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９ １０４１（２０２３）１０ １２７３ ０９犚犲狊犻狊狋犪狀犮犲狋狅犉狌狊犪狉犻狌犿犎犲犪犱犅犾犻犵犺狋犪狀犱犕狅犾犲犮狌犾犪狉犕犪狉犽犲狉犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犖犲狑犠犺犲犪狋犔犻狀犲狊犠犃犖犌犣犻狋犪狀，犔犐犎犪狅狔犪狀犵，犣犎犃犗犠犲狀狊犺犪，犛犗犖犌犘犲狀犵犫狅，犛犝犖犇犪狅犼犻犲，犉犈犖犌犢犻，犣犎犃犖犌犔犻狀犵犾犻（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｇｒｏｎｏｍｙ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＦｕｓａｒｉｕｍｈｅａｄｂｌｉｇｈｔ（ＦＨＢ）ｏｎｗｈｅａｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎＹｅｌｌｏｗａｎｄＨｕａｉＲｉｖｅｒＶａｌｌｅｙｓＷｈｅａｔＺｏｎｅａｎｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐｎｅｗｗｈｅａｔｖａｒｉｅｔｉｅｓｒｅｓｉｓｔａｎｔｔｏＦＨＢ，ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｕｓｅｄ１３ｌｏｃａｌｌｙｂｒｅｄｗｈｅａｔｌｉｎｅｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏＦＨＢａｓｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅｉｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｄｉｓｅａｓｅ，ｍａｉｎａｇｒｏｎｏｍｉｃｔｒａｉｔｓａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｂａｓｉｓｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏＦＨＢｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｓｅｏｆｓｕｒｆａｃｅｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｉｎｇｌｅ ｆｌｏｗｅｒｄｒｉｐｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｍｏｌｅｃｕｌａｒｍａｒｋｅｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：ｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｌｅｖｅｌｏｆｌｉｎｅｓＸｎ１２ ２ａｎｄＸｎ１３ ２ｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏＦＨＢ，ｗｉｔｈａｎａｖｅｒａｇｅｄｉｓｅａｓｅｄｓｐｉｋｅｌｅｔｒａｔｅｏｆ１２．４％ａｎｄａｓｅｖｅｒｉｔｙｏｆ１．９．Ｔｈｅｏｔｈｅｒ１１ｌｉｎｅｓｄｉｓｐｌａｙｅｄｍｏｄｅｒａｔｅｌｙｒｅｓｉｓｔａｎｔ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅａｖｅｒａｇｅｄｉｓｅａｓｅｄｓｐｉｋｅｌｅｔｒａｔｅｏｆｌｅｓｓｔｈａｎ３０％ａｎｄｔｈｅｓｅｖｅｒｉｔｙｏｆｌｅｓｓｔｈａｎ３．０．ＦｏｕｒｌｉｎｅｓＸｎ１２ ２，Ｘｎ１０ ２，Ｘｎ１２ ３ａｎｄＸｎ１２ ７ｗｅｒｅａｌｓｏｒｅ ｓｉｓｔａｎｔｔｏｓｔｒｉｐｅｒｕｓｔ．Ｔｈｅｔｅｓｔｅｄｌｉｎｅｓｈａｄｂｅｔｔｅｒｃｏｌｄｔｏｌｅｒａｎｃｅ，ｌｏｗｅｒｐｌａｎｔｈｅｉｇｈｔ，ｌｏｎｇｅｒｐａｎｉｃｌｅ，ａｎｄｈｉｇｈｅｒ１０００ ｇｒａｉｎｗｅｉｇｈｔ．Ｔｈｅｒｅａｒｅ１１ｏｆｔｈｅｌｉｎｅｓｃａｒｒｙｉｎｇｔｈｅＦｈｂ１ｇｅｎｅｌｏｃｕｓｏｆＳｕｍａｉ３，ａｎｄｓｏｍｅｏｆｔｈｅｌｉｎｅｓｈａｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔａｌｌｅｌｅｓｏｆｔｈｅＦｈｂ２，Ｆｈｂ５ｏｒ犙犉犺狊．犮狉犮 ２ＤＬｍａｒｋｅｒｌｏｃｕｓｏｆＳｕｍａｉ３．Ｔａｋｅｎｔｏｇｅｔｈｅｒ，ｗｅｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｓｏｍｅｏｆｔｈｅｔｅｓｔｅｄｌｉｎｅｓｎｏｔｏｎｌｙｈａｄｇｏｏｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏＦＨＢａｎｄｓｔｒｉｐｅｒｕｓｔ，ｂｕｔａｌｓｏｂａｓｉｃａｌｌｙｍｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｍａｉｎｂｒｅｅｄｉｎｇｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｗｈｅａｔａｒｅａｏｆＨｕａｉＲｉｖｅｒＶａｌｌｅｙｓｉｎｔｈｅｉｒｍａｉｎａｇｒｏｎｏｍｉｃｔｒａｉｔｓ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｄａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒ收稿日期：２０２２ １２ １２ 修回日期：２０２３ ０１ ３１基金项目：陕西省重点研发计划项目（２０２２ＮＹ １７７）；杨凌种业创新中心重点研发项目（Ｙｌｚｙ ｘｍ ０４）第一作者Ｅ ｍａｉｌ：Ｗｚｔ１３８３６８６７８４０＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：张玲丽（Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｌｉｎｇｌｉ＠１２６．ｃｏｍ）Copyright©博看网. All Rights Reserved.ｆｕｒｔｈｅｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｌｉｔｅｗｈｅａｔｌｉｎｅｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｗｈｅａｔ；Ｆｕｓａｒｉｕｍｈｅａｄｂｌｉｇｈｔ；Ａｇｒｏｎｏｍｉｃｔｒａｉｔｓ；ＦＨＢｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｇｅｎｅ／ＱＴＬ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｍａｒｋｅｒ 小麦赤霉病（Ｆｕｓａｒｉｕｍｈｅａｄｂｌｉｇｈｔ，ＦＨＢ）是由禾谷镰孢菌（犉狌狊犪狉犻狌犿犵狉犪犿犻狀犲犪狉狌犿Ｓｃｈｗ．）等引起的一种真菌病害。
新型杀菌剂氟唑菌酰羟胺对小麦赤霉病的防治效果
新型杀菌剂氟唑菌酰羟胺对小麦赤霉病的防治效果小麦赤霉病是由赤霉菌引起的一种重要的病害，其严重危害了小麦的生长和产量。
为了有效地防治小麦赤霉病，科研人员们一直在不断地探索新的防治方法。
在近年来，新型杀菌剂氟唑菌酰羟胺成为了研究的热点之一。
本文旨在通过对氟唑菌酰羟胺对小麦赤霉病的防治效果进行研究和分析，探讨其在小麦生产中的应用前景。
一、小麦赤霉病病原菌赤霉菌简介小麦赤霉病是由镰刀菌属真菌赤霉菌引起的一种重要的小麦病害，常见于我国长江中下游及以南地区。
该病在小麦生长期间高温多雨的气候条件下易于发生，尤其是在开花后雨水过多的情况下容易造成病害的暴发，给小麦的产量和品质造成极大的损害。
赤霉菌在大气中随风飘播，主要以小麦叶片和鞘片为害，对小麦的影响主要表现为减产和降质。
而赤霉病叶斑病斑以及小麦测瘦等病害症状则会引起小麦叶片和鞘片的褐变，在最终导致减产和降质的情况下则会降低小麦的产量和品质。
在我国，小麦赤霉病已经成为了小麦生产中的一大隐患。
二、新型杀菌剂氟唑菌酰羟胺简介氟唑菌酰羟胺是一种新型的广谱抗真菌剂，具有优异的杀菌活性和防效。
它属于三唑类杀菌剂，具有强大的内吸作用和可逆特性，并能在病菌体内抑制三唑类杀菌剂靶点—细胞色素P450酶，从而抑制真菌的生长和繁殖。
氟唑菌酰羟胺在杀菌范围和抗性上都优于传统的三唑类杀菌剂，且对环境和人体无毒无害，是一种理想的杀菌剂。
在小麦赤霉病的防治中，氟唑菌酰羟胺具有广泛的应用前景。
通过对其在小麦赤霉病的防治效果进行研究和实验，可以为小麦赤霉病的防治提供新的方向和思路。
1. 实验材料和方法本实验选择了小麦生长期间受到赤霉病侵染的病株作为实验材料，使用氟唑菌酰羟胺进行防治。
实验方法包括喷雾和浸种两种，分别通过喷洒和种子处理的方式进行防治。
2. 实验结果经过对实验结果的观察和统计，发现经过氟唑菌酰羟胺防治后，小麦叶片和鞘片的褐变症状明显减轻，病斑面积显著减小，小麦的产量和品质也得到了明显的提高。
小麦赤霉病和DON毒素研究进展
谷镰刀菌菌株 的真 菌又被 确认 分为 ２个 新种——， ｒ ｍ “ｏ
ｖｒｓ 和 Ｆ ｓｒ ｍ ｇ ｄ ｃｉ 。 ｏ ｉ ｏｉ ｕａｉ ｅ ａ ｈｉ ｕ
１ ２ 发 生 流行 规律 ．
和湿度对病菌侵染和病害发展至关重要…。
个 阶段。第一 阶段 在小麦抽穗前 ， 天气条件主要影响赤霉病
菌 子囊 和 子 囊 孢 子 的形 成 和 积 累。 第 二 阶段 在 抽 穗 一开 花 期， 天气 条 件尤 其 是 温 湿度 直 接 与 子 囊 孢 子 的 扩 散 和 侵 染 有 关 。第 三 阶段 在 开花 之 后 ， 候 影 响 到 病 害 的 发 展 程 度 。 其 气
ｌｍ）、 麦镰 刀 菌 （ ｕａｉｍ ａｅａｅｍ）梨 孢 镰 刀菌 （ ｕａ— ＇ ｕ 燕 Ｆ ｓｒ ｖ ｃｕ 、 ｕ ｎ Ｆ ｓｒ ｉ ｏｅ 和雪 腐镰 刀 菌 （ ｉ ｏｏｈｕ ｉ ｌ） 其 中 最 重要 的 ｕ ａ） ｍｐ Ｍｃ ｄｃｉｍ ｎ ａ ， ｒ ｖｅ 病原 菌 是禾 谷镰 刀菌 和 黄 色 镰 刀 菌 … 。 在 我 国 ， 谷 镰 刀 菌 禾 （ ｇａ ｉｅｒｍ） ｒｍ ｎａｕ 占小 麦 赤 霉 病 病 原 菌 的 ９ ． ％ 。 近 年 ４５ 来 ， 关 小 麦赤 霉病 的分 类 又有 了新 的发 现 ， 经被 鉴 定 为禾 有 曾
摘要 ： 综述了小麦赤霉病 的发生流行规律 ， 主要 病原菌 、 如 传播途 径和环境 条件对小 麦赤霉病发 生流行 的影 响
等 。并 阐述 了小 麦 赤霉 病 菌 分 泌 产生 的主 要毒 素 脱 氧 雪 腐 镰 刀 菌烯 醇 （ Ｏ 的 毒 理 ， 国 赤 霉 病 菌 分 泌 Ｄ Ｎ 毒 素 Ｄ Ｎ） 我 Ｏ 的差 异 和分 布 ， 麦 品种 抗 性 对 Ｄ Ｎ 毒素 产 生 的 影 响等 。 小 Ｏ
湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测
