甘肃小麦白粉病抗源材料的筛选及抗病基因库的组建

曹世勤　郭建国　骆惠生　金明安　贾秋珍　金社林

摘要：2002-2005年，对收集到的30份已知抗白粉病基因载体品种在甘肃省的不同生态区进行了抗病性监测，结果表明：Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田间抗病性丧失，失去利用价值；Pm2、Pm19、Pm4+8、Pm4、Pm5+6、Pm13在田间抗病性较低，不宜单独作为亲本利用；Pm1+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2x、Pm4b、Pm4b+5、Pm20、Pm21、Pmxbd、在田间抗性表现良好，在今后的育种工作中应充分加以利用。同时经过4年抗病性监测，从省内外2 638份小麦品种(系)材料中筛选出了抗病性强、综合农艺性状优良的92R137、贵农21等优异材料10余份，初步组建了抗白粉病基因库。文中还对抗病基因现状和利用及今后如何避免由于抗源单一化带来的白粉病流行进行了初步探讨。

关键词：小麦品种；小麦白粉病；抗病性；基因库

中图分类号：S 435．121．46

由专性寄生菌小麦白粉菌[Blumeria graminis(DC.)E.O.Speer]引起的小麦白粉病是发生于甘肃省小麦上的重要病害。近年来，随着白粉菌优势小种15、17号毒性频率的不断上升，致使生产上大面积推广种植(使用)的含有繁6及其衍生系小麦品种、黑麦血缘的1BL／1RS代换系(易位系)抗病基因(Pm8)的抗病性丧失，导致小麦白粉病的频繁发生。2000年以来，甘肃省小麦白粉病发生面积均在26.7万hm²以上，灾变态势严峻。

研究表明，种植抗病品种是防治该病最经济有效且有利于保护环境的措施。进行抗源材料的鉴定和筛选则是最基础的工作，也是当前植物病理及育种工作者面临的一项重要任务。目前已从国内外筛选出大量品种材料。进行抗病基因库的组建，是抗病基因合理利用的最有效途径和方法。通过抗源材料筛选和抗病基因库组建，将会为甘肃省小麦白粉病的有效持续控制打下良好的物质基础。为此，笔者初步开展了这方面的研究工作。

1材料与方法

1．1供试种质

从国内外收集到的已知基因载体品种材料30份，省内外抗源材料及生产品种、高代品系2 638份。

1．2试验方法

将已知抗白粉病基因载体品种分别于2002-2005年种植于冬麦区的甘谷、汪川良种场、中部冬春麦混作区的临洮、安定区、榆中、甘肃省农业科学院试验地(兰州市)和沿黄灌区的景泰、会宁、靖远、白银等地。其他种质材料分别播于甘谷和汪川良种场。在小麦生长后期(当年6月上旬到中旬)，采用盛宝钦等提出的“0～9级”法记载各供试材料成株期白粉病病级。

2结果与分析

2．1已知基因载体品种在不同生态区的抗性表现

从4年监测结果看出，在冬麦区的甘谷县，Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田间抗性丧失；Pm2、Pml9、Pm4+8、Pm4、Pm5+6、Pm13在田间表现中抗；Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2x、Pm46、Pm46+5、Pm20、Pm21、Pmxbd在田间抗性表现良好。

在春麦区的会宁县，在田间抗性丧失的有Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17；表现抗病的有Pm2、Pm19、Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+2x、Pm46、Pm4+8、Pm5+6、Pm4、Pml3、Pm20、Pm21、Pmxbd。

甘肃省中部冬春麦交界区的冬麦上，已失去抗性的有Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17等；表现抗病的有Pm2、Pm19、Pm5+6、Pm5+mli、Pm13、Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+8、Pm4+2x、Pm4b、Pm4b+5、Pm20、Pm21、Pmxbd。

