小麦抗赤霉病种质筛选与Fhb1基因分布研究
2021-04-20张善磊于成功刘晓飞赖尚科王卫军孙宝林熊化春胡继超崔小平
张善磊,于成功,刘晓飞,赖尚科,王卫军,孙宝林,熊化春,胡继超,崔小平
(宿迁市农业科学研究院,江苏 宿迁 223800)
小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌(FusariumgraminearumSchw)等多种镰刀菌引起的一种真菌性病害,我国赤霉病年均发病面积超出330万hm2,一般流行年份即可造成产量损失5%~10%,重发田块甚至绝收,给我国粮食安全造成了严重的威胁[1-3]。目前,生产上防治赤霉病主要依赖喷施化学药剂,这不仅会增加生产成本,还会对农产品和环境安全带来隐患,并且赤霉病菌生理小种不断演化,抗药性逐渐增强[4]。实践证明,利用品种抗性防治赤霉病是最为安全、经济、有效的手段。随着分子标记技术的发展和小麦基因组学研究的深入,迄今至少有100个抗赤霉病基因被报道,分布于小麦的所有染色体上,其中被正式命名的抗性基因有7个(Fhb1~Fhb7)[5-7]。Li等[8]研究发现Fhb1编码一个注释为富含组氨酸的钙离子结合蛋白(Histidine-rich calcium-binding protrin,His),与野生型相比,该基因起始密码子附近752 bp的缺失赋予其赤霉病抗性。Wang等[9]研究发现,来自长穗偃麦草的赤霉病抗性基因Fhb7编码一种谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase,GST),能够分解多种毒素,具有广谱抗性。此外,源于小麦自身的抗性基因Fhb2被精细定位在6B染色体上,与标记Xwgrb688/Xwgrb682和Xmag3017紧密连锁[10];Fhb4被精细定位在4B染色体上,与标记Xmag8990和Xmag8894紧密连锁[10];Fhb5被精细定位在5A染色体上,与标记Xwgrb0222和Xwgrb1621紧密连锁[10]。
Fhb1是最早发现于我国小麦品种苏麦3号中的一个持久、稳定抗性基因,是目前公认的赤霉病抗性效应最大的位点。Pumphrey等[11]以苏麦3号为供体亲本,创制了携带Fhb1基因的近等基因系,发现该近等基因系的平均病粒率降低了27%,平均病情严重等级降低了23%。……