麦类作物学报 2024,44(4):432-441J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o ps d o i :10.7606/j.i s s n .1009-1041.2024.04.04网络出版时间:2024-03-19网络出版地址:h t t ps ://l i n k .c n k i .n e t /u r l i d /61.1359.S .20240319.0900.002湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测收稿日期:2023-09-18 修回日期:2023-12-22基金项目:国家自然科学基金(青年)项目(32101803);湖北省农业科学院粮食作物研究所创新基金(2022Z Z C X 001)第一作者E -m a i l :395045924@q q .c o m (徐晴)通讯作者E -m a i l :d o n g j i n gs i r 061@163.c o m (董静)徐晴1,郑丹2,许甫超1,秦丹丹1,董建辉3,葛双桃1,朱展望1,董静1(1.湖北省农业科学院粮食作物研究所/种质创新与遗传改良湖北省重点实验室,湖北武汉430064;2.湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,湖北武汉430064;3.湖北省农业科学院,湖北武汉430064)摘 要:赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的小麦穗部病害,严重危害小麦生产,抗赤霉病品种选育是减轻其危害的重要途径之一㊂本研究以湖北省不同时期审定的59个小麦品种和选育的7份优异品系为材料,采用喷雾接种对其进行田间赤霉病抗性鉴定,并利用抗性基因F h b 1功能性分子标记和主效抗性基因(F h b 2㊁F h b 4㊁F h b 5和Q F h s .c r c -2D L )连锁分子标记对供试材料进行检测,分析其遗传分布和利用状况;同时分析湖北小麦品种(系)赤霉病抗性㊁株高和小穗密度等性状年代间的差异㊂结果表明,16份供试材料赤霉病抗性水平达到中抗,占比24.2%,以810619品系抗性最好,病情指数略低于苏麦3号;42份材料达到中感,占63.6%㊂分子检测结果显示,仅鄂T 45048携带F h b 1;鄂麦11㊁鄂麦18和810619等29份材料(43.9%)可能携带F h b 5和Q F -h s .c r c -2D L 单个或2个抗性基因,说明这2个抗性基因在湖北小麦赤霉病抗性育种中得到了较多应用㊂赤霉病抗性与株高的相关性分析结果显示,近15年湖北小麦品种株高持续降低,但其与赤霉病抗性无显著相关㊂研究结果为明确湖北小麦品种赤霉病抗性水平和分子遗传基础提供了参考㊂关键词:小麦;赤霉病抗性鉴定;分子检测;株高中图分类号:S 512.1;S 330 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2024)04-0432-10F u s a r i u m H e a dB l i g h tR e s i s t a n c eE v a l u a t i o na n dM o l e c u l a rC h a r a c t e r i z a t i o n o f 66W h e a tM a t e r i a l s f r o m H u b e i P r o v i n c eX U Q i n g 1,Z H E N GD a n 2,X UF u c h a o 1,Q I ND a n d a n 1,D O N GJ i a n h u i 3,G ES h u a n g t a o 1,Z H UZ h a n w a n g 1,D O N GJ i n g1(1.F o o dC r o p I n s t i t u t e o fH u b e iA c a d e m y o fA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s /H u b e iK e y L a b o r a t o r y o f F o o dC r o p G e r m p l a s m s a n dG e n e t i c I m p r o v e m e n t ,W u h a n ,H u b e i 430064,C h i n a ;2.I n s t i t u t e o fA g r i c u l t u r a lQ u a l i t y S t a n d a r d s a n dT e s t i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h ,H u b e iA c a d e m y o fA g r i c u l t u r a l S c i e n c e sW u h a n ,H u b e i 430064,C h i n a ;3.H u b e iA c a d e m y o fA gr i c u l t u r a l S c i e n c e s ,W u h a n ,H u b e i 430064,C h i n a)A b s t r a c t :F u s a r i u mh e a db l i g h t (F H B )i s a s e r i o u s s p i k e d i s e a s e c a u s e db y Fu s a r i u m g r a m i n e a r u m i n w h e a t ,s e r i o u s l y a f f e c t i n g t h e p r o d u c t i o no fw h e a t .T h e a p pl i c a t i o no f r e s i s t a n t c u l t i v a r i s o n eo f t h e c r u c i a lw a y s t o r e l i e v e t h e d a m a g e o f t h e d i s e a s e .I n t h i s s t u d y ,59w h e a t c u l t i v a r s a n d 7e l i t e b r e e d i n gl i n e sw e r eu s e d t o i n v e s t i g a t e t h eF H Br e s i s t a n c e i n f i e l db y s p r a y i n o c u l a t i o n ,a n d t h em a jo r r e s i s t -a n c e g e n e s a n d g e n e l o c i ,s u c h a s F h b 1,F h b 2,F h b 4,F h b 5a n d Q F h s .c r c -2D L w e r e d e t e c t e db y f u n c -t i o n a l o r c l o s e l y l i n k e dm a r k e r s .B e s i d e s ,t h e d i f f e r e n c e s o f F H Br e s i s t a n c e a n d p l a n t h e i gh t b e t w e e n t h ew h e a t v a r i e t i e sr e l e a s e d i n2008o re a r l i e ra n dt h ev a r i e t i e sr e l e a s e d i n2009o r l a t e rw e r ec o m -pa r e d .T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t 16w h e a tm a t e r i a l sw e r e i d e n t i f i e da sm o d e r a t e r e s i s t a n c e ,w h i c ha c -c o u n t e d f o r 24.2%.S p e c i f i c a l l y ,t h e l i n e 810619s h o w e d t h e l o w e s t d i s e a s e i n d e x a m o n g al l t h e e v a l u -a t e d l i n e s ,a n dw a s o n l y a l i t t l eb i th i g h e r t h a nt h e r e s i s t a n c e c o n t r o l v a r i e t y ofS u m a i 3.T h e r e f o r et h e l i n e810619c a nb e c o n s i d e r e da sa ne l i t en e ws o u r c e f o rF H Bb r e e d i n g.M o r e o v e r,42m a t e r i a l s w e r e i d e n t i f i e da sm o d e r a t es u s c e p t i b i l i t y t oF H B,w h i c hc o u n t e df o r63.6%o f t h e t o t a l e x a m i n e d m a t e r i a l s.M o l e c u l a rm a r k e ra n a l y s i ss h o w e dt h a to n l y T45048c o n t a i n e dt h e F h b1r e s i s t a n c e g e n e, w h e r e a s29w h e a tm a t e r i a l s s u c ha sE m a i11,E m a i18,a n d810619c o n t a i n e d i n d i v i d u a l o rb o t ho f t h e t w o r e s i s t a n c e l o c i F h b5a n d Q F h s.c r c-2D L,s u g g e s t i n g t h a t t h e s e t w o l o c iw e r em o r e f r e q u e n t l y u s e d i n t h e F h b r e s i s t a n c e b r e e d i n g p r o g r a mi nH u b e i P r o v i n c e.C o r r e l a t i o n a n a l y s i s b e t w e e n t h e F H B d i s e a s e i n d e xa n d p l a n t h e i g h t o f t h e t e s t e dw h e a t l i n e s f r o md i f f e r e n t y e a r s s h o w e d t h a t e v e n t h o u g h t h e p l a n t h e i g h t c o n t i n u o u s l y d e c r e a s e du p o nt h e t i m e,t