彭岳林,楊敏娜,旦 巴,大次卓嘎
(西藏大學(xué) 農(nóng)牧學(xué)院,西藏 林芝860100)
小麥條銹病是由小麥條銹菌(Pucciniastriiformisf.sp.Tritici)引起的氣流傳播真菌病害,是小麥生產(chǎn)中最重要的病害之一,遍布世界各主要麥區(qū),在我國尤為嚴(yán)重[1-2]。西藏地區(qū)是我國小麥條銹病發(fā)生極為獨(dú)特的地區(qū),由于其獨(dú)特的地理、氣候原因,小麥條銹病的發(fā)生具有特殊的規(guī)律[3-6]。因該病菌的高度變異性和抗病品種抗源的單一化等,常常造成大面積推廣小麥品種的抗銹性喪失,致使生產(chǎn)品種不得不進(jìn)行大規(guī)模的更換[7-8]。生產(chǎn)實(shí)踐表明,防治小麥條銹病最經(jīng)濟(jì)有效的措施就是選育并使用抗病品種[9-11]。目前,西藏高原小麥種質(zhì)資源的抗條銹性篩選和鑒定工作一直未系統(tǒng)進(jìn)行,嚴(yán)重制約了西藏麥類作物抗病育種工作。王宗華[12]等研究了小麥品種在西藏的抗病性變異原因,楊敏娜等[13]研究了小麥品種在西藏的抗條銹性,但其涉及的西藏本地品種(系)較少,不能較好地反映西藏本地小麥品種的抗銹性。為此,筆者擬以西藏各地收集的材料為研究對象,通過田間自然誘發(fā)抗病性調(diào)查監(jiān)測,明確其對小麥條銹菌的抗病性,以期為西藏小麥品種的合理布局、抗源材料的引進(jìn)及育種親本的選育提供科學(xué)的理論依據(jù)。
抗條銹病近等基因系和供試的48份西藏小麥種質(zhì)資源(包括生產(chǎn)品種、保存品種及區(qū)試材料)由西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院植物科學(xué)學(xué)院收集、保存和繁殖。
在西藏大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院實(shí)習(xí)農(nóng)場進(jìn)行。按照全國小麥條銹病菌變異觀察圃統(tǒng)一方法設(shè)置小麥條銹病試驗(yàn)觀察圃,將48份材料分行播種,行長2m,行距0.33m。在觀察試驗(yàn)圃周圍播種3 行高度感染條銹病的銘賢169作為誘發(fā)行。于條銹病發(fā)病盛期按統(tǒng)一方法分別記載各參試品種的反應(yīng)型、普遍率和嚴(yán)重度。
反應(yīng)型按0、0;、1、2、3、4共6級標(biāo)準(zhǔn)記載,普遍率為小麥發(fā)病葉片數(shù)占調(diào)查總?cè)~片數(shù)的百分率;嚴(yán)重度指孢子堆病斑占葉面積的比例,按0%、1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%劃分。
抗性評價主要以反應(yīng)型為抗感標(biāo)準(zhǔn)[14],反應(yīng)型0 級 為 免 疫 (I),1 級 為 高 抗 (HR),2 級 為 中 抗(MR),3級為中感(MS),4級為高感(S)。兩年發(fā)病情況不一致者以較重一年為準(zhǔn)。
小麥種子在室溫發(fā)芽后,分別剪取各品種幼葉2~3片,用改良的CTAB法提取DNA 用于相關(guān)抗病基因檢測。用于檢測Yr1、Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26的特異分子標(biāo)記及序列(表1)由北京康為生物技術(shù)有限責(zé)任公司合成。
表1 用于檢測的小麥抗條銹病基因分子標(biāo)記及其引物序列Table 1 Molecular markers and primer sequence for detecting stripe rust resistance genes in wheat
從近等基因系抗病性分析結(jié)果(表2)看出,2年中Yr1、Yr5 和Yr18均表現(xiàn)為感病,而Yr10、Yr15和Yr26則表現(xiàn)為抗病,Yr9在年份間抗病性表現(xiàn)不穩(wěn)定。表明,攜帶Yr1、Yr5和Yr18的小麥品種對西藏地區(qū)小麥條銹菌已經(jīng)喪失抗性,而攜帶Yr9的小麥品種則隨當(dāng)?shù)夭煌攴蓍g小麥條銹菌生理小種群體結(jié)構(gòu)的變異抗病性也隨之變化。
