徐 肖，潘雨涵，沈会权，吕 超，郭宝健，许如根

(1. 扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心，教育部植物功能基因组学重点实验室，扬州大学大麦研究所，江苏扬州 225009；2.江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城 224001)

大麦黄花叶病主要危害东亚及西欧等冬大麦产区，是由禾谷多黏菌传播大麦黄花叶病毒(Barley Yellow Mosaic Vrius，BaYMV)和大麦温和花叶病毒(Barley Mild Mosaic Virus，BaMMV)引起，BaYMV和BaMMV可单独或复合侵染大麦，以BaYMV侵染为主[1]。大麦黄花叶病于1940年首次在日本发生[2]，1978年首次在德国发生[3]，随后英国、法国及荷兰等多个西欧国家[4]均有报道；20世纪50年代首次在中国浙江省珠海农场出现，70年代在湖北、安徽、江苏和浙江等长江中下游大麦产区大面积发病[5]。已有研究表明[6-7]，大麦黄花叶病可导致感病植株矮化、单株穗数减少、千粒重降低。大麦黄花叶病的危害程度与大麦品种发病的严重度有关，病害严重度较轻时，气温升高植株隐症，对大麦株高及产量影响不显著；病害严重度较重时，大麦植株株高降低、分蘖性减弱、单株穗数减少、空瘪粒增加；部分发病严重的植株会在拔节期枯死，黄花叶病不但影响感病品种的产量，也影响其品质。关于大麦黄花叶病对大麦产量的影响，国内外已有较多报道[8-12]，但关于大麦黄花叶病抗性差异对大麦主要农艺性状影响程度的报道较为少见。因此，本研究以江苏省抗大麦黄花叶病主推品种扬农啤5号与日本引进感病品种日引3号及其构建的重组自交系为材料，研究大麦黄花叶病抗性差异对大麦主要农艺性状的影响程度，以期为大麦黄花叶病的抗性鉴定及选育抗性稳定的大麦品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

以抗大麦黄花叶病品种扬农啤5号与感病品种日引3号及其构建的253个F6重组自交系群体为材料，该群体由扬州大学大麦研究所构建。

1.2 试验设计

于2013-2015年连续3年秋季将参试材料种植于扬州大学大麦黄花叶病病圃，每材料种植1行，行长1.2 m，行距0.2 m，每行点播40粒，其中2013年和2015年均设重复3次，2014年未设重复；于2015年按与病圃相同的种植方式将参试材料种植于扬州大学实验农场无病田，3次重复。田间管理与当地其他农田一致。

1.3 性状调查

1.3.1 大麦黄花叶病抗性调查

于播种次年春季病害始发期调查参试材料大麦黄花叶病抗性，每行材料均连续调查10株，每隔7 d调查1次，连续调查3次。

2014年调查时期：2月22日、3月1日和3月8日；2015年调查时期：3月3日、3月10日和3月17日；2016年调查时期：3月1日、3月8日和3月15日。参照黄培忠等[13]的标准，分4个等级评价大麦黄花叶病抗性。1级：叶片正常，呈绿色，无病斑；2级：叶片基本正常，有少许黄花病斑，但斑点未连成线；3级：叶片病斑的斑点连成线，叶片黄化，但植株不萎缩；4级：叶片出现大面积病斑，植株矮化、枯萎死亡。

采用病程梯图下面积(Area Under the Disease Progress Stairs，AUDPS)[14]进行病情评价。病程梯图下面积可以将多期病害调查值联合起来，更准确地评估病害的发病程度。病程梯图下面积计算公式：

其中，n为总调查次数，xi为第i次调查的严重度，ti为第i次调查的时间。

1.3.2 主要农艺性状调查

成熟后，在每行参试材料中随机取6株，按照《大麦种质资源描述规范和数据标准》[15]调查株高、主穗长、穗下节间长、单穗粒数、单株穗数和千粒重6个性状。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 16.0软件进行t测验、方差分析和相关分析。

2 结果与分析

2.1 亲本主要农艺性状在病圃与无病田的表现

由表1可知，抗病亲本扬农啤5号各性状在病圃和无病田间无明显差异；感病亲本日引3号各性状在病圃和无病田间差异均达到显著水平(P<0.05)，其中，株高、主穗长和穗下节间长在病圃与无病田的差异均达极显著水平(P<0.01)。

2.2 RIL群体主要农艺性状在病圃与无病田的表现

由表2可知，除单株穗数和千粒重外，病圃RIL群体主要农艺性状均值均较无病田相应性状有不同程度的降低，尤以株高降幅最大，达到22.95%。无病田RIL群体的平均株高达96.42 cm，株高偏高，导致大部分株系灌浆期发生倒伏，千粒重降低。分析病圃植株6个农艺性状的变异系数，发现主穗粒数在RIL群体内变异最为广泛，变异系数达23.28%。

表1 亲本主要农艺性状在病圃与无病田的表现Table 1 Performance of main agronomic traits between two parents in diseased and disease-free fields

