分子标记辅助选育抗赤霉病小麦新品系

刘方方; 张琪琪; 万映秀; 曹文昕; 李耀; 李炎; 张平治; LIU Fangfang; ZHANG Qiqi; WAN Yingxiu; CAO Wenxin; LI Yao; LI Yan; ZHANG Pingzhi

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分子标记辅助选育抗赤霉病小麦新品系 PDF

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安徽省农业科学院作物研究所/农作物品质改良安徽省重点实验室，合肥 230031

最近更新：2023-10-31

DOI：10.13430/j.cnki.jpgr.20230523001

摘要

赤霉病严重影响小麦的产量和品质，利用抗病基因改良品种的赤霉病抗性是防治赤霉病危害的有效途径。为创制适用于黄淮麦区抗赤霉病小麦新品系，提高半冬性品种抗赤霉病育种效率。本研究以携带赤霉病抗性主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的高秆抗赤霉病品系L06486为供体，与黄淮麦区丰产、广适但高感品种济麦24进行杂交，得到的杂种再与矮秆种质206A杂交，于F₃至F₆连续进行大规模育种田弥雾接种鉴定。通过田间选择，在F₇获得106个新品系。采用单花滴注法对106份品系进行抗性评价，同时利用7个与抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的分子标记进行基因型分析。结果表明，与亲本济麦24相比，F₇品系的赤霉病抗性明显提高。106份新品系中，有98份赤霉病抗性水平达中感以上；有105份携带1~4个抗病基因。Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的检出频率分别为96.23%、41.51%、18.87%和87.74%。携有单个或多个抗性基因的小麦品系较不携带抗性基因的品系表现出更强的赤霉病抗性，聚合抗病基因越多，品系的赤霉病抗性越强。创制的14份携有Fhb1基因组合、中抗赤霉病且农艺性状优良的小麦新品系将为黄淮麦区小麦赤霉病抗性的改良提供帮助。

关键词

小麦; 赤霉病; 分子检测; 遗传改良

小麦赤霉病是影响小麦产量和品质最严重的世界性病害之一，造成的产量损失在全球病害中高居第二位^［

1-2］。在我国，长江中下游麦区和东北春麦区是赤霉病的主要流行区域^{［参考文献 3

百度学术}3］。随着全球气候变暖、玉米-小麦轮作、秸秆还田和免耕技术的推广，小麦赤霉病从长江流域迅猛蔓延到豫、鲁、冀等黄淮主产区，并呈逐年重发态势，不仅造成严重减产而且还会产生多种毒素，严重威胁食品安全^{［参考文献 4-5}4-5］。利用抗病基因改良品种的赤霉病抗性是防治赤霉病危害的有效途径^{［参考文献 6

百度学术}6］。

小麦赤霉病抗性是多基因控制的数量性状^［

7-8］，因此发病易受环境影响，表型鉴定困难，利用常规育种手段改良的难度大。分子标记辅助选择为赤霉病抗性改良提供了新的途径^{［参考文献 9

百度学术}9］，而抗赤霉病基因的定位及发掘为分子育种奠定了基础。目前已定位赤霉病抗性相关的QTL数百个，涉及21条染色体^{［参考文献 10

百度学术}10］，正式命名的抗赤霉病基因有7个，Fhb1、Fhb2、Fhb3、Fhb6和Fhb7是赤霉病抗扩展类型，Fhb4和Fhb5是赤霉病抗侵染类型。Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5来源于普通小麦，Fhb3、Fhb6和Fhb7来源于外缘种质^{［参考文献 11-15}11-15］。Fhb1是国内外公认的效应最强且最稳定的抗赤霉病基因，贡献率达20%~30％^{［参考文献 16

百度学术}16］。Bernardo 等^{［参考文献 17

百度学术}17］研究发现Fhb1不仅能显著提高小麦的赤霉病抗性，也能显著降低毒素含量。美国^{［参考文献 17

百度学术}17］、加拿大^{［参考文献 18

百度学术}18］、澳大利亚^{［参考文献 19

百度学术}19］等许多发达国家都通过分子标记辅助选择技术，成功将Fhb1转移到当地品种中，育成了一批赤霉病抗性达中感以上的小麦品种。Salameh 等^{［参考文献 20