h eF H Bs e v e r i t y w a sn o t i n c r e a s i n g s i g n i f i-c a n t l y.N os i g n i f i c a n tc o r r e l a t i o n w a so b s e r v e db e t w e e nt h eF H Bs e v e r i t y a n d p l a n th e i g h t i nt h e w h e a t v a r i e t i e s s i n c e2009.T h i ss t u d yp r o v i d e sn e wi n s i g h t s f o ru n d e r s t a n d i n g t h eF H Br e s i s t a n c e a n dm o l e c u l a r b a s i s o f t h e c u l t i v a r s b r e d i nH u b e i P r o v i n c e.K e y w o r d s:W h e a t;F H Br e s i s t a n c e e v a l u a t i o n;M o l e c u l a r d e t e c t i o n;P l a n t h e i g h t赤霉病(F u s a r i u m h e a db l i g h t)主要是由禾谷镰刀菌引起的小麦真菌病害,温暖湿润的气候条件利于病害的发生,特别是小麦扬花期若遇阴雨天气,病原菌可在麦穗上迅速侵染和扩展,给小麦生产带来灾难性威胁[1-2]㊂中国长江中下游麦区和东北春麦区是赤霉病的重发区[3]㊂近年来,受气候变化和秸秆还田等耕作措施影响,赤霉病的发生范围逐渐扩大,已成为黄淮麦区和北方麦区小麦生产的重要威胁[4]㊂中国赤霉病流行年份的发生面积可达300多万h m2,2016和2018年发生面积分别为680万h m2和570万h m2[5]㊂赤霉病发生除造成严重的产量损失外,病原菌侵染还可产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(D O N)等真菌毒素,降低籽粒品质,威胁食品安全[6]㊂虽然使用化学药剂和栽培措施等可以降低病害风险,但是抗性品种利用是减轻小麦赤霉病危害最绿色环保的措施[7]㊂根据抗性类型的不同,小麦赤霉病抗性可以分为5类[8-10]㊂第一类为抗侵染(T y p e I:r e s i s t-a n c e t o i n v a s i o n),反映植株抵抗病原菌初始侵染的能力,通常采用喷雾接种,以病穗率或病情指数表示;第二类为抗扩展(T y p eⅡ:r e s i s t a n c et o s p r e a d i n g),反映病害在穗部侵染后扩展程度,采用单花滴注方式接种鉴定,以病小穗率表示;第三类为抗毒素积累能力(T y p eⅢ:r e s i s t a n c e t o t o x-i n s a c c u m u l a t i o n),一般指降解毒素的能力,通过测定染病籽粒中毒素含量进行评价;第四类为籽粒抗感染能力(T y p eⅣ:r e s i s t a n c e t ok e r n e l i n-f e c t i o n),一般用病粒率(F D K:f u s a r i u m-d a m a g e d k e r n a l s)表示;第五类为耐病性(T y p e V:t o l e r-a n c e),以产量损失进行评价㊂鉴于抗性鉴定的复杂性,目前研究以前3种抗性类型研究居多㊂开展小麦种质抗性评价是赤霉病抗性育种的前提㊂胡文静等[11]利用单花滴注的方法对93份小麦栽培及地方品种(系)的赤霉病抗扩展能力进行评价,筛选出可用于赤霉病育种的扬麦23等9份综合性状优异的材料㊂蒋正宁等[12]对扬麦系材料进行赤霉病抗扩展鉴定,并利用相关分子标记推测了扬麦系小麦品种抗性分子基础,为合理利用赤霉病抗源提供了参考㊂由于赤霉病抗性是多基因控制的数量性状,抗性鉴定易受环境条件影响,其抗性分子遗传解析和基因克隆进展缓慢㊂目前被正式命名的赤霉病抗性基因有8个(F h b1 ~F h b8)㊂F h b1和F h b2分别位于3B和6B染色体,为抗扩展类型基因,在苏麦3号等抗性品种中发现[13-14];F h b4和F h b5分别位于4B和5A染色体,为抗侵染类型基因,在地方品种望水白中发现[15-16]㊂F h b3㊁F h b6和F h b7来源于小麦近缘属物种大赖草㊁日本披碱草和长穗偃麦草[17-18]㊂F h b8来源于望水白,位于7D染色体,与籽粒病粒率抗性相关[19]㊂这些基因中,仅F h b1和F h b7被克隆,F h b1编码一个富含组氨酸的钙结合蛋白T a H R C[20-21](h i s t i d i n e-r i c h c a l c i u m-b i n d i n g);F h b7编码谷胱甘肽转移酶基因[22]㊂F h b1是目前在育种应用最多的抗性基因[23]㊂此外,对赤霉病抗性种质的遗传解析定位到数百个赤霉病抗性相关Q T L,多数位点由于遗传效应有限,尚未在生产上得到广泛应用[24]㊂武汉1号㊁扬麦158等品种中定位到Q T L位点Q F h s.c r c-2D L,是目前长江中下游麦区小麦育种中应用较多的抗性位点[23,25-28]㊂在小麦品种冀5265中定位到另一个位于2D染色体的Q T L位点,表型贡献率高达㊃334㊃第4期徐晴等:湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测30%,也具有较高育种利用潜力[29]㊂这些基因位点的发掘极大地丰富了小麦赤霉病抗性基因资源㊂湖北省地处长江中游,小麦扬花期易遭遇阴雨天气,是小麦赤霉病的重发区,但同时也蕴含着丰富的小麦赤霉病抗性资源,育成品种常具有较好的赤霉病抗性[30]㊂本研究收集湖北省历年审定小麦品种及选育高代品系66份,采取喷雾接种对供试材料进行田间赤霉病抗性鉴定,筛选优异抗性种质;利用赤霉病主效抗性基因功能性分子标记和连锁标记对供试材料进行分子检测,解析其抗性遗传位点组成;同时分析不同年代间小麦品种(系)赤霉病抗性㊁株高和小穗密度等性状的差异,为湖北省小麦抗赤霉病育种提供参考㊂1材料与方法1.1试验材料供试材料为湖北省不同时期审定小麦品种59份及选育优异高代品系7份㊂苏麦3号㊁鄂恩1号和安农8455分别为高抗㊁中抗和高感赤霉病对照品种㊂抗性鉴定所用赤霉病菌株为保存于湖北省农业科学院植保土肥所的 黄冈1号 ㊂1.2田间种植供试小麦材料分别于2021-2022和2022-2023年度在湖北省农业科学院南湖试验田种植㊂播种日期分别为2021年10月31日和2022年11月2日㊂试验采用完全随机区组设计,2次重复,每小区行长1m,行距0.25m,每行播种65粒㊂1.3赤霉病抗性鉴定赤霉病抗性鉴定依据‘中华人民共和国农业行业标准N Y/T2954-2016:小麦区域试验品种抗赤霉病鉴定技术规程“实施㊂每试验小区开花期标记10个始花麦穗,使用浓度为1ˑ105个㊃m L-1分生孢子液对标记穗子进行喷雾接种㊂从接种后到调查结束采用弥雾装置进行增湿处理以保证发病充分㊂接种后21d,调查标记麦穗的发病穗数及每个病穗发病小穗数和总小穗数,计算病情指数(d i s e a s e i n d e x,D I)㊂其中,发病率=发病穗数/调查总穗数;严重度=发病总小穗数/总小穗数;病情指数=发病率ˑ严重度ˑ100㊂根据病情指数对供试小麦品种抗性进行划分(表1)㊂1.4D N A提取及分子标记分析苗期取植株幼嫩叶片,采用C T A B法提取植物基因组D N A[31]㊂F h b1基因检测采用朱展望等[32]设计的诊断性H i s-I n D e l标记,F h b2(Wm c398和G w m644)[15]㊁F h b4(G w m149和G w m513)[33]㊁F h b5(X b a r c180和G w m186)[34]和Q F h s.c r c-2D L(G w m539和Wm c41)[25]检测根据文献报道采用上述紧密连锁S S R标记,引物序列来源于网站h t t p://202.194.139.32/[35]㊂其中,苏麦3号为F h b1基因阳性对照,望水白为F h b2㊁F h b4和F h b5阳性对照,武汉1号为Q F h s.c r c-2D L位点阳性对照㊂P C R反应体系为20μL,2ˑT a q M a s t e rm i x(P C0902,北京艾德莱生物科技有限公司)10μL,上下游引物(10μm o l㊃L-1)各1.2μL,D N A模板(50n g㊃μL-1)2μL,d d H2O 5.6μL㊂P C R扩增程序:94ħ预变性3m i n;94ħ变性30s,55ħ退火30s(退火温度根据不同引物确定),72ħ延伸1m i n(延伸时间由片段大小确定),35个循环;72ħ延伸8m i n,4ħ保存㊂除F h b1基因用1%琼脂糖电泳检测外,其余S S R 标记P C R产物均采用8%(W/V)的非变性聚丙烯酰胺凝胶检测,1ˑT B E缓冲液180V电压下电泳1.5~2h,然后银染显色检测㊂当目标基因条带与阳性对照一致时,认为该品种(系)可能含有该基因㊂表1小麦赤霉病喷雾接种抗性鉴定标准T a b l e1E v a l u a t i o n c r i t e r i a u s e d f o r t h e r e s i s t a n c ec l a s s i f i c a t i o nb y s p r a y i n o c u l a t i o n病情指数D i s e a s e i n d e x抗性评价R e s i s t a n c e e v a l u a t i o nD I=0免疫I mm u n i t y(I)0<D IɤD I C K-R抗病R e s i s t a n c e(R)D I C K-R<D IɤD I C K-M R中抗M o d e r a t e r e s i s t a n c e(M R) D I C K-M R<D IɤD I C K-S中感M o d e r a t e s u s c e p t i b i l i t y(M S)D IȡD I C K-S高感H i g h s u s c e p t i b i l i t y(S)1.5数据分析采用S P S S软件进行数据统计和方差分析㊂2结果与分析2.1供试材料赤霉病抗性鉴定与评价供试小麦材料赤霉病抗性鉴定结果显示,抗性对照苏麦3号病情指数最低,2年平均值为0.79;中抗对照鄂恩1号和感病对照安农8455分别为14.03和44.82㊂2021-2022年度不同品种(系)病情指数范围为0.17~66.16,2022-2023年度病情指数范围为1.41~75.00,两年度病情指数平均值范围为0.79~64.87(表2)㊂根据对照品㊃434㊃麦类作物学报第44卷表2供试小麦材料不同年份的赤霉病抗性鉴定结果T a b l e2F H Br e s i s t a n c e o f t h e e v a l u a t e dw h e a tm a t e r i a l s i nd i f f e r e n t y e a r s编号C o d e材料名称M a t e r i a l病情指数D i s e a s e