冬小麦新品种陇鉴9828苗期抗条锈性遗传分析

摘要：为明确冬小麦新品种陇鉴9828苗期抗条锈性基因类型及其数量，为该品种抗病基因的合理应用提供支撑。2022年对小麦遗传群体（铭贤169/陇鉴9828）的F1、F2单株及其双亲材料的幼苗分别接种CYR34、CYR32及新菌系ZS的单孢菌系，进行抗条锈性遗传分析。结果表明，陇鉴9828苗期对条锈菌CYR34、CYR32表现中抗，对条锈菌新菌系ZS表现高抗，铭贤169表现高度感病。分别接种条锈菌CYR34、CYR32后，F1代表现感病，F2代单株抗感表现分离，符合1R：3S的分离比值；接种条锈菌新菌系ZS后，F1代表现抗病，F2代植株抗感表现分离，符合3R：1S的分离比值。说明陇鉴9828对条锈菌CYR34、CYR32的苗期抗条锈性均由1对隐性抗性基因控制，对条锈菌新菌系ZS的苗期抗病性由1对显性抗性基因控制，该研究结果可对冬小麦新品种陇鉴9828在生产和育种中应用提供参考。

关键词：冬小麦；新品种；陇鉴9828；条锈病；遗传分析；苗期

中图分类号：S435.121.42 文献标志码：A 文章编号：2097-2172（2024）06-0580-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.06.018

Genetic Analysis of Stripe Rust Resistance at the Seedling Stage of

New Winter Wheat Variety Longjian 9828

HU Mengxia 1， WANG Wanjun 2， CAO Shiqin 3， 4， 5， JIA Qiuzhen 3， 4， 5， ZHANG Bo 3， 4， 5， HUANG Jin 3， 4， 5，

SUN ZhenYu 3， 4， 5， LI Ling 6

（1. Wheat Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. Green Agronomic Centre， Tianshui Institute of Agricultural Sciences， Gangu Gansu 741200， China; 3. Institute of Plant Protection， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 4. Scientific Observing and Experimental Station of Crop Pests in

Tianshui， the Ministry of Agriculture and Rural Affairs， P. R. China， Gangu Gansu 741200， China; 5. National

Agricultural Experimental Station for Plant Protection at Gangu， the Ministry of Agriculture and Rural Affairs，

P. R. China， Gangu Gansu 741200， China; 6. Lanzhou Agricultural Research & Technology

Promotion Centre， Lanzhou Gansu 730030， China）

Abstract： To determine the type and quantity of stripe rust resistance genes at the seedling stage of the new winter wheat variety Longjian 9828， and to provide support for the rational application of its disease resistance genes. In 2022， genetic analysis of stripe rust resistance was performed by inoculating seedlings of the wheat genetic population（Mingxian 169/Longjian 9828） F1， F2 single plants， and their parent materials with single spore isolates of CYR34， CYR32， and the new strain ZS of Pst. The results showed that Longjian 9828 exhibited moderate resistance to CYR34 and CYR32 of Pst， and high resistance to the new strain ZS， while Mingxian 169 was highly susceptible. After inoculating with CYR34 and CYR32， the F1 generation showed susceptibility， and the F2 generation showed a segregation ratio of 1R∶3S. After inoculating with the new strain ZS， the F1 generation showed resistance， and the F2 generation showed a segregation ratio of 3R∶1S. This indicates that the seedling stage stripe rust resistance of Longjian 9828 to CYR34 and CYR32 of Pst is controlled by one pair of recessive resistance genes， and the seedling stage disease resistance to the new strain ZS is controlled by one pair of dominant resistance genes. These results can provide a reference for the application of the new winter wheat variety Longjian 9828 in production and breeding.

Key words： Winter wheat; New variety; Longjian 9828， Stripe rust; Genetic analysis; Seedling stage