百度学术}20］通过分子标记辅助选择，将Fhb1 和Fhb5导入不同小麦中，结果表明，聚合Fhb1和Fhb5比单独含有Fhb1基因的品种赤霉病抗性更强。

黄淮麦区是我国小麦的主产区，其产量和品质直接关系到我国的粮食安全和食品安全。然而该麦区特别缺乏抗赤霉病的小麦新种质和新品种。国内外科研人员经过多年不懈努力，相继选育出一批赤霉病抗性较好且稳定的品种（系），如苏麦3号、望水白、Frontana等，但这些抗病品种往往伴有植株偏高、穗密度稀、产量低等不良农艺性状，难以在生产中得到应用。使用农艺性状改良后的抗赤霉病种质与黄淮麦区丰产品种杂交，有望能提高小麦赤霉病抗性育种效率。本研究利用携带抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的抗赤霉病改良新品系L06486与黄淮麦区丰产、广适品种济麦24进行杂交，得到的杂种再与矮秆种质206A杂交（济麦24/L06486//206A），并从F₃开始到F₆利用机械喷雾设施开展田间赤霉菌接种鉴定，在F₇对获得的表型优良的稳定新品系采用单花滴注法进行抗病性精准评价，同时利用与Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的7个分子标记进行检测，以期选育出适合黄淮麦区种植的赤霉病抗性强且农艺性状优良的小麦新品种（系）。

1 材料与方法

1.1 供试材料

携带4个抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的高抗赤霉病品种望水白、品系L06486（由南京农业大学马正强老师提供），高感赤霉病的半冬性丰产、广适的小麦品种济麦24，矮秆小麦种质206A（由安徽省农科院作物所汪建来老师提供），106份高代品系（济麦24/L06486//206A），苏麦3号、郑麦9023、淮麦20、安农8455及黄淮麦区大面积种植品种济麦22。

1.2 抗病品系的构建与选育

2014-2020年，利用济麦24与L06486杂交，得到的杂种再与矮秆种质206A杂交，以后每代连续自交。从F₃开始到F₆，在小麦扬花期利用大型机械喷雾设施向小麦穗部均匀喷洒赤霉病分生孢子液（1×10⁴/mL），对育种材料进行大规模赤霉病弥雾接种鉴定，通过田间选择，筛选出综合性状优良的稳定新品系。在F₇采用单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定及抗病基因的分子标记检测。

1.3 单花滴注法鉴定赤霉病抗性

2021年10月，将106份高代品系及亲本济麦24、L06486和206A、对照品种苏麦3号（抗病）、郑麦9023（中抗）、淮麦20（中感）、安农8455（高感）及黄淮麦区大面积种植品种济麦22种植于濉溪柳湖试验基地，机器条播，每个品种种植6行，行长2.0 m，行距25 cm，株距3 cm。

赤霉病接种：采用单花滴注接种法，于小麦扬花期，在穗中部小穗的第1朵小花内，用微量移液器注射10 μL分生孢子悬浮液（1×10⁶/mL）接种赤霉病菌，每个株系接种20个穗子，2次重复。接种后用透明塑料袋将整个麦穗套住保湿，并标明接种日期，保湿72 h后去掉塑料袋，定期喷雾保湿。

病情记载：接种21 d后，调查病小穗数及严重度。小麦赤霉病严重度分级按《小麦抗赤霉病评价技术规范》（NY/T1443.4-2007）进行。以对照品种为标准，根据2次的平均严重度对供试品系进行抗性评价。具体分类标准为：抗病（R）：平均严重度≤苏麦3号；中抗（MR）：苏麦3号＜平均严重度≤郑麦9023；中感（MS）：郑麦9023＜平均严重度≤淮麦20；感病（S）：淮麦20＜平均严重度≤安农8455，共4个等级。

以不含抗性基因的高感品种安农8455为对照，根据品系的平均严重度计算不同基因及基因组合的抗性基因效应，公式如下：

抗性基因效应=（携带抗性基因品系的平均严重度-不含抗性基因的高感对照安农8455的平均严重度）/不含抗性基因的高感对照安农8455的平均严重度

1.4 分子标记检测

于返青期取小麦嫩叶，采用CTAB法^［

21］提取基因组DNA。采用与Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的7个标记（表1）对供试材料进行检测，其中Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5基因均以望水白为阳性对照。PCR反应体系为20 μL，包含ddH₂O 12.8 μL，10 × PCR buffer（+Mg²⁺）2.0 μL，dNTPs（2.5 mmol/L）2.0 μL，上下游引物各（10 mmol/L）0.5 μL，DNA模板（50 ng/μL）2.0 μL，以及Taq DNA酶（5 U/μL）0.2 μL。PCR扩增程序：94℃预变性３min；94℃变性30 s，50~60℃退火30 s（退火温度因引物而异），72℃延伸60 s，共36个循环；72℃延伸10 min，4℃保存。