i n d e x20222023平均M e a n抗性类型R e s i s t a n c et y p e1苏麦3号S u m a i3(C K)0.171.420.79R 28106192.512.692.60M R 3长辐麦22C h a n g f u m a i222.328.165.24M R 4华麦8号H u a m a i82.9910.586.78M R 5鄂麦14E m a i144.719.797.25M R 6鄂麦12E m a i126.5810.548.56M R 7金乐1号5.9012.619.26M R 8鄂2133E21331.1618.439.79M R 9荆州66J i n g z h o u6616.174.1210.14M R 10710818-10.6310.63M R 11鄂T45048E T4504812.029.3710.69M R 12鄂麦21E m a i2115.916.4311.17M R 13汉麦008H a n m a i00812.0210.9011.46M R 14荆麦103J i n g m a i1032.5023.4012.95M R 15鄂麦007E m a i00713.0313.1413.09M R 16鄂麦11E m a i119.8717.3413.61M R 17鄂恩6号E e n618.119.9714.04M R 18鄂恩1号E e n1(C K)10.4017.6814.04M R 19鄂麦17E m a i1722.396.8914.64M S 20鄂麦9号E m a i932.323.4417.88M S 21龙麦30L o n g m a i3016.3920.6918.54M S 22鄂麦170E m a i17015.8521.9118.88M S 23鄂麦398E m a i39816.2222.2519.23M S 24宜麦1号Y i m a i116.0722.6019.34M S 25鄂麦596E m a i59622.6816.6519.66M S 26鄂麦006E m a i00616.0223.4719.75M S 27华1609H u a160918.7221.4620.09M S 28810148-20.2320.23M S 29郑麦9023Z h e n g m a i902319.8820.6520.26M S 30华麦211H u a m a i21133.188.3120.75M S 31鄂麦23E m a i2319.6422.2720.96M S 32华麦2668H u a m a i266819.6622.5921.12M S 33鄂T81855E T8185522.7319.9021.31M S 34襄麦D51X i a n g m a iD518.8535.2422.05M S 35810145-22.3622.36M S 36鄂麦805E m a i80526.9218.9022.91M S 37荆州47J i n g z h o u4726.1020.5223.31M S 38鄂恩4号E e n439.028.8923.96M S 39鄂麦580E m a i58028.1720.1524.16M S 40华麦1223H u a m a i122319.9528.4424.20M S 41华1369H u a136917.6830.7224.20M S 42华1337H u a133737.3113.6225.46M S 43鄂麦803E m a i80327.8123.1825.49M S 44鄂麦18E m a i1832.4618.6725.57M S ㊃534㊃第4期徐晴等:湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测(续表2C o n t i n u e d t a b l e2)编号C o d e材料名称M a t e r i a l病情指数D i s e a s e i n d e x20222023平均M e a n抗性类型R e s i s t a n c et y p e45鄂麦6号E m a i625.6027.1126.35M S 46扶麦1369F u m a i136922.4630.2626.36M S 47鄂麦590E m a i59034.5518.8426.69M S 48襄麦25X i a n g m a i2525.0033.3529.18M S 49龙麦176L o n g m a i17642.4016.7229.56M S 50鄂麦608E m a i60837.3422.0029.67M S 51川麦1566C h u a n m a i156629.6230.2329.93M S 52豫麦51Y u m a i5142.7518.5930.67M S 53宛麦369W a n m a i36934.7727.9431.35M S 54鄂麦25E m a i2545.2320.5132.87M S 55鄂麦572E m a i57228.1639.0033.58M S 56鄂麦15E m a i1551.7419.7735.76M S 57G21658.4721.4539.96M S 58荆麦202J i n g m a i20243.5540.2241.88M S 59华麦2152H u a m a i215237.9549.9743.96M S 60襄麦35X i a n g m a i3556.1431.8243.98M S 61安农8455A n n o n g8455(C K)42.9746.6844.82S 62鄂麦426E m a i42644.8046.3245.56S 63鄂麦24E m a i2452.1947.6149.90S 64鄂麦352E m a i35250.3350.7250.53S 65鄂麦251E m a i25152.3354.1953.26S 66鄂麦22E m a i2266.1642.2254.19S 67鄂麦174E m a i17460.8759.4160.14S 68华1607H u a160748.5775.0261.80S 69810416-64.8764.87S -代表无数据;M R㊁M S㊁S㊁R同表1㊂-r e p r e s e n t sm i s s i n g d a t a.M R,M S,S,a n dRa r e t h e s a m e i n t a b l e1.种病情指数,对供试材料进行抗性划分,810619㊁长辐麦22和华麦8号等16个材料抗性达到中抗水平,占比24.2%;鄂麦17㊁鄂麦9号和龙麦30等42个材料(63.6%)赤霉病抗性水平为中感;抗性水平低于感病对照安农8455的品种(系)有8个(12.1%);没有发现抗性水平高于苏麦3号的材料㊂不同类型抗性材料之间病情指数差异达极显著水平(图1)㊂供试材料赤霉病病情指数年度间相关系数为0.58㊂方差分析结果(表3)表明,环境㊁基因型以及环境与基因型互作对该地区赤霉病病性指数的影响均达到显著水平㊂2.2赤霉病抗性相关基因的分子检测分子标记检测结果表明(表4,图2),66份供试小麦材料中,仅T45048携带F h b1;鄂麦18㊁鄂麦398和鄂麦426等18个材料可能携带F h b5基因;鄂麦11㊁鄂麦12和810619等15个材料可能 **表示不同抗性类型间赤霉病病情指数差异极显著(P< 0.01)㊂**r e p r e s e n t ss i g n i f i c a n td i f f e r e n c eb e t w e e nt h e g r o u p s w i t hd i f f e r e n tF H Br e s i s t a n c e(P<0.01).图1供试材料赤霉病不同抗性类型病情指数差异F i g.1D i s e a s e i n d e xd i f f e r e n c e s a m o n g t h eg r o u p sw i t hd i f f e r e n t F H Br e s i s t a n c e㊃634㊃麦类作物学报第44卷表3供试小麦材料在不同年份赤霉病抗性方差分析T a b l e3A n a l y s i s o f t h eF H Br e s i s t a n c e o f t h e s e l e c t e dw h e a tm a t e r i a l s i nd i f f e r e n t y e a r s源S o u r c eⅢ型平方和S u mo f s q u a r e s自由度D e g r e e o f f r e e d o m均方M e a n s q u a r e F值F v a l u e 差异显著性S i g n i f i c a n c e环境E n v i r o n m e n t850.001850.007.620.01基因型G e n o t y p e53505.1369775.446.950.00环境ˑ基因型E n v i r o n m e n tˑG e n o t y p e13239.9763210.161.880.00误差E r r o r14949.02134111.56表4供试材料赤霉病抗性相关基因分子标记检测结果T a b l e4M o l e c u l a r a n a l y s i s o f t h eF H Br e s i s t a n c e g e n e s i n t h e t e s t e dw h e a tm a t e r i a l s基因G e n e/Q T L品种c u l t i v a r sF h b1T45048,苏麦3号,望水白T45048,S u m a i3,W a n g s h u i b a iF h b2苏麦3号,望水白S u m a i3,W a n g s h u i b a iF h b4望水白W a n g s h u i b a iF h b5鄂麦18,鄂麦398,鄂麦23,鄂麦25,豫麦51,金乐1号,华1369,鄂麦426,龙麦176,荆麦202,龙麦30,华1609,荆州47,鄂2133,810619,710818,810148,810145,武汉1号,望水白E m a i18,E m a i398,E m a i23,E m a i25,Y u m a i51,J i n l e1,H u a1369,E m a i426,L o n g m a i176,J i n g m a i202, L o n g m a i30,H u a1609,J i n g z h o u47,E2133,810619,710818,810148,810145,W u h a n1,W a n g s h u i b a iQ F h s.c r c-2D L 鄂麦11,鄂麦12,鄂麦398,鄂麦14,鄂麦22,荆麦103,襄麦D51,汉麦008,川麦1566,华麦211,华麦211,长辐麦22,鄂麦6号,鄂麦9号,810619,710818,苏麦3号,武汉1号E m a i11,E m a i12,E m a i398,E m a i14,E m a i22,J i n g m a i103,X i a n g m a i D51,H a n m a i008,C h u a n m a i1566,H u a-m