条锈病在世界范围内广泛发生，在我国主要麦区，特别是西南、西北地区均有发生，是以上地区小麦生产上的主要病害之一［1 - 5 ］，也是甘肃陇南小麦生产上最重要病害，对小麦种植区域的影响很大。药剂防治结合农业及其他防治措施可缓解病害的流行，而选育抗病品种则是条锈病防治最经济有效且环保的重要途径［4 - 8 ］。小麦条锈菌由空气传播，加之条锈菌新小种变异快，导致流行小种类型多样，致病性强，使生产上应用品种的抗性频繁丧失，造成近年来条锈病流行较为严重［9 - 11 ］。已有的研究发现，我国80%以上的条锈菌新小种首先从陇南地区监测到，故该区域不仅是我国小麦条锈病的常发易变区，更是条锈菌新小种策源地［1 - 2 ］。2010年以来，随着以条锈菌CYR34为代表的贵农致病类群的出现和积累，使得含有南农92R及贵农血缘的品种抗病性丧失，再一次造成国内主要品种大规模的品种更替［12 ］。与此同时，伴随着条锈菌新菌系ZS的出现及CYR34、CYR32等优势小种的流行，导致以天选63、兰天19号等为代表的甘肃陇南生产品种的抗条锈性丧失［13 - 15 ］。因此不断培育和应用新的抗病品种，特别是具有全生育期抗性品种，是甘肃从事小麦育种和植物病理学工作者孜孜以求的目标与任务，更是持续控制甘肃陇南地区这个条锈病源头的基础［16 ］。

陇鉴9828是甘肃省农业科学院植物保护研究所以高代材料8654-1为母本、兰天15号为父本通过常规有性杂交，经系统选育而成的冬小麦新品种［7 ］，2022年通过甘肃省农作物品种审定委员会审定（审定编号：甘审麦20220019）。该品种具有较好的条锈病苗期、成株期抗性特点。目前国内相关学者对诸多重要生产品种开展了苗期、成株期抗条锈性遗传研究［17 - 19 ］，但还未对陇鉴9828进行抗条锈性遗传分析，对其携带的抗条锈性基因类型和数量尚不清楚。基于此，我们以陇鉴9828为试材，针对CYR34、CYR32和新菌系ZS条锈病新小种进行苗期抗条锈性遗传分析，旨在明确陇鉴9828苗期抗条锈性基因类型及其数量，为该品种抗病基因的合理应用提供支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料

陇鉴9828的遗传群体（铭贤169/陇鉴9828）的F1代、F2代、亲本材料及条锈菌CYR34、CYR32和ZS的单孢菌系均来自甘肃省农业科学院植物保护研究所小麦病害课题组［4 - 5， 18 - 20 ］。

1.2 试验方法

2019年5月16日以感病亲本铭贤169为母本、陇鉴9828为父本配制定位群体组合，MDHD+Px8O1yqjbC6TjYfGQ==6月20日成熟后收获F0代种子。2019年10月18日，在甘肃省农业科学院甘谷试验站分别种植亲本及部分F0单株种子；2020年5月将F1代材料套袋自交，2020年6月22日收获全部F1代植株；2021年7月10日单株脱粒获得F2代群体种子。

2022年3 — 5月在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室对亲本、F1、F2群体进行苗期抗条锈性鉴定。将亲本及F1代种子各播种1盆，每盆播种10粒种子，即亲本及F1群体各为10个单株。F2代播种10盆，每盆播种30粒种子，即F2群体为300个单株。小麦1叶1心期喷孢子悬浮液法接种生理小种CYR34、CYR32和新菌系ZS的单孢菌系。接种后将幼苗置于黑暗处保湿24 h（温度9～10 ℃，湿度80%以上），于15～20 ℃、光照时间8～10 h/d下生长18 d，大多数盆中感病品种铭贤169严重度达到80%以上时逐株调查记载供试材料的反应型［4 ］。反应型记载采用全国行业标准规定的6级记载法进行［13 ］。为保证调查数据的准确性，调查中增加了1+、2-、2+三个类型，同时规定0～2+型为抗病（R）、3～4型为感病（S）。用实测值与期望值比率进行卡方适合性检验［4 - 7， 11， 18 - 20 ］。

2 结果与分析

2.1 对条锈菌CYR34抗条锈性遗传分析

陇鉴9828对CYR34的抗条锈性反应型为2-～2+，总体表现中抗（MR）；对铭贤169的反应型为4型，表现高度感病（HS）；F1代植株反应型为2～2+，抗条锈性表现为中抗（MR）；F2代群体的反应型为1+～4，抗条锈性表现抗感分离［5， 7 ］。其中在168株F2代群体中，反应型为0～2+的抗病（R）类型单株有45株，反应型为3～4型的感病（S）类型单株有123株，抗感分离比为1∶2.73（表1）。经卡方适合性检验，符合1R∶3S 的1对隐性基因控制的分离比例［ χ2（1∶3）=0.0972 < χ20.05， 1=3.84，P=0.05～0.10］，表明陇鉴9828对条锈菌CYR34的抗条锈性由1对隐性基因控制。