表1 赤霉病抗性基因相应分子标记信息

Table1 Information of the molecular markers for FHB resistance genes

基因 Gene	标记名称 Marker name	正向引物序列（5΄-3΄） Forward primer sequence（5΄-3΄）	反向引物序列（5΄-3΄） Reverse primer sequence（5΄-3΄）	退火温度（℃） Tm
Fhb1	His-indel	ATGCGTGCGCTGTACTT	CGTCACAGAGTCCAGTGAAA	62
Fhb2	Wmc398	GGAGATTGACCGAGTGGAT	CGTGAGAGCGGTTCTTTG	60
Fhb2	Wgrb969	ATGCCTGCTTGCTCACTG	TCCTATGCGTTCGGTTGG	61
Fhb4	Gwm513	ATCCGTAGCACCTACTGGTCA	GGTCTGTTCATGCCACATTG	60
Fhb4	Gwm149	CATTGTTTTCTGCCTCTAGCC	CTAGCATCGAACCTGAACAAG	55
Fhb5	Wgrb0629	CACGTATATGTGATGGTACTAC	TATGTGGATGCTAACAGC	55
Fhb5	Mag9482	CATGATTGATTCGATGACTATAATATCTT	TCTTTCTCCCGTTGCAATGT	52

1.5 农艺性状调查

于2022年小麦成熟时，对赤霉病抗性鉴定结果为中抗水平的品系进行农艺性状调查。每材料随机选取5个点，调查其主茎株高、穗长、穗粒数和小穗数，并计算其平均值。材料成熟后，以小区为单位收获、脱粒、干燥后，进行产量和千粒重测量。

2 结果与分析

2.1 新品系选育

2014年利用济麦24与L06486进行杂交，获得的杂种优势明显但株高偏高，于2015年将杂种再与矮秆种质206A杂交后每代自交，于F₃~F₆连续4代进行大规模赤霉病弥雾接种鉴定（图1a），不同材料发病均匀充分（图1b）。各世代在田间农艺性状筛选、室内考种的基础上（农艺性状主要为株高、穗长、穗粒数和小穗数）综合田间赤霉病抗性表现，最终确定中选品系，在F₇筛选出综合性状优良的稳定新品系106份。

图1 106份小麦品系的选育过程

Fig.1 Breeding process of 106 wheat lines

a：选育流程；b：鉴定圃发病症状

a： Breeding process； b：Fusarium symptom in the field

2.2 供试材料赤霉病抗性鉴定

106份济麦24/L06486//206A组合高代品系的赤霉病病小穗数较感病亲本济麦24有大幅度减少（图2）。赤霉病抗性鉴定结果（表2）表明，106份供试材料，严重度范围为1.30~3.80，其中中抗品系有50份，严重度为1.30~2.20，占供试品系总数的47.17%；中感品系48份，严重度为2.30~3.20，占供试品系总数的45.28%；感病品系8份，严重度为3.30~3.80，占供试品系总数的7.55%。没有鉴定到抗病等级的品系。从整体上看，中抗及中感病材料占92.45%，说明济麦24/L06486//206A组合后代的赤霉病抗性得到一定程度改善。

图2 亲本及F₇的赤霉病抗性表现

Fig.2 FHB resistance of parents and F₇ progeny

表2 106个小麦品系的赤霉病抗性鉴定及分子检测结果

Table2 Results of FHB resistance identification and genes detection in 106 wheat lines