a i211,C h a n g f u m a i22,E m a i6,E m a i9,810619,710818,S u m a i3,W u h a n1携带Q F h s.c r c-2D L基因㊂其中,华麦211㊁810619和710818等3个材料同时携带F h b5和Q F h s.c r c-2D L基因㊂鉴定为中抗的16个材料中,75%(12个)至少携带1个抗性基因㊂仅鄂麦007㊁鄂麦21㊁华麦8号和鄂恩6号没有检测出已知抗性基因㊂2.3不同年份选育小麦品种(系)赤霉病抗性与株高和小穗密度的相关性分析株高和小穗密度是影响小麦赤霉病抗性的重要农艺性状㊂将供试材料根据选育年份进行划分,分析年代间选育小麦品种(系)株高㊁赤霉病病情指数和小穗密度的变化趋势,以及赤霉病抗性与株高和小穗密度的相关性㊂结果显示,2008年以前选育品种(系)平均株高95.7c m,2009年及以后选育品种(系)株高显著降低,平均株高为81.5c m;赤霉病病情指数和小穗密度年代间差异不显著(表5)㊂性状相关性分析结果显示(表5),2008年以前选育小麦品种(系)赤霉病病情指数与株高呈显著负相关(-0.52),2009年以后选育小麦品种(系)赤霉病病情指数则与株高和小穗密度没有显著相关性㊂以上结果表明,湖北省不同年代间小麦品种(系)小穗密度对赤霉病抗性影响不大㊂小麦株高虽然近15年来显著降低,但是其对赤霉病抗性的影响却并未显著增加㊂表5不同年份供试小麦材料赤霉病病情指数与株高和小穗密度的相关性分析T a b l e5C o r r e l a t i o n s a n a l y s i s b e t w e e nF H Bd i s e a s ei n d e x a n d p l a n t h e i g h t o r s p i k e c o m p a c t n e s s项目I n t e m赤霉病病情指数D i s e a s ei n d e x株高P l a n th e i g h t/c m相关性C o r r e l a t i o n小穗密度S p i k ec o m p a c t n e s s相关性C o r r e l a t i o n2008年及之前品种(系)C u l t i v a r(l i n e)b r e de a r l i e rt h a n20082009年及之后品种(系)C u l t i v a r(l i n e)b r e dl a t e rt h a n200919.6895.7-0.52**2.09-0.0826.0681.5-0.022.1-0.29**表示显著相关(P<0.01)㊂**r e p r e s e n t s s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n(P<0.01).㊃734㊃第4期徐晴等:湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测(1)F h b 1基因标记H i s -I n D e l 检测结果;(2)和(3)分别为Q F h s .c r c -2D L 基因位点连锁标记G w m 539和Wm c 41检测结果;(4)和(5)分别为F h b 5基因位点连锁标记G w m 186和X b a r c 180检测结果㊂箭头为目标条带位置㊂T h e a m p l i f i c a t i o n s a r e d e r i v e d f r o m (1)F h b 1a m p l i f i e dw i t hm a r k e r H i s -I n D e l ;(2)a n d (3)f o r Q F h s .c r c -2D L a m pl i f i e dw i t hm a r k -e r s G w m 539a n d Wm c 41,r e s p e c t i v e l y ;(4)a n d (5)f o r F h b 5a m p l i f i e dw i t hm a r k e r s G w m 186a n d X b a r c 180,r e s p e c t i v e l y.A r r o w i n d i -c a t e s t h e t a r ge t b a n d .图2 部分参试材料分子标记检测结果F i g .2 M o l e c u l a r d e t e c t i o n f o r F h b 1,QF h s .c r c -2D L a n d F h b 5g e n e s i n s o m e o f t h e t e s t e dw h e a tm a t e r i a l s ㊃834㊃麦 类 作 物 学 报 第44卷3讨论3.1赤霉病抗性鉴定赤霉病抗性是典型的数量性状,抗性鉴定易受环境影响㊂本研究于2021-2023两年度对湖北省不同时期审定的59份小麦品种和7份高代品系进行田间赤霉病抗性鉴定,供试材料年度间赤霉病病情指数显著相关(相关系数0.58,P<0.01),说明本试验参试材料抗性较为稳定,受环境影响有限,抗病对照和感病对照鉴定结果与预期一致,说明试验结果有效㊂本研究筛选出810619㊁长辐麦22等中抗赤霉病材料16份,占比24.2%;鄂麦17等中感材料42份,占比63.6%;感病水平材料8份,占比12.1%,说明湖北省历史和当前主要小麦品种(系)赤霉病抗性水平主要介于中抗到中感之间㊂虽然没有鉴定到赤霉病抗性超过苏麦3号的高抗材料,但是810619㊁长辐麦22和华麦8号等材料的赤霉病病情指数仅略低于苏麦3号,这些材料可作为赤霉病抗性种质进行育种利用㊂3.2抗赤霉病基因/Q T L分析小麦赤霉病抗性受多基因控制,F h b1是目前已知遗传效应最大的抗性基因,已在育种中得到广泛应用,但有研究表明其抗性遗传效应受遗传背景影响㊂本项目对湖北省主要审定品种(系)的F h b1基因进行检测,结果显示仅T45048含有该基因,说明湖北省小麦育种中对F h b1基因的利用并不广泛,不同于扬麦系列品种,其赤霉病抗性可能由其它抗性基因决定㊂对F h b2㊁F h b4㊁F h b5和Q F h s.c r c-2D L位点的检测结果显示鄂麦18号㊁鄂麦398等18份材料(27.2%)可能携带F h b5基因位点;鄂麦11等15个材料(22.7%)可能携带Q F h s.c r c-2D L抗性基因位点,说明这2个基因可能在湖北省小麦的赤霉病抗性育种中得到了较多应用;没有检测到携带F h b2和F h b4位点的材料,说明这2个基因在湖北小麦育种中利用有限㊂进一步分析发现,同时携带F h b5和Q F h s.c r c-2D L 基因位点的3份材料中,2份为中抗(810619和710818),1份为中感(鄂麦398);仅携带F h b5位点的小麦材料有3份材料鉴定为感病,说明不同遗传背景下抗性基因遗传效应的差异,因此,赤霉病抗病育种中,要充分考虑亲本材料的遗传背景,当背景材料抗性较差时,聚合多个抗性基因可能才能达到预期的育种目标㊂同时,本研究鉴定为中抗的16份小麦材料中,75%至少携带一个已知抗性基因(位点),仅鄂麦007㊁鄂麦21㊁华麦8号和鄂恩6号等4份材料没有检测到已知抗性基因,推测可能含有新的抗性基因位点㊂3.3抗性品种(系)抗性来源分析系谱分析结果显示,中抗品系810619和710818均为 扬辐麦5号/荆麦103 杂交组合后代,其亲本之一荆州103在本研究中赤霉病抗性鉴定为中抗;分子标记检测结果显示810619和710818携带F h b5和Q F h s.c r c-2D L基因位点;而荆州103被检测出携带Q F h s.c r c-2D L位点,推测810619和710818携带的Q F h s.c r c-2D L位点可能来自于荆麦103,根据荆州103(扬麦158/90-309)的系谱,其抗性基因可能源于扬麦158㊂鄂麦12系谱为 750025-12/鄂麦6号 ,本研究检测出其携带抗性位点Q F h s.c r c-2D L,与鄂麦6号分子检测结果一致,鄂麦6号赤霉病抗性鉴定为中感,因此鄂麦12的抗性及抗性基因位点可能来源于鄂麦6号㊂汉麦008为 扬麦15/华2566 杂交系选后代,携带Q F h s.c r c-2D L位点,其抗性及抗性基因可能源于扬麦15㊂华麦8号(南大2419/ B91-80//华早2号)和鄂2133(毛颖阿夫/宜麦1号)2个中抗品种的系谱分析显示,华麦8号亲本含有南大2419,鄂2133的亲本之一宜麦1号为南大2419系选品种[36]㊂已有研究表明,南大2419在2B染色体上存在一个稳定的抗赤霉病位点[37],因此这两个品种抗性可能与南大2419相关㊂鄂麦14㊁鄂麦007㊁鄂麦21和鄂恩6号等中抗品种因亲本材料抗性不明,无法推测其抗性来源,需要进一步的遗传研究㊂系谱分析结果说明湖北省赤霉病抗性较好品种(系)以江苏材料和湖北省早期育种材料抗性来源为主,辅以未知抗性新基因㊂3.4赤霉病抗性与农艺性状相关性株高和小穗密度是影响小麦赤霉病抗性的重要农艺性状,高秆和较稀小穗密度可以降低小麦赤霉病的发生,为小麦避病性状[38]㊂现有研究表明,小麦株高与赤霉病抗性呈显著负相关,大约40%的株高Q T L与赤霉病抗性相关Q T L共定位,目前利用较多的矮秆基因R h t-B1㊁R h t-D1㊁R h t8和R h t24中,仅R h t24矮秆基因被报道对赤霉病抗性无负效应[39]㊂徐晴等[40]对中国不同麦区小麦品种矮秆基因分布及其与赤霉病抗性关系的研究中发现,携带R h t2和R h t8矮秆基因的小麦材料赤霉病抗性显著低于不带有该位点的小麦㊃934㊃第4期徐晴等:湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测材料㊂本研究根据选育年代对供试小麦材料进行划分,比较不同年代间赤霉病病情指数㊁株高和小穗密度的变化,结果显示近15年来湖北省小麦品种株高显著降低,平均降低14.2c m,赤霉病病情指数和小穗密度年代间变化不大㊂对不同年代间选育品种的株高与赤霉病抗性相关性分析结果显示,较早期选育小麦品种(2008年及以前)赤霉病病情指数与株高呈显著负相关,而2009年及以后选育小麦品种(系)株高和赤霉病抗性间则没有显著相关性,这种差异说明近十多年来湖北省小麦品种改良可能利用了不同的降秆基因,这些矮秆基因对赤霉病抗性没有或者仅有较小负遗传效应,进一步挖掘这些株高控制基因将为小麦抗赤霉病育种提供帮助㊂参考文献:[1]B A IG.S c a bo fw h e a t:P r o s p e c t s f o r c o n t r o l[J].P l a n tD i s-e a s e,1994,78(8):760.[2]P A R R Y D W,J E N K I N S O N P,M C L E O D L.F u s a r i u m e a rb l i g h t(sc a b)i ns m a l l g r a i n c e r e a l s a r e v i e w[J].P l a n tP a-t h o l o g y,1995,44(2):207.[3]程顺和,张勇,别同德,等.中国小麦赤霉病的危害及抗性遗传改良[J].