在鑒定的20份保存品種中,連續(xù)2年都表現(xiàn)抗?。ㄖ锌梗┑牟牧嫌?份,分別為藏196和藏199,占保存品種的10%;其余18份材料表現(xiàn)為中感,占保存品種的90%,其中,藏177和藏178材料2013年表現(xiàn)中抗而2014年中感,抗性不穩(wěn)定(表3)。
從供試的28份生產(chǎn)品種及區(qū)試材料連續(xù)2年田間抗病性分析結(jié)果(表4)看出,供試材料的抗病性表現(xiàn)復(fù)雜,藏冬25號、43351、24132、05-871、南木林1號、品比17共6個品種(系)田間表現(xiàn)免疫,占生產(chǎn)及區(qū)試材料的21.4%;表現(xiàn)高抗的品種(系)有昌都2號、2012年區(qū)試08-30,占7.1%;表現(xiàn)中抗的品種(系)有藏冬20 號、981024、2003016 等8 個材料,占28.6%;有12 份材料表現(xiàn)為感病,占生產(chǎn)及區(qū)試材料的42.9%。另外,傾多棟曲村、貢嘎朗杰學(xué)、米瑞邦納3份材料2013年表現(xiàn)為中抗,2014年表現(xiàn)為中感。
Yr基因的分子檢測結(jié)果顯示,48 份供試材料中除Yr10外,Yr1、Yr5、Yr9、Yr15、Yr18和Yr26均有陽性反應(yīng)出現(xiàn),其出現(xiàn)的頻率分別為31.3%、10.4%、16.7%、22.9%、14.6%和31.3%。同時藏171、藏178、藏204、43351、05-871、南 木 林1 號、0631、2012年品比16、2012年區(qū)試08-30、2012年區(qū)試08-48、2012年品比17等11 份材料未檢測出本試驗(yàn)提供的任一已知Yr基因(表3、表4)。結(jié)合近等基因系的田間抗病性表現(xiàn)可以初步判定,供試材料中981024、藏冬25號、波密2號可能攜帶Yr15,藏冬20號、981024可能攜帶Yr26,Yr15和Yr26的出現(xiàn)頻率為10.42%。
表2 近等基因系在西藏試驗(yàn)區(qū)的抗銹性表現(xiàn)Table 2 Stripe rust resistance of near-isogenic lines in Tibet
表3 西藏保存品種在西藏試驗(yàn)區(qū)的抗條銹表現(xiàn)Table 3 Stripe rust resistance of Tibet preserved wheat varieties in Tibet
表4 西藏生產(chǎn)品種(系)、區(qū)域試驗(yàn)材料在西藏試驗(yàn)區(qū)的抗條銹性表現(xiàn)Table 4 Stripe rust resistance of commercial varieties and lines in Tibet
1)抗病性鑒定結(jié)果表明,西藏本地小麥品種(系)抗銹性普遍較差,2012—2014年均表現(xiàn)抗病的材料有18 份,僅占全部鑒定材料的37.5%;有30份材料表現(xiàn)感病,占全部材料的62.5%。鑒定材料中有12份材料出現(xiàn)反應(yīng)型變化,其中5份材料由抗病變?yōu)楦胁 ?014年小麥條銹病發(fā)生普遍高于2013年,這可能與不同年份間品種-小種-環(huán)境的互作有關(guān)系。
2)48份西藏小麥品種(系)的抗條銹病基因的分子檢測結(jié)果表明,西藏小麥品種(系)中攜帶表現(xiàn)抗病的Yr15和Yr26的頻率僅為10.42%。這可能是西藏本地小麥品種多數(shù)表現(xiàn)感病的原因之一,同時也從另一個方面反映出西藏地區(qū)小麥品種更替相對滯后,抗條銹菌基因相對缺乏和不足的現(xiàn)實(shí)。李佼佼等[15]研究發(fā)現(xiàn),抗性基因Yr1、Yr3、Yr6、Yr9、YrA6在西藏地區(qū)已經(jīng)失效,結(jié)合近等基因系在當(dāng)?shù)囟嗄昕共⌒员憩F(xiàn),反映了Yr1、Yr5、Yr18喪失抗性的實(shí)際,西藏小麥生產(chǎn)面臨極大的風(fēng)險(xiǎn)。因此,加快引進(jìn)抗病基因(品種),調(diào)整品種布局,積極推廣抗病品種的種植成為當(dāng)前西藏小麥生產(chǎn)亟待解決的問題之一。
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