品种（系） Cultivar （Line）	严重度 Average severity	抗性评价 Resistance evaluation	可能含有基因 Postulated gene				品种（系） Cultivar （Line）	严重度 Average severity	抗性评价 Resistance evaluation	可能含有基因 Postulated gene
品种（系） Cultivar （Line）	严重度 Average severity	抗性评价 Resistance evaluation	Fhb1	Fhb2	Fhb4	Fhb5	品种（系） Cultivar （Line）	严重度 Average severity	抗性评价 Resistance evaluation	Fhb1	Fhb2	Fhb4	Fhb5
L06486	1.00	R	+	+	+	+	21-7148	2.10	MR	+	+	-	+
济麦24 Jimai 24	3.60	S	-	-	-	-	21-7149	2.10	MR	+	+	-	+
苏麦3号 Sumai 3	1.00	R	+	+	-	+	21-7150	2.10	MR	+	+	-	+
21-7115	1.30	MR	+	+	-	+	21-7151	2.10	MR	+	+	-	+
21-7116	1.30	MR	+	+	-	+	21-7152	2.10	MR	+	-	+	+
21-7117	1.30	MR	+	+	-	-	21-7153	2.10	MR	+	-	-	+
21-7118	1.30	MR	+	-	+	+	21-7154	2.10	MR	+	-	-	+
21-7119	1.30	MR	+	-	-	+	21-7155	2.10	MR	+	-	-	+
21-7120	1.40	MR	+	+	+	+	21-7156	2.20	MR	+	+	-	+
21-7121	1.40	MR	+	+	-	+	21-7157	2.20	MR	+	+	-	+
21-7122	1.40	MR	+	+	-	+	21-7158	2.20	MR	+	+	-	+
21-7123	1.40	MR	+	+	-	-	21-7159	2.20	MR	+	+	-	+
21-7124	1.40	MR	+	-	+	+	21-7160	2.20	MR	+	+	-	+
21-7125	1.50	MR	+	+	+	+	21-7161	2.20	MR	+	-	-	+
21-7126	1.50	MR	+	+	-	-	21-7162	2.20	MR	+	-	-	+
21-7127	1.50	MR	+	-	+	+	21-7163	2.20	MR	+	-	-	+
21-7128	1.50	MR	+	-	-	+	21-7164	2.20	MR	+	-	-	+
21-7129	1.60	MR	+	+	-	+	郑麦9023 Zhengmai 9023	2.20	MR	-	-	-	-
21-7130	1.70	MR	+	-	+	+	21-7165	2.30	MS	+	+	-	+
21-7131	1.90	MR	+	+	-	+	21-7166	2.30	MS	+	-	+	+
21-7132	1.90	MR	+	-	-	+	21-7167	2.30	MS	+	-	+	+
21-7133	2.00	MR	+	+	+	+	21-7168	2.30	MS	+	-	+	+
21-7134	2.00	MR	+	+	-	+	21-7169	2.30	MS	+	-	-	+
21-7135	2.00	MR	+	+	-	+	21-7170	2.30	MS	+	-	-	+
21-7136	2.00	MR	+	+	-	+	21-7171	2.30	MS	+	-	-	+
21-7137	2.00	MR	+	+	-	-	21-7172	2.30	MS	-	+	-	+
21-7138	2.00	MR	+	-	+	+	21-7173	2.40	MS	+	-	+	+
21-7139	2.00	MR	+	-	+	+	21-7174	2.40	MS	+	-	+	+
21-7140	2.00	MR	+	-	-	+	21-7175	2.40	MS	+	-	+	+
21-7141	2.00	MR	+	-	-	+	21-7176	2.40	MS	+	-	-	+
21-7142	2.00	MR	+	-	-	+	21-7177	2.50	MS	+	+	-	+
21-7143	2.00	MR	+	-	-	+	21-7178	2.50	MS	+	+	-	-
21-7144	2.00	MR	+	-	-	+	21-7179	2.50	MS	+	-	-	+
21-7145	2.00	MR	+	-	-	+	21-7180	2.50	MS	-	+	-	+
21-7146	2.00	MR	+	-	-	+	21-7181	2.60	MS	+	+	-	+
21-7147	2.00	MR	+	-	-	+	21-7182	2.60	MS	+	+	-	+
21-7183	2.60	MS	+	-	+	+	21-7203	3.10	MS	+	+	-	+
21-7184	2.60	MS	+	-	+	+	21-7204	3.10	MS	+	-	+	+
21-7185	2.60	MS	+	-	-	+	21-7205	3.10	MS	+	-	-	+
21-7186	2.60	MS	+	-	-	+	21-7206	3.10	MS	+	-	-	-
21-7187	2.70	MS	+	+	-	+	21-7207	3.10	MS	+	-	-	-
21-7188	2.70	MS	+	+	-	+	21-7208	3.20	MS	+	+	-	-
21-7189	2.70	MS	+	+	-	+	21-7209	3.20	MS	+	-	-	+
21-7190	2.70	MS	+	-	-	+	21-7210	3.20	MS	+	-	-	+
21-7191	2.70	MS	+	-	-	+	21-7211	3.20	MS	+	-	-	+
21-7192	2.70	MS	+	-	-	+	21-7212	3.20	MS	+	-	-	-
21-7193	2.70	MS	+	-	-	+	淮麦20 Huaimai 20	3.20	MS	-	-	-	-
21-7194	2.80	MS	+	+	-	+	21-7213	3.30	S	+	+	-	+
21-7195	2.80	MS	+	-	+	+	21-7214	3.30	S	+	+	-	-
21-7196	2.80	MS	+	-	-	+	21-7215	3.30	S	+	-	-	+
21-7197	2.90	MS	+	-	-	+	21-7216	3.30	S	+	-	-	+
21-7198	2.90	MS	+	-	-	-	21-7217	3.50	S	-	-	-	-
21-7199	3.00	MS	+	+	-	+	21-7218	3.40	S	+	+	-	-
21-7200	3.00	MS	+	-	-	+	21-7219	3.30	S	-	-	-	+
21-7201	3.00	MS	+	-	-	+	21-7220	3.80	S	+	+	-	+
21-7202	3.00	MS	+	+	-	+	安农8455 Annong 8455	4.00	S	-	-	-	-

