小麦抗条锈病育种技术的应用研究

邵长红

辉县市农业局种子管理站，河南 新乡 453600

我国是农业大国，近年来，我国农业科学技术发展迅速，表现在作物育种方面更是突飞猛进。农业是我国国民经济的基础性产业，粮食生产关系着我国国民的切身利益。从人民温饱问题的解决到科技兴农中间经历了一个艰辛的探索，更取得了丰硕的成果，尤其是在作物抗病品种培育技术方面，成果显著。

小麦育种技术在我国粮食生产中占据着非常重要的地位，品种防治是人类长期以来对小麦品种不断改良探索的结果。小麦品种防治具有许多优点，它经济、易行、有效，容易被广大农民朋友所接受，能够在生产上迅速种植推广，发挥明显的经济效益。新的品种被研发出来之后，品种原始的优良性能并不是永久性的，这一点在国内外的生产实践中也得以证明。引起品种性能发生蜕变的原因是多方面的，其中主要是由于病菌具有多变性，一个品种在抗病性能上生产多年以后抗病性能便会发生一定程度的退化，而失去商业生产的价值。

1 抗病品种培育中的问题

抗病小麦品种培育中存在的问题是多方面的，综合如下：首先，品种的多抗、兼抗问题，由于每个地区有着不同的地理条件和气候特征，一个地区往往面临着多种病害的发生，这给抗病育种造成了一定的压力。其次，品种抗病性能的退化问题，病菌的控制是有一定的难度的，原因是多方面的，其中主要就是病菌变异的方向性不固定。一个抗病品种的推广种植后病菌常常会产生定向选择压力，种植面积越大，选择压力越大。自然界原来就存在的品种，由于其对该品种具有一定的毒性，增值的速度又是非常的快，因克服该品种的抗性使其在生产上“丧失”抗病性。最后，小麦品种抗病基因单一化，结构布局不合理。

2 小麦抗条锈病品种传统陪育方法

2.1 引种

引种是一种比较传统而高效的小麦育种技术，在一定时期起到了积极的作用。早期由于我国农业科学技术不是很发达，好多品种都是从外国直接引进的，并收到了很好的效果。我国在这方面的成功事例有很多，例如南大2419小麦是1932年从意大利引入的抗锈良种，这种品种具有多种抗病性能，并且在我国生产上应用时间也比较长，直到1962年才发现有抗锈性退化现象。

2.2 单株选择法

这种方法由于程序简单，操作方便而被广泛应用于物种的培育，这种方法的育种原理是根据品种单株的异质性，从群株中选择比较优良的单株进行培育，经过进一步鉴定和选择，选育出抗病品种，最终达到抗病的目的。

2.3 杂交育种

杂交育种技术是小麦抗病育种技术中最常用的方法。通过这项技术我国培育出的水稻优良品种惠及全世界。它育种的机理是将抗病亲本的抗锈性与农艺亲本的优良农艺性状结合起来育成优良抗病品种。

2.4 远缘杂交

远缘杂交对小麦抗病育种有着积极的作用，它的育种机理是利用小麦与不同属、种的禾本植物进行杂交，将其它的属、种的抗病的优良基因引入到该小麦品种之中，从而提高该小麦品种的抗病性能，远缘杂交有许多优点，如高抗、多抗等。

2.5 人工诱变

诱变育种是指利用化学诱变剂和物理因素双方共同作用，诱导遗传基因发生变异，在较短时间内获得有价值的突变体而孕育出新品种或创造出新物质资源的技术。根据联合国粮食及农业组织和国际原子能机构的统计，目前全世界通过诱变技术培育出小麦新品种有70多种。有的品种已经得到普遍推广大面积种植取得成功。我国对该项技术的研究主要是从上世纪50年代末期开始的，通过科研人员的辛勤努力我国终于从1996年开始相继培育成功鄂麦6号、太辐1号等多种诱变小麦新品种，同时使我国诱变技术应用研究迈入世界先进行列。