2．2供试种质材料的抗白粉病性表现

经4年在甘谷、汪川两地监测，从省内外2 638份小麦品种(系)材料中筛选出贵农29、92R137、三属麦3号、小白冬麦、白大头、斯汤佩里、老芒麦、武都白茧儿、901061、ibis、Flanders、Maris Huntsman、IR35等215份抗性优异的抗源材料；陇鉴127、陇鉴338、陇麦108、宁麦6号、兰天15号、兰天16号、成县11号、中梁22号、中梁23号、甘春20号、陇春4021、清98-178-3-2、清97-31、清95-108、清95-111、清95-62、清96-86、清95-3-8、清97-473、清96-96、清97t-134、清96-22-1-1、中91250、y9220、中98102、中9633、中9735、中98sF、中969、中919R、中926、A-3、天9362-10、天9457、天863-13、9911-2-1-1-1-1、96-43-5-2-1-2-3等398份省内生产品种及高代品系；郑麦9023、冀麦38、鲁麦22、豫麦70、北京837、绵农4号、扬麦158、兰考906、CB032等38份黄淮海麦区生产品种。

2．3 92R178等优异材料的抗病-陛表现

对贵农21等20份优异材料在甘肃省的甘谷县、秦州区汪川良种场、清水县、镇原县、康乐县等地种植观察，结果表明对自然诱发的白粉病，供试材料均表现免疫至中抗水平。对自然诱发的条锈病也表现免疫。对黄矮病和叶锈病，表现中感。

结合抗病性和综合农艺性状表现，发现筛选出的92R1 37等10份材料具有较好的农艺性状，其中它们的生育期均在230～235 d，株高除21恢系外，其余各品种均在50～90 cm间；各品种均长芒；穗型纺锤形；千粒重40.8～55.7 g(表2)。

3讨论

3．1关于抗病基因现状

抗性监测结果表明，Pml、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm4a、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17在田间抗性丧失，这一结果与前人报道的结果相一致。单基因Pm12、Pm13、Pm16、Pm18、Pm19、Pm20、Pm21目前在我国及甘肃省仍保持高抗到免疫水平，对他们的利用要加快步伐。基因组合Pml+2+9、Pm2+6、Pm2+mld、Pm2+talent、Pm4+8、Pm4+2x、Pm4b、Pm4+5在各地表现较好，在今后的工作中应充分加以利用，但需克服农艺性状相对较差的缺点。

3．2关于抗源材料的筛选及利用

已有研究结果表明，我国目前生产上所用的品种中95％以上含有Pm8抗性基因，抗源较为单一问题十分严重。基于此，在今后的工作中需采取各种措施，来逐步解决由于抗源单一化造成的被动局面，避免小麦白粉病的大流行。

3．2．1采用多基因、多元化新抗源，克服抗病基因单一的弊端

通过利用抗源材料的筛选、有效抗病基因的累加、进行异地育种等多种方式，尽快利用不同的高效抗病基因和基因组合，提高品种抗性水平和延长抗性保持时间。如Maris Huntsman(Pm2+6)，在英国种植多年，抗性仍然保持较好就是一个很好的例证。同时经田间监测也发现，含有多基因的品种如肯贵阿1号(Pm4+8)、白免3号(Pm4+2x)、Mission(Pm4b+5)、Coker983(Pm5+6)等在田间均保持较好的抗病性。因此，在今后的抗病育种工作中，利用基因的累加效应，尽快将抗谱上互补的基因进行聚合，同时借助分子生物学技术，进行辅助育种，提高育种效率，选育多系品种。

3．2．2加强多抗性材料的发掘和利用

进行慢(耐)粉性、(高温)成株抗性、水平抗性等不同抗性类型品种的筛选，加强微效、多基因抗源的发掘和利用，丰富抗性基因类型，保持品种抗性的持久化。

3．2．3农家及近缘属材料的发掘及筛选

通过多种手段和技术，发掘和利用农家及近缘属材料中的优异抗病基因如簇毛麦(Haynaldiavilosa schur.)、粗山羊草(Ae.squarrosa L.)等，并将其利用于生产实践，拓宽小麦性基因谱，选育和利用更加持久稳定的优异材料。