江苏农业学报,2012,28(5):938.C H E N GSH,Z H A N G Y,B I E T D,e ta l.D a m a g eo fw h e a t F u s a r i u mh e a db l i g h t(F H B)e p i d e m i c sa n d g e n e t i c i m p r o v e-m e n t o fw h e a t f o r s c a b r e s i s t a n c e i nC h i n a[J].J i a n g s uJ o u r-n a l o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s,2012,28(5):938.[4]张爱民,阳文龙,李欣,等.小麦抗赤霉病研究现状与展望[J].遗传,2018,40(10):858.Z H A N G A M,Y A N G W L,L IX,e ta l.C u r r e n ts t a t u sa n d p e r s p e c t i v eo n r e s e a r c h a g a i n s t F u s a r i u mh e a db l i g h t i nw h e a t [J].H e r e d i t a s,2018,40(10):858.[5]黄冲,姜玉英,吴佳文,等.2018年我国小麦赤霉病重发特点及原因分析[J].植物保护,2019,45(2):160.HU A N GC,J I A N G Y Y,WUJ W,e t a l.O c c u r r e n c e c h a r a c-t e r i s t i c s a n dr e a s o na n a l y s i so fw h e a th e a db l i g h t i n2018i nC h i n a[J].P l a n tP r o t e c t i o n,2019,45(2):160.[6]F E R R I G O D,R A I O L A A,C A U S I N R.F u s a r i u m t o x i n s i nc e r e a l s:O c c u r r e n c e,l e g i s l a t i o n,f a c t o r s p r o m o t i n g t h e a p p e a r-a n c e a n d t h e i rm a n a g e m e n t[J].M o l e c u l e s,2016,21(5):627.[7]J I F,H ED,O L A N I R A NAO,e t a l.O c c u r r e n c e,t o x i c i t y,p r o-d u c t i o na n dde t e c t i o nof F u s a r i u m m y c o t o x i n:Ar e v i e w[J].F o o dP r o d u c t i o n,P r o c e s s i n g a n d N u t r i t i o n,2019,1(1):6.[8]M C MU L L E N M,B E R G S T R OM G,D E WO L FE,e t a l.Au-n i f i e d e f f o r t t o f i g h t a ne n e m y o fw h e a t a n db a r l e y:F u s a r i u mh e a db l i g h t[J].P l a n tD i s e a s e,2012,96(12):1712.[9]M E S T E R HÁZ Y A.T y p e sa n dc o m p o n e n t so fr e s i s t a n c et oF u s a r i u mh e a db l i g h to fw h e a t[J].P l a n tB r e e d i n g,1995, 114(5):377.[10]M I L L E RJD,Y O U N GJC,S AM P S O NDR.D e o x y n i v a l e n o la n dF u s a r i u m h e a db l i g h tr e s i s t a nc e i ns p r i n g c e r e a l s[J]. J o u r n a l o f P h y t o p a t h o l o g y,1985,113(4):359. [11]胡文静,张春梅,吴迪,等.长江中下游小麦抗赤霉病品种的筛选与部分农艺性状分析[J].中国农业科学,2020,53(21): 4313.HU WJ,Z HA N G C M,WU D,e t a l.S c r e e n i n g f o r r e s i s t a n c e t oF u s a r i u mh e a d b l i g h t a n d a g r o n o m i c t r a i t s o fw h e a t g e r m-p l a s m s f r o m Y a n g t z eR i v e r r e g i o n[J].S c i e n t i aA g r i c u l t u r a S i n i c a,2020,53(21):4313.[12]蒋正宁,吕国锋,王玲,等.扬麦品种(系)赤霉病抗扩展性基因分子检测及其抗性评价[J].麦类作物学报,2019,39(12): 1406.J I A N G ZN,LÜG F,WA N G L,e ta l.E v a l u a t i o no fF u s a r i-u mh e a db l i g h t r e s i s t a n c e a n dm o l e c u l a r d e t e c t i o no f t y p eⅡr e s i s t a n c e g e n e si n Y a n g m a i w h e a tc u l t i v a r s(l i n e s)[J]. J o u r n a l o f T r i t i c e a eC r o p s,2019,39(12):1406. [13]C U T H B E R T P A,S OM E R S DJ,T HOMA SJ,e ta l.F i n e m a p p i n g F h b1,a m a j o r g e n e c o n t r o l l i n g F u s a r i u m h e a d b l i g h t r e s i s t a n c ei n b r e a d w h e a t(T r i t i c u m a e s t i v u m L.) [J].T h e o r e t i c a l a n dA p p l i e dG e n e t i c s,2006,112(8):1465.[14]C U T H B E R TPA,S OM E R SDJ,B R U LÉ-B A B E L A.M a p-p i n g o f F h b2o n c h r o m o s o m e6B S:A g e n e c o n t r o l l i n g F u s a r i-u m h e a db l i g h tf i e l dr e s i s t a n c ei n b r e a d w h e a t(T r i t i c u m a e s t i v u m L.)[J].T h e o r e t i c a l a n dA p p l i e dG e n e t i c s,2007, 114(3):429.[15]X U ES,L IG,J I A H,e t a l.F i n em a p p i n g F h b4,am a j o rQ T Lc o nd i t i o n i n g re s i s t a n c e t oF u s a r i u mi nf e c t i o n i nb r e a dw h e a t (T r i t i c u ma e s t i v u m L.)[J].T h e o r e t i c a la n d A p p l i e dG e-n e t i c s,2010,121(1):147.[16]X U ES,X U F,T A N G M,e t a l.P r e c i s em a p p i n g F h b5,am a-j o r Q T L c o n d i t i o n i n g r e s i s t a n c et o F u s a r i u m i n f e c t i o ni n b r e a dw h e a t(T r i t i c u m a e s t i v u m L.)[J].T h e o r e t i c a la n dA p p l i e dG e n e t i c s,2011,123(6):1055.[17]Q ILL,P UM P H R E Y M O,F R I E B EB,e t a l.M o l e c u l a r c y-t o g e n e t i cc h a r a c t e r i z a t i o no fa l i e ni n t r o g r e s s i o n s w i t h g e n e F h b3f o r r e s i s t a n c e t oF u s a r i u mh e a db l i g h t d i s e a s e o fw h e a t [J].T h e o r e t i c a l a n dA p p l i e dG e n e t i c s,2008,117(7):1155.[18]WA N GSL,Q I LL,C H E NPD,e t a l.M o l e c u l a r c y t o g e n e t i ci d e n t i f i c a t i o n o f w h e a t-E l y m u s t s u k u s h i e n s e i n t r o g r e s s i o n l i n e s[J].E u p h y t i c a,1999,107(3):217.[19]WA N G X,L IG,J I A H,e ta l.B r e e d i n g e v a l u a t i o na n d p r e-c i s em a p p i n g o f F h b8f o rF u s a r i u m h e a db l i g h t r e s i s t a n c e i n w h e a t(T r i t i c u m a e s t i v u m)[J].P l a n tB r e ed i n g,2023,h t-t p s://d o i.o r g/10.1111/p b r.13113.[20]S UZ,B E R N A R D O A,T I A NB,e t a l.Ad e l e t i o nm u t a t i o n i nT a H R C c o n f e r s F h b1r e s i s t a n c e t oF u s a r i u m h e a db l i g h t i n w h e a t[J].N a t u r eG e n e t i c s,2019,51:1099.