+ 表示检测到所测基因；－表示未检测到所测基因。R：抗病；MR：中抗；MS：中感；S：感病；下同

+ indicates that gene was detected；－indicates that no gene was detected. R： Resistant； MR： Moderately resistant； MS： Moderately susceptible； S： Susceptible； The same as below

2.3 供试材料基因型分析

利用与抗赤霉病基因位点Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的分子标记对106份供试品系进行基因型分析，结果表明，在106份供试品系中，有105份品系携带有抗病基因（表3），仅有1份品系未携带检测的抗病基因。Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5检测频率分别为96.23%、41.51%、18.87%、87.74%，表明这些品系多拥有位于3B上的抗扩展主效基因Fhb1和位于5A染色体上的抗侵染主效基因Fhb5。有100份（94.34%）品系同时携带2~4个赤霉病抗性基因位点，其中携带2个、3个和4个抗病基因位点的品系分别为49份、48份和3份。如表3所示，在携带2个抗病基因位点的品系中，Fhb1+ Fhb5组合较为常见，出现频率为36.79%。在携带3个抗病基因位点的品系中，Fhb1+ Fhb2+ Fhb5组合较为常见，出现频率为29.25%。

表3 不同抗性品系的抗病基因位点组合情况

Table3 Combination of different resistance gene loci in resistant and susceptible lines

Gene位点 Gene locus	品系数 No. of varieties				平均严重度 Average severity		抗性基因效应（%） Effect of resistance genes
Gene位点 Gene locus	中抗 MR	中感 MS	感 S	总计 Total	均值 Mean	范围 Range	抗性基因效应（%） Effect of resistance genes
安农8455 Annong 8455					4.00a	—
None	0	0	1	1	3.50a	—	-12.50
Fhb5	0	0	1	1	3.30b	—	-17.50
Fhb1	0	4	0	4	3.08b	2.9~3.2	-23.00
Fhb1+ Fhb2	4	2	2	8	2.33c	1.3~3.4	-41.75
Fhb1+ Fhb5	18	19	2	39	2.36c	1.3~3.3	-41.00
Fhb2+ Fhb5	0	2	0	2	2.40c	2.3~2.5	-40.00
Fhb1+ Fhb2+ Fhb5	18	11	2	31	2.20c	1.3~3.8	-45.00
Fhb1+ Fhb4+ Fhb5	7	10	0	17	2.31c	1.3~3.1	-42.25
Fhb1+ Fhb2+ Fhb4+ Fhb5	3	0	0	3	1.63d	1.4~2.0	-59.25

None表示不含抗性基因位点；不同小写字母分别代表在P<0.05水平上差异显著，下同

None indicates no gene locus was detected；Different lowercase letters indicate significant differences at P<0.05 level，the same as below