2.3 亲本及RIL群体的大麦黄花叶病抗性表现

由表3可知， 3年9个时期扬农啤5号病级均为1级，表现为高抗；日引3号病级在3级左右，均为高感。不同年份、不同调查时期亲本间的抗性均存在极显著差异。分析RIL群体大麦黄花叶病病级的变幅和变异系数，发现大麦黄花叶病病级在群体内存在广泛的变异，3年9个时期群体的病级平均值均介于双亲之间。2016年群体大麦黄花叶病病级的平均值均高于其他年份，发病最重，说明2015-2016年冬季及春季的气候比较适合大麦黄花叶病的发生。

2.4 RIL群体大麦黄花叶病病级的方差分析

由表4可知，RIL群体大麦黄花叶病抗性在年份间、同一年份不同调查时期间、基因型间及基因型与年份互作间的差异均达到极显著水平，说明群体大麦黄花叶病的抗性除受RIL的遗传差异影响外，还受调查年份和调查时期的气候因素影响。

2.5 RIL群体主要农艺性状与大麦黄花叶病AUDPS的相关分析

由表5可知，3年试验期间，RIL群体AUDPS与株高、穗下节间长、单株穗数及千粒重4个性状间均呈负相关，并且与株高、单株穗数和千粒重的相关性均达到显著或极显著水平。RIL群体AUDPS与穗下节间长的相关性除2015年不显著外，其他年份间均达到显著或极显著负相关；与主穗粒数均呈正相关，且在2015年时达到极显著差异水平。说明大麦黄花叶病抗性与主要农艺性状的相关性的方向在不同年份间基本一致，但相关程度差异较大。

表2 RIL群体主要农艺性状在病圃与无病田的表现Table 2 Performance of main agronomic traits of the RIL population in diseased and disease-free fields

表3 不同年份不同调查时期亲本及RIL群体的病级表现Table 3 The performance of disease severity of RIL population and parents in different years and periods

表4 2014年和2016年RIL群体不同时期病级的方差分析Table 4 ANOVA of the disease severity in RIL population in 2014 and 2016

表5 不同年份RIL群体主要农艺性状与AUDPS的相关分析Table 5 Correlation analysis between main agronomic traits and AUDPS of RIL population

3 讨 论

3.1 大麦黄花叶病发病程度与年份间气候环境的关系

本研究中，不同年份不同调查时期亲本间的抗性均存在极显著差异，且这主要是因为黄花叶病抗性鉴定的3个年份冬季及春季的气候条件存在一定差异，这与前人研究得出的大麦黄花叶病发病程度与年份间气候条件及土壤温湿度等关系密切[16-18]的结果一致。大麦黄花叶病毒(BaYMV)和大麦温和花叶病毒(BaMMV)寄生于禾谷多黏菌的休眠孢子，大麦出苗后，病毒在冬前气温适宜和土壤墒情较好时会借助禾谷多黏菌从根部侵染至植株体内，随水分运输到植株叶片[16-18]，并于次年春季返青拔节期气温回升至15 ℃ 左右时，开始危害感病大麦叶片，心叶首先出现病斑，导致叶片黄化、植株矮化、分蘖减少，籽粒产量降低，甚至不结实；温度升至20 ℃以上时，病害症状减轻，逐渐隐症。禾谷多黏菌是一种专性寄生于大麦根部的土传性真菌，最适生长温度为10～16 ℃，低于5 ℃时休眠孢子不萌发，高于28 ℃时游动孢子不移动。因此，大麦黄花叶病发病的严重程度与大麦出苗后土壤温度和水分关系密切，适期早播，有利于大麦根系的生长及病毒入侵，适宜的土壤水分也是大麦黄花叶病病毒侵入的重要条件之一，气候干旱或过于湿润均不利于大麦黄花叶病的侵染。另外，有研究显示，碱性或中性土壤较适宜大麦黄花叶病的发生[19]。

3.2 大麦黄花叶病对大麦主要农艺性状的影响

本研究表明，大麦黄花叶病可导致大麦株高、穗下节间长、穗长及每穗粒数减低或减少，这与前人研究结果一致[20]。但本研究还表明，病圃单株穗数和千粒重均增加，与前人研究结果不同，主要是因为病圃与无病田的土壤条件存在差异，无病田土壤为黏土，前期发苗性差，后期长势旺，导致冬前分蘖少、单株成穗数少、株高偏高、倒伏严重、千粒重偏低；而病圃是沙壤土，前期发苗性好，后期长势稳，几乎无倒伏，灌浆充实。但具体原因尚需多年田间定位试验验证。

3.3 大麦黄花叶病抗性与大麦主要农艺性状的相关性

李建波[21]于2013-2014年利用DH群体对大麦主要农艺性状与大麦黄花叶病AUDPS进行相关分析发现，AUDPS与株高、主穗长、穗下节间长、主穗粒数、单株穗数及千粒重均呈负相关。而本研究中，AUDPS与株高、穗下节间长、单株穗数及千粒重呈负相关，但与主穗长及主穗粒数呈正相关，且3年试验期间的相关性较一致，这可能与参试材料不同有关，但具体原因尚需进一步验证。