3 现代生物抗锈育种技术

3.1 植物组织培养及其与诱变结合的技术

该项技术是作物育种中的成功的创新，将该项技术运用到物种培育当中，能够起到很好的效果，如资源变异、改良目标性状等。该技术的育种机理是，在作物的细胞处于不断分裂的状态在施加外部因素使之发生变异。现代生物抗锈育种机理具体参见表1。

表1

3.2 转目的基因育种技术

非寄主抗性（non-host resistance， NHR）是植物对大多数病原物产生抗性、对少数病原物感病，是最主要的抗病类型，它不是由植物单个专化性抗病基因控制的，不易随着病原微生物的变异而丧失，这项技术有许多优良特点，最主要的就是它具有稳定性持久抗性的特点。相比于传统的农业育种技术来讲，它在农业上具有广阔的推广前景。这项技术的工作原理是，筛选抗病基因和合理利用非寄主抗病性，进行水稻突变体感锈品种的筛选和研究，最终培育出优良抗病性能的品种。

从我国近几年的种植实践来看，培育和利用抗锈品种是防治小麦条锈病最快捷、最有效的措施。但是，这项技术在应用中存在许多的弊端，由于病原菌毒性变异，抗病基因单一化往往导致小麦品种不断“丧失”抗病性。因此，应充分挖掘利用优异的小麦条锈病抗源及抗性材料，实现抗源品种多样化，解决品种抗性过早、过快丧失问题，以达到持久抗病的目的。

3.3 分子标记辅助育种

将这项技术运用于小麦品种的培育当中由来以早，早期应用较多的是基于分子杂交的限制性片段长度多态性标记（RFLP），由于需要DNA量大，且设备技术要求比较复杂，所以在早期的育种当中很难以广泛应用。随着PCR技术的突破，使DNA的需求量减少且设备简单而备受青睐。目前应用效率最高的是AFLP标，它集RFLP与PCR的优点于一身，所需的DNA量少，有很高的应用价值。不足之处是该技术的成本高，要用同位素或荧光素标记引物。

新型分子标记SNP和ESTs在目前在小麦育种中也得以应用。SNP(单核苷酸多态性标记)具有广阔的市场前景，一方面它具有覆盖密度大、数目多的特性，另一方面，同可以采用DNA芯片和微测序的方法进行检测，我国目前DNA芯片技术的发展又有所突破，因此SNP将成为重要的分子标记技术。ESTs（表达序列标记）优点更是十分的明显，它不仅可以直接与一个表达基因相关，而且有用信息的获得可以通过genbank数据库进行检索。目前国际上已开发登记的EST的种类已高达数十万条。

近30年来，我国分子标记技术取得了很大的发展，就小麦品种的培育而言，在遗传图谱中小麦的密度还远不够饱和。

从我国目前分子标记辅助育种技术发展的现状来看，今后一段时期内我国应把分子标记辅助育种作为重点工程来扶持，把研究的重点放在重要目标性状有关的标记。因为分子标记相对于目标性状有关的标记较复杂且费用较高，如果用其它成本较低的方法能够代替的话，则可以有效弥补成本高的缺点，而目标性状有关的标记则可以有效弥补这个不足。

4 结论

综上所述，小麦抗条锈病育种技术的应用研究在我国有着悠久的历史，有成果也有问题，以上是我国近几年应用比较成熟的方法。随着农业发展的需要，新的技术还有待于在今后的实践当中进一步去探讨，基于作者能力的限制，文中的一些问题没有充分的展开论述，不足之处望行业同仁多多指正，在今后的工作当中亦会加强学习，为我国小麦抗病育种技术的研究作出更大的贡献。

[1]代君丽，井金学，李振岐，等.普通小麦品种陕旱8675中抗条锈病基因的分子定位[J].植物病理学报，2009(4).

[2]侯璐，宋晓贺，路亚明，等.小簇麦易位系V9128-3抗条锈病基因的遗传分析SSR分子标记[J].植物病理学报，2009(1).

[3]陈宏灏，杨炜迪，王美南，等.小麦条锈菌鉴别寄主Heines peko抗性遗传分析及SSR标记[J].植物病理学报，2009(3).

[4]张金宝，秦霞，孙佩贤，等.黄淮麦区种植密度对晚播冬小麦花后氮素代谢和利用率的影响[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2010(12).