2.4 抗赤霉病基因效应分析

根据分子标记检测和单花滴注鉴定结果，对携带不同抗性基因及其组合的小麦品系赤霉病鉴定级别进行统计分析，结果如表3所示。平均严重度值越大赤霉病抗性越弱，以不含抗性基因的高感品种安农8455为对照，由抗性基因效应的计算公式可知，抗性基因效应值可能为0或负值，且绝对值越大基因效应越强。Fhb1的抗性基因效应为-23.00%，Fhb5的抗性基因效应为-17.50%，表明Fhb1的抗性效应高于Fhb5。在携带2个抗性基因的组合中，抗性基因效应为Fhb1+Fhb2＞Fhb1+Fhb5＞Fhb2+Fhb5，表明抗性效应Fhb1＞Fhb2＞Fhb5。在携带3个抗性基因的组合中，抗性基因效应为Fhb1+Fhb2+Fhb5＞Fhb1+Fhb4+Fhb5，说明抗性效应Fhb2＞Fhb4。综上所述，抗性效应Fhb1最强，其次为Fhb2，Fhb4和Fhb5效应相对较小。

与不携带抗性基因的品系相比，携有单个或多个抗性基因的小麦品系的平均严重度均较低。携带抗病基因越多，严重度均值越低，同时抗性品系出现的频率越高，说明聚合多个抗赤霉病基因可以有效提高品种的抗赤霉病水平。

2.5 抗赤霉病新种质的农艺性状分析

对106份供试材料中50份中抗赤霉病品系开展田间农艺性状调查及室内考种，以黄淮麦区大面积种植品种济麦22为对照品种，结果表明（表4）：在千粒重方面，40份小麦品系显著高于济麦22，10份与济麦22相近；在株高方面，29份显著低于济麦22；在穗长方面，有5份与济麦22较为接近，其余45份均显著小于济麦22；在小穗数方面，有6份与济麦22无显著差异，其余44份均显著小于济麦22；在穗粒数方面，有2份显著高于济麦22，6份与济麦22较为接近；在小穗密度方面，有11份显著高于济麦22；在产量表现上，8份显著高于济麦22，16份与济麦22相比亩产增加0.27%~16.62%。综上，21-7116、21-7120、21-7121、21-7122、21-7125、21-7126、21-7129、21-7132、21-7138、21-7151、21-7160、21-7161、21-7162和21-7163合计14份新种质对赤霉病表现为中抗且农艺性状优良。由表2可知这14份新种质均携有Fhb1组合，可以作为黄淮麦区小麦抗赤霉病遗传改良的种质材料。