[21]L IG,Z H O UJ,J I A H,e t a l.M u t a t i o no f a h i s t i d i n e-r i c h c a l-c i u m-b i nd i n g-p r o te i n g e n e i nw h e a t c o nf e r s r e s i s t a n c e t o F u-s a r i u m h e a db l igh t[J].N a t u r eG e n e ti c s,2019,51:1106.[22]WA N G H,S U NS,G E W,e t a l.H o r i z o n t a l g e n e t r a n s f e ro fF h b7f r o mf u n g u s u n d e r l i e sF u s a r i u m h e a db l i g h t r e s i s t a n c e㊃044㊃麦类作物学报第44卷i nw h e a t[J].S c i e n c e,2020,368(6493):e a b a5435.[23]MAZ,X I E Q,L IG,e t a l.G e r m p l a s m s,g e n e t i c s a n d g e n o m-i c sf o rb e t t e rc o n t r o lo fd i s a s t r o u s w h e a t F u s a r i u m h e a d b l i g h t[J].T h e o r e t i c a l a n dA p p l i e dG e n e t i c s,2020,133(5): 1541.[24]H.B U E R S TMA Y R,T.B A N,J.A.A N D E R S O N.Q T L m a p p i n g a n d m a r k e r-a s s i s t e ds e l e c t i o nf o r F u s a r i u m h e a d b l i g h t r e s i s t a n c ei n w h e a t:ar e v i e w[J].P l a n tB r e e d i n g, 2009,128:1.[25]S OM E R SDJ,F E D A K G,S A V A R D M.M o l e c u l a rm a p p i n g o fn o v e l g e n e sc o n t r o l l i n g F u s a r i u m h e a db l i g h tr e s i s t a n c e a n dd e o x y n i v a l e n o la c c u m u l a t i o ni ns p r i n g w h e a t[J].G e-n o m e,2003,46(4):555.[26]Y A N H,L IG,S H I J,e t a l.G e n e t i c c o n t r o l o f F u s a r i u mh e a db l i g h tr e s i s t a nc ei nt w o Y a n g m a i158-de r i v e dr e c o m b i n a n t i n b r e d l i n e p o p u l a t i o n s[J].T h e o r e t i c a l a n dA p p l i e dG e n e t-i c s,2021,134(9):3037.[27]Z H A N G P,G U O C,L I U Z,e ta l.Q u a n t i t a t i v et r a i t l o c i f o rF u s a r i u mh e a db l i g h t r e s i s t a n c e i nw h e a t c u l t i v a r sY a n g m a i 158a n dZ h e n g m a i9023[J].T h eC r o p J o u r n a l,2021,9(1): 143.[28]胡文静,张勇,陆成彬,等.小麦品种扬麦16赤霉病抗扩展Q T L定位及分析[J].作物学报,2020,46(2):157.HU WJ,Z HA N G Y,L U CB,e t a l.M a p p i n g a n d g e n e t i c a-n a l y s i so fQ T L s f o rF u s a r i u m h e a db l i g h t r e s i s t a n c e t od i s-e a s e s p r e a di n Y a n g m a i16[J].A c t a A g r o n o m i c aS i n i c a, 2020,46(2):157.[29]L IH,Z H A N G F,Z H A O J,e ta l.I d e n t i f i c a t i o no fan o v e l m a j o rQ T L f r o mC h i n e s ew h e a t c u l t i v a r J i5265f o r F u s a r i u m h e a db l i g h tr e s i s t a n c ei n g r e e n h o u s e[J].T h e o r e t i c a la n dA p p l i e dG e n e t i c s,2022,135(6):1867.[30]朱展望,杨立军,佟汉文,等.湖北省小麦品种(系)的赤霉病抗性分析[J].麦类作物学报,2014,34(1):137.Z HUZ W,Y A N G LJ,T O N G H W,e ta l.A n a l y s i so f t h e r e s i s t a n c e t oF u s a r i u mh e a d b i g h t i nw h e a t v a r i e t i e s a n d l i n e s f r o m H u b e i[J].J o u r n a l o f T r i t i c e a eC r o p s,2014,34(1): 137.[31]E DWA R D SK,J O H N S T O N EC,T H OM P S O N C.As i m p l ea n d r a p i dm e t h o d f o r t h e p r e p a r a t i o no f p l a n t g e n o m i cD N A f o rP C Ra n a l y s i s[J].N u c l e i cA c i d sR e s e a r c h,1991,19(6): 1349.[32]朱展望,徐登安,程顺和,等.中国小麦品种抗赤霉病基因F h b1的鉴定与溯源[J].作物学报,2018,44(4):473.Z HUZ W,X U D A,C H E N GS H,e t a l.C h a r a c t e r i z a t i o no f F u s a r i u mh e a db l i g h t r e s i s t a n c e g e n e F h b1a n di t s p u t a t i v e a n c e s t o r i nC h i n e s ew h e a t g e r m p l a s m[J].A c t aA g r o n o m i c a S i n i c a,2018,44(4):473.[33]廖森,方正武,胡文静,等.59份江苏小麦品种(系)的抗赤霉病评价与农艺性状分析[J].麦类作物学报,2022,42(3): 297.L I A OS,F A N GZ W,HU WJ,e t a l.E v a l u a t i o n o f r e s i s t a n c e t oF u s a r i u m h e a db l i g h t a n da n a l y s i so f a g r o n o m i c t r a i t so f 59w h e a t g e r m p l a s m s i nJ i a n g s uP r o v i n c e[J].J o u r n a lo f T r i t i c e a eC r o p s,2022,42(3):297.[34]J I A H,Z H O U J,X U E S,e ta l.A j o u r n e y t ou n d e r s t a n d w h e a tF u s a r i u mh e a db l i g h t r e s i s t a n c e i n t h eC h i n e s ew h e a t L a n d r a c eW a n g s h u i b a i[J].T h eC r o p J o u r n a l,2018,6(1): 48.[35]MA S,WA N G M,WU J,e ta l.W h e a to m i c s:A p l a t f o r mc o m b i n i n g m u l t i p l eo m i c sd a t at oa c ce l e r a t ef u n c t i o n a lg e-n o m i c ss t u d i e si n wh e a t[J].M o l e c u l a r P l a n t,2021,14 (12):1965.[36]敖立万.湖北小麦[M].武汉:湖北科学技术出版社,2002:61.A OL W.W h e a t i n H u b e i[M].W u h a n:H u b e iS c i e n c e& T e c h n o l o g y P r e s s,2002:61.[37]L I NF,K O N GZX,Z HU HL,e t a l.M a p p i n g Q T La s s o c i a t-e dw i t h r e s i s t a n c e t oF u s a r i u mh e a d b l i g h t i n t h eN a n d a2419ˑW a n g s h u i b a i p o p u l a t i o n.T y p e I I r e s i s t a n c e[J].T h e o r e t i-c a l a n dA p p l i e dG e n e t i c s,2004,109(7):1504.[38]B U E R S T MA Y R M,S T E I N E R B,B U E R S T MA Y R H.B r e e d i n g f o rF u s a r i u m h e a db l i g h tr e s i s t a n c ei n w h e a tP r o g r e s sa n dc h a l l e n g e s[J].P l a n t B r e e d i n g,2020,139(3):429.