表4 中抗赤霉病小麦品系的农艺性状

Table 4 Agronomic traits of wheat lines with moderate resistance to FHB

品种（系） Cultivar （Line）	千粒重（g）1000-grain weight	株高（cm） Plant height	穗长（cm） Spike length	小穗数 Spikelets per spike	穗粒数 Kernel per spike	小穗密度 Spikelet density	产量（kg/hm²） Yield
济麦22 Jimai 22	44.00c	80.33b	9.33a	21.33a	47.67b	2.29b	9379.50b
21-7115	45.20b	83.00b	8.33b	19.00b	38.00c	2.29b	9671.55b
21-7116	48.44a	81.67b	8.67b	19.33b	29.33d	2.23b	8738.65c
21-7117	45.16b	76.67c	8.33b	18.33c	45.67c	2.21b	9592.50b
21-7118	47.20b	81.33b	7.67c	18.67b	34.00c	2.44b	8537.55c
21-7119	43.36c	81.00b	7.50c	18.33c	38.00c	2.45b	8437.55c
21-7120	45.56b	82.33b	8.33b	19.67b	49.67b	2.36b	8437.55c
21-7121	46.64b	83.00b	7.83c	19.00b	44.67c	2.42b	9704.85b
21-7122	47.24b	78.33c	8.33b	20.00b	47.33b	2.40b	10772.05a
21-7123	44.32c	77.33c	8.33b	19.00b	44.00c	2.29b	10005.00b
21-7124	48.84a	77.67c	9.17a	19.67b	39.67c	2.15b	9404.70b
21-7125	48.72a	80.00b	8.00c	20.00b	41.00c	2.50a	9671.50b
21-7126	45.36b	81.67b	8.33b	19.33b	38.00c	2.32b	10171.75a
21-7127	45.16b	77.33c	9.17a	21.00a	40.67c	2.29b	9271.30b
21-7128	45.68b	75.67c	8.33b	19.00b	36.00c	2.29b	8137.40d
21-7129	45.36b	79.00c	9.33a	20.33b	44.33c	2.18b	9638.15b
21-7130	46.92b	79.33c	9.33a	19.67b	35.00c	2.13b	10772.05a
21-7131	47.04b	77.00c	8.00c	19.00b	35.00c	2.38b	8237.45d
21-7132	48.96a	77.33c	9.00b	17.67c	40.67c	1.97c	8270.80c
21-7133	49.80a	74.33c	8.83b	21.00a	62.00a	2.38b	9237.95b
21-7134	47.80a	76.33c	7.17c	19.00b	43.33c	2.65a	9137.90c
21-7135	46.40b	86.33c	8.33b	18.33c	41.67c	2.21b	9792.00b
21-7136	44.32c	83.67c	8.50b	20.33b	45.67c	2.40b	8337.50c
21-7137	47.76a	79.67c	7.17c	18.00c	34.33c	2.51a	8170.75d
21-7138	47.80a	77.33c	8.83b	19.33b	39.00c	2.20b	9137.90c
21-7139	48.12a	77.67c	9.17a	21.00a	51.00b	2.29b	9604.80b
21-7140	48.16a	81.00b	7.83c	17.67c	38.00c	2.26b	9304.65b
21-7141	47.76a	80.67b	8.33b	20.00b	38.00c	2.41b	8437.55c
21-7142	48.00a	81.67b	8.00c	20.67b	48.33b	2.60a	7503.75d
21-7143	44.24c	79.00c	7.50c	18.33c	40.00c	2.45b	7537.10d
21-7144	43.76c	79.00c	7.33c	17.67c	39.00c	2.42b	8771.05c
21-7145	41.40c	81.00b	8.07c	19.00b	41.67c	2.38b	8604.30c
21-7146	44.44c	81.67b	7.67c	18.00c	40.33c	2.35b	8204.10d
21-7147	44.96c	83.67b	8.67b	19.33b	43.00c	2.24b	8637.65c
21-7148	47.92a	78.67c	8.50b	21.67a	47.67b	2.55a	8671.00c
21-7149	45.96b	77.67c	7.33c	18.00c	39.67c	2.46b	8170.75d
21-7150	44.80c	78.33c	7.67c	17.33c	43.33c	2.27b	9459.00b
21-7151	48.80a	80.67b	9.00b	22.67a	65.67a	2.52a	8404.20c
21-7152	48.00a	77.00c	7.67c	18.67b	44.33c	2.44b	10371.85a
21-7153	47.92a	77.33c	8.17b	19.00.b	38.00c	2.33b	8937.80c
21-7154	48.28a	78.00c	8.00c	19.33b	46.33c	2.42b	8904.45c
21-7155	45.20b	79.33c	7.00d	17.67c	37.33c	2.52a	9237.95b
21-7156	46.92b	76.33c	7.83c	19.33b	43.33c	2.48b	9603.00b
21-7157	46.64b	78.33c	7.67c	20.00b	39.33c	2.63a	8570.95c
21-7158	48.92a	85.00b	6.83d	17.67c	37.33c	2.59a	9738.20b
21-7159	48.96a	83.00b	8.00c	18.00c	41.67c	2.26b	9204.60b
21-7160	48.80a	79.33c	8.33b	20.00b	46.33c	2.41b	8404.20c
21-7161	46.80b	76.33c	7.33c	19.33b	40.00c	2.64a	10438.55a
21-7162	46.64b	82.00b	8.33b	17.00c	38.00c	2.05b	10938.80a
21-7163	45.56b	82.67b	8.83b	22.33a	48.67b	2.52a	10305.15a
21-7164	44.16c	77.00c	7.50c	18.67b	40.67c	2.49b	10171.75a

3 讨论

长江中下游麦区是我国小麦赤霉病的重发区，发病环境稳定，抗病种质资源丰富。该麦区选育的小麦品种赤霉病抗性较好且稳定。黄淮麦区历史上缺少发病环境，赤霉病的发生年度间变化很大，难以在田间条件下对育种材料进行准确的表型鉴定。对于育种分离群体，目前只能以表型鉴定为主进行淘汰和筛选。因此，为育种试验田创造充分发病条件对抗赤霉病育种极其重要。本研究利用大型机械喷雾设施向小麦穗部均匀喷洒赤霉病分生孢子液的方法，对育种田进行大规模赤霉病弥雾接种鉴定。不同材料发病充分，品系间病小穗率差异显著。该方法利于大田操作，为育种田创造了充分且稳定的发病环境。筛选出的106份F₇品系中，有105份材料携带1~4个抗性基因，中抗及中感材料占92.45%，其中14份中抗赤霉病材料的丰产性接近黄淮麦区大面积种植品种济麦22。该接种方法发挥了从低代即对农艺性状和抗病性同时进行筛选的优势，不仅提高了抗赤霉病育种的选择效率，还可以有效防止后代中抗赤霉病基因的丢失。

Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5是目前已报道的赤霉病抗性效应值较大且稳定的基因^［

22-23］。胡文静等^{［参考文献 24

百度学术}24］和张煜等^{［参考文献 25

百度学术}25］通过对黄淮麦区小麦品种（系）开展赤霉病抗性鉴定和基因型分析，发现大多数黄淮麦区小麦品种（系）不携带上述主效抗病基因，且赤霉病抗性普遍表现较差。张彬等^{［参考文献 26

百度学术}26］研究也表明目前黄淮麦区育成和推广的品种绝大多数没有达到中抗水平。本研究利用携带抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5的载体品系L06486与丰产性较好的济麦24和矮秆种质206A进行杂交，采用田间大规模抗赤霉病表型鉴定和分子标记辅助选择将抗性基因导入骨干亲本中，在106个后代品系中，有50个品系的赤霉病抗性达到中抗水平且均携带抗赤霉病主效基因，其中有28个品系携带3个及以上抗赤霉病主效基因。在保持其丰产性的前提下，有效改良了品种的赤霉病抗性。Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5检测频率分别为96.23%、41.51%、18.87%、87.74%，有8种不同的基因组合（表3），携有Fhb1、Fhb5、Fhb1+Fhb2、Fhb1+Fhb5、Fhb2+Fhb5、Fhb1+Fhb2+Fhb5、Fhb1+Fhb4+Fhb5和Fhb1+Fhb2+Fhb4+Fhb5抗性基因的平均严重度较不携带抗性基因的平均严重度分别降低了0.42、0.20、1.17、1.14、1.10、1.30、1.19和1.87，表明携有单个或多个抗性基因的小麦品系较不携带抗性基因的品系表现出更强的赤霉病抗性，聚合抗病基因越多（主要为Fhb1及其抗性基因组合），品系的赤霉病抗性水平越强，聚合多个抗赤霉病基因可以有效提高品种的抗赤霉病水平，这与徐婷婷等^{［参考文献 27

百度学术}27］和许峰等^{［参考文献 28

百度学术}28］研究结果一致。

本研究也发现除携带Fhb5的1份品系表现为感病外，聚合Fhb1+Fhb2、Fhb2+Fhb5和Fhb1+Fhb2+Fhb5的品系也有少部分表现为感病，表明携带赤霉病抗性主效基因的品系也不一定具有抗性，类似的结果在前人的研究中也有报道^［

29-30］。分析可能有以下原因：检测Fhb2和Fhb5用的是紧密连锁标记，标记与抗性基因之间存在一定的遗传距离，可能筛选得到的仅是标记而非基因；另一方面供试材料遗传背景中可能存在感病基因或者抑制抗病基因表达的基因，由于基因间的互作，导致抗性水平下降。因此，在分子标记辅助育种进行选择时，应选择遗传距离小的标记，同时应把分子标记检测与表型鉴定结合起来共同筛选抗性材料。

本研究筛选出50份聚合不同基因组合的中抗赤霉病材料，实现了抗赤霉病基因向黄淮麦区骨干亲本中转移和积累。其中21-7116、21-7120、21-7121、21-7122、21-7125、21-7126、21-7129、21-7132、21-7138、21-7151、21-7160、21-7161、21-7162和21-7163共14份品系均为携有Fhb1多基因组合且农艺性状优良的小麦新品系，这些品系将为黄淮麦区小麦赤霉病抗性的改良提供帮助。

4 结论

利用大型机械喷雾设施，对育种田进行大规模赤霉病弥雾接种鉴定，为育种试验田创造的充分发病条件。实现了田间抗赤霉病表型和农艺性状的同步筛选，结合分子标记辅助选择将不同位点抗性QTL聚合，有效提高了抗赤霉病育种效率及准确性。创制的14份聚合多个抗病基因、中抗赤霉病新品系，具有良好的农艺性状表现和产量潜力，将为黄淮麦区小麦赤霉病抗性的改良提供帮助。

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