[39]H E R T E R,C.P.,E B M E Y E R,E.,K O L L E R,S.e t a l.R h t24 r e d u c e sh e i g h t i nt h e w i n t e r w h e a t p o p u l a t i o n S o l i tärˑB u s s a r d w i t h o u t a d v e r s e e f f e c t s o nF u s a r i u mh e a d b l i g h t i n-f e c t i o n[J].T h e o r e t i c a lA p p l l i e dG e n e t i c s,2018,131:1263.[40]徐晴,许甫超,秦丹丹,等.矮秆基因在中国不同麦区小麦品种中的分布及其对赤霉病抗性的影响[J].麦类作物学报, 2022,42(7):790.X U Q,X U F C,Q I N D D,e ta l.D i s t r i b u t i o no f t h ew h e a t d w a r f i n gg e n e s i nC h i n aa n dt h e i r e f f e c t so nF u s a r i u m h e a db l i g h t r e s i s t a nc e[J].J o u r n a lo f T r i t i c e a eC r o p s,2022,42(7):790.㊃144㊃第4期徐晴等:湖北省66份小麦品种(系)赤霉病抗性鉴定与分子检测。
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化。我国学者普遍认为禾谷镰刀菌（Ｆ．ｇｍｍｉ，ｌ∞一
分为Ａ型和Ｂ型毒素。Ａ型和Ｂ型毒素原始区 分是因为它们在薄层色谱板上在长波长的紫外 光照射下表现出不同的颜色，Ａ型毒素发出天蓝 色荧光，而Ｂ型毒素显现褐色。Ａ型毒素包括 ＨＴ－２毒素、Ｔ－２毒素、二醋酸熏草镰刀菌烯醇 （ＤＡＳ）和新茄病镰刀菌烯醇（ｎｅｏＳｏｌａｎｉ０１），Ｂ型毒 素主要是镰刀菌烯醇（ＮＩＶ）和脱氧镰刀菌烯醇 （Ｄ（）Ｎ）。同一个镰刀菌种或同种中的不同菌株
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
菌（Ｆ．ｇｍｍｉ疗阳九耽）是河南麦区的主要菌原，占
８８％；四川的小麦赤霉病菌原较复杂，除了亚细亚镰
刀菌和禾谷镰刀菌外，还有燕麦镰刀菌（Ｆ．口醒撒一
ｃＰ跏）和南半球镰刀菌（Ｆ．打圮，．纠ｉｏ船比），所占比例
分别８％和１％。在重庆、湖北、河南、安徽和江苏采 到的３３个菌株尚不能鉴定到种（喻大昭等，未发 表）。 对上述采集的菌群进行毒素化学型ＰＣＲ检测，
和动物产仔数下降等。伏马毒素引起动物的晕 倒症，发病后２～３ ｄ即可死亡。单端孢霉烯是一
种引起呕吐和拒食的毒素。单端孢霉烯毒素可
烯生物合成基因簇和Ｆ．ｇ，ｎ棚ｎ船ｒ聊中
合成镰刀菌烯醇（ＮｌＶ）以及脱氧镰刀菌烯醇 （Ⅸ）Ｎ）的菌株的基因簇
万方数据
・４・
艋扬镰靠
２００９
与毒素生物合成相关基因的明确使毒素的分子
ｗｈｅａｔ
ｔｕｒｅ，ｐ鬯廿幻ｇ锄ｒｅｓｉｓｔａｎｏｅ ｔ０
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ｏｆ ｗｈｅａｔ ａｎｄ ｋｄｅｙ．
ｂａｒｌｅｙ；ｊ‰船一。∞ｚ ｈｅａｄ ｂｌｉｇｈｔ
赤霉病是世界潮湿、半潮湿地区大麦、小麦、黑 麦和裸大麦（青稞）以及玉米等禾本科作物上的一种 重要病害。该病１８８４年在英格兰首次报道，至２０ 世纪在亚洲、欧洲、北美、南美相继报道发生。２０世 纪９０年代，大、小麦赤霉病在美国引起的产量和质 量损失达３０亿美金［１］。麦类赤霉病是我国长江流 域、南方麦区和东北三江平原春麦区的重大流行病 害，由其引起的严重产量和品质损失，导致２０世纪 ９０年代后国家不再以保护价收购南方麦区和长江 流域麦区小麦，使南方小麦播种面积急剧下降，有的 地区停止小麦种植［２１；东北三江平原春麦面积也急 剧下降，被种植水稻所替代。近年来，由于全球气候 变化和某些耕作制度的调整，赤霉病的发生在我国 有北移的趋势，山东、河南和陕西等麦区小麦赤霉病 的流行频率有所增加，发生程度加重。麦类赤霉病 近些年也是世界麦类病害研究的热点之一。
计出来的。Ｐ哪等用随机扩增多态性ＤＮＡ分析筛
表２能进行分子鉴定的镰刀菌种、专化性引物序列和Ｐ（ｍ产物大小
万方数据
３５卷第３期
喻大昭：麦类赤霉病研究进展
・３・
２赤霉病菌毒素化学型及分子鉴定
赤霉病除了引起重大产量损失外，由于镰刀菌 能产生多种毒素而在田间和贮藏期导致作物品质损 失。最初因人畜食用赤霉病菌污染的谷物或饲料后 引发了一些莫名病症，才使人们对镰刀菌毒素有所 关注。１９３２年，俄罗斯科学家描述了在俄罗斯和哈 萨克斯坦以及其他中亚国家农村暴发一种神秘的疾 病，轻患者恶心、呕吐、腹泻并伴有白细胞和其他血 细胞减少，重者出现严重的皮疹，胃肠道和其他器官 出现坏死斑。医生检查病部，发现这种神秘的病不 是传染病，而是与吃了冬天留在田里春天才收回的 谷物（主要是小麦、大麦和小米）关系密切，当轻患者 不食用那些食物时，症状很快消失。前苏联卫生部 称这种病为食物中毒性白细胞缺乏症。１９３４—１９３５ 年冬天，在美国伊利诺伊由于草料受到镰刀菌污染， 马食用后引起震颤、抽搐和麻痹，导致５ ｏｏｏ匹马死 亡。就在这先后几年，在日本、美国和其他一些国家 都暴发人中毒事件且与吃了有红色霉状物的大麦、 小麦等谷物有关［１１｜。
系统发育生物学“种”的界限，且具有明显的地理分
布叫。在此基础上划分出９个独立的进化型“种” （表１）。
表ｌ禾谷镰刀菌族的９个进化型种及其分布
病原物的鉴定是病害防治的基础，如品种抗性鉴 定需要正确的菌种，不同病原物对不同药剂的敏感性 不同，选择药剂需要明确病原菌种。由于麦类赤霉病 可以由多种镰刀菌引起，因而鉴定镰刀菌种是一个基 础工作。镰刀菌的形态学分类需要很强的分类学知 识和技能，而且费时费事。随着分子生物学技术的发
枉扬镊力２００９，３５（３）：卜６
Ｐ缸耐Ｐ阳￡盯￡ｉ鲫
麦类赤霉病研究进展
喻大昭
（湖北省农业科学院，武汉４３００６４） 摘要 由镰刀菌引起的麦类赤霉病是大麦和小麦最重要的病害之一。本文综述了近年来在麦类赤霉病致病病原菌
种及分子鉴定、瘸原菌产毒及毒素化学型分子检测、大、小麦赤霉病病原菌种群结构、病原菌抗药性及新药剂研发、 病害流行预测和品种抗病性研究等方面的进展。 关键词麦类作物； 中图分类号： 赤霉病 文献标识码：
醇（ＤＯＮ）、镰刀菌烯醇（ＮＩＶ）、用Ｔｒ毋基因设计出 检测３一乙酰一脱氧镰刀菌烯醇（３一ＡＤＯＮ）和１５一乙酰
检测成为可能。现已用ｎ缮、ｎ巧和而６基因设
计出Ａ型毒素和Ｂ型毒素的ＰＣＲ检测专化性引
脱氧镰刀菌烯醇（１５一ＡＤＯＮ）的专化性引物，部分引
物见表３［１３—１ ８』。
物，用肼７和Ｔｒｉｊ３基因设计出检测脱氧镰刀菌烯
心仇）是我国麦类赤霉病的主要致病种。 然而，近年来国外学者就全球收集的禾谷镰刀 菌进行了包括交配型位点在内的１１个核基因（总长 度为７．１ ｋｂ）的ＤＮＡ区段的系统发育学分析，发现 原来生物学分类上划为一个独立的生物学“种”的禾
１麦类赤霉病致病菌原与镰刀菌种的分子
鉴定
很多镰刀菌（Ｆ”ｓ口订跏ｓｐｐ．）都是麦类赤霉病
所有采样省市都有分布，禾谷镰刀菌和南半球镰刀
菌只在四川、重庆和湖北的大麦种植区采到，Ｆ．
户ｒＤｆ玎舢ｚ跏只在湖北大麦种植区采到［２１。２００８
年湖北省农业科学院植保土肥研究所对四川、重庆、 湖北、安徽、江苏和河南６省市小麦赤霉病病穗进行
了大量采样，经单孢分离获得４３４个菌株。菌种 ＰＣＲ鉴定结果表明，亚细亚镰刀菌在河南没有采
具有很明显的地域分布特点，长江上中游以镰刀菌 烯醇（ＮＩＶ）为主，下游麦区以脱氧镰刀菌烯醇 （ＤＯＮ）为主［２］。引起小麦赤霉病的亚细亚镰刀菌 中产生脱氧镰刀菌烯醇（ＤＯＮ）的菌种以３一乙酰脱 氧镰刀菌烯醇（３一ＡｃＤＯＮ）化学型为主，而禾谷镰刀 菌中产生的脱氧镰刀菌烯醇则以１５一乙酰脱氧镰刀 菌烯醇（５一ＡｃＤＯＮ）为主（喻大昭等，未发表）。
选了Ｆ．加伽的特征Ｐ（、Ｒ产物，对其进行克隆并测序 获得了能鉴定该镰刀菌种的种专化性引物。杨立军 等在研究大麦赤霉病菌原时用禾谷镰刀菌族中氨基 连接酶２基因（ａｍｍｏｎｉａ ｌｉｇａｓｅ
２
ｇｅｎｅ口阳Ｓ２）和翻译
延长ｌａ基因（ｔ姗ｓｌａｔｉｏｎ
１１下１ａ）在种间的单核苷酸多态性（姗ｓ）设计出了禾
谷镰刀菌族（Ｆ．窖磁砌脚，．柳ｚ ｃｌａｄ）中的Ｆ．打埘谢ｉ０，ｚ一
收稿日期：２００９一０５一０５ 基金项目：
谷镰刀菌（Ｆ．ｇｍｍｉｎｅ口九锨）并非一个种，而是一个
国家现代农业产业技术体系建设专项资金；公益性行业科研专项（３—１５）｝国家“十一五”科技支撑计划（２００６Ｂ』锄８Ａ０５）
万方数据
・２・
妞绚绦靠
２００９
进化族群（Ｆ．ｇｒ口优ｉ咒Ｐ口，．聊２ ｃｌａｄ），它存在着清晰的
・
５・
于多菌灵的长期使用，赤霉病的病原菌对其抗药性 逐渐上升。作者对２００８年采自四川、湖北、河南、安 徽和江苏的２８６个小麦赤霉病单孢菌株进行抗多菌 灵测定，２个来自江苏的菌株ＥＣ５０超过ｌＯ ｐｇ／ｍＬ，１ 个菌株超过４．６ ｐｇ／ｒｎＬ。９０％的菌株Ｅｃ５。分布在 Ｏ．３～Ｏ．６ ｐｇ／ｍＬ。马中华监测了长江下游安徽、江 苏和浙江稻桩和小麦上的赤霉病菌对多菌灵的抗药 性，发现江苏和浙江有５％～１０％的菌株出现抗药 性，而安徽样本中只有ｏ．１％具有抗药性。对苯并咪 唑产生抗药性的菌株其ｐ一微管蛋白基因发生点突 变，从而导致和苯并咪唑结合的氨基酸序列改变。 马中华还根据这种点突变设计出抗药性菌株的 ＰＣＲ分子检测引物（未发表，私人通信）。作者用其
ｍｏｎｉｓｉｎｓ）、链珠镰刀菌素（ｍｏｎｉｌｉｆｏｍｉｎ）、镰刀菌
素（ｆｕｓａｕｒｉｎ）和单端孢霉烯（ｔｒｉｃｈｏｔｈｅｃｅｎｅ）等毒素 类型。玉米赤霉烯酮是非类固醇类毒素，它能导 致类似雌性激素引起的症状，如乳腺增大、流产
Ｆ
脱氧镰刀菌烯醇（Ⅸ）Ｎ）的菌株中投有功能的基因
图ｌ在Ｆ．ｓｐｏ阳ｔ陬ｄ西诳ｅｓ中单端孢霉
（Ｆ．口ｓ缸￡ｉｆ彻ｚ），４５个为禾谷镰刀菌（Ｆ．ｇｍ优ｉ规阳一
ｒ￡伽），２７个为南半球镰刀菌（Ｆ．艘ｒｉｄｉＤ觚比），７个
为Ｆ．户ｒｏｚｉ＾ｒ口￡绷仉，６８个属于禾谷镰刀菌家族菌， 但不能鉴定到种，４１个菌株既不属于禾谷镰刀菌家 族又不属于所用引物能鉴定的种。亚细亚镰刀菌在
结果表明两个年度大麦赤霉毒素和小麦赤霉毒素都
计出了能鉴定１６个镰刀菌种的专化性引物，其中有 的能鉴定到变种［２—１０］（表２）。
ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ １ａ ｆａｃｔｏｒ ｇｅｎｅ
展，基于Ｐ（、Ｒ的镰刀菌分子鉴定技术近年来也快速
发展。镰刀菌种的专化性ＰＣＲ引物一般都是从ｎ
ＮＡ的内部转录间隔区或者从种专化性的ＤＮＡ区设
口如和Ｆ．ｎｓ缸如￡舰的种专化性引物［２｜。目前已经设
可以产生不同的毒素，如黄色镰刀菌（Ｆ．ｃ“‰一
九‘ｍ）、木贼镰刀菌（Ｆ．叼Ｍ矗ｓＰ“）和禾谷镰刀菌 （Ｆ．ｇｍｍｉ竹∞似ｍ）都能既产生单端孢霉烯，又产 生玉米赤霉烯酮。不同镰刀菌种也可产生同种