2.2 对条锈菌CYR32抗条锈性遗传分析

生理小种CYR32对陇鉴9828反应型为2～2+，抗条锈性表现为中抗（MR）；对铭贤169的反应型为4，抗条锈性表现为高感（HS）；对6株F1代植株的接种反应型为3～4型，即为感病（S）类型；138株F2代群体接种CYR32后反应型为2～4型，即不同单株抗感不同，表现出抗感分离的现象。其中有31株的反应型为2～2+型，为抗病（R）类型；107株反应型为3～4型，即感病（S）类型，抗感分离比为1∶3.45（表1）。卡方适合性检验表明，陇鉴9828对CYR32的抗性符合1R∶3S 的理论比例［ χ2（1∶3） = 0.118 3< χ20.05， 1 = 3.84，P = 0.10～0.25］，说明陇鉴9828对条锈菌CYR32的抗病性由1对隐性基因控制。

2.3 对条锈菌ZS抗条锈性遗传分析

陇鉴9828在苗期对条锈菌新菌系ZS的反应型为1，抗条锈性表现高抗（HR）；对铭贤169的反应型为4，抗条锈性表现为高感（HS）；7株F1代植株反应型为1～2型，表现抗病（R）； F2群体中156个单株反应型为2-～4型，即不同单株抗感出现分离。其中111株反应型为1～2型，属抗病（R）类型； 45个单株反应型为3～4型，属感病（S）类型，抗感分离比为2.47∶1（表1）。经卡方适合性检验表明，接近3R∶1S 的分离比例［ χ2（3∶1）=0.104 7< χ20.05， 1=3.84，P=0.10～0.25］，表明冬小麦品种陇鉴9828对新菌系ZS的抗病性由1对显性基因控制。

3 小结与讨论

诸多研究表明，甘肃陇南地区种植抗病品种特别是具有苗期抗性特点的品种，具有“功在当地利在全国”的功效［13 - 16 ］。冬小麦品种陇鉴9828是由甘肃省农业科学院植物保护研究所通过常规杂交、系统培育而成的冬小麦新品种，具有较好的苗期抗性特点，特别是对条锈菌主要流行小种CYR34和CYR32均表现中抗，对新菌系ZS表现高抗，值得在甘肃陇南越夏区推广，并对补充抗病品种类型和数量、持续控制该区域条锈病的发生流行均具有极好的促进作用［21 - 23 ］。

陇鉴9828的亲本为兰天15号和高代材料8654-1。兰天15号是20世纪80至90年代在甘肃陇南生产上广泛种植的小麦品种，因CYR29和CYR30、CYR31的先后出现和逐步积累，成为生产上的优势小种，导致小麦条锈病中强度流行，使兰天15号抗条锈性丧失。抗病基因小种鉴定推导及分子检测表明，亲本兰天15号仅携带抗病基因Yr9［24 ］。经对携带Yr9的兰天15号等冬小麦品种进行多年条锈病苗期、成株期鉴定的结果表明，该基因在全生育期对条锈菌CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR34均表现感病［25 ］，初步推测陇鉴9828的苗期抗条锈基因来自亲本之一的高代材料8654-1。从本试验结果看，陇鉴9828苗期对条锈菌CYR34、CYR32和新菌系ZS均表现抗病，且对不同生理小种的抗病基因类型存在差异。依据鉴9828苗期抗条锈基因的类型也说明其抗性基因来源于亲本8654-1。

本试验选用致病性较强且当前为甘肃省及中国主要流行小种的CYR34和CYR32及新菌系ZS有针对性地进行了陇鉴9828苗期抗条锈基因遗传分析，明确了该品种的抗性基因类型和数量。但值得注意的是，陇鉴9828对CYR34、CYR32在苗期仅表现为中抗，对新菌系ZS苗期表现高抗，铭贤169表现高度感病。接种条锈菌CYR34和CYR32后，F1代表现感病，F2代单株抗感表现分离，符合1R∶3S的分离比值；接种条锈菌新菌系ZS后，F1代表现抗病，F2代植株抗感表现分离，符合3R∶1S的分离比值。说明陇鉴9828对条锈菌CYR34、CYR32的苗期抗条锈性均由1对隐性抗性基因控制，对条锈菌新菌系ZS的苗期抗病性由1对显性抗性基因控制。虽在甘肃陇南地区生产应用具有一定的价值，但也表明该品种在生产大面积应用可能存在潜在风险，一旦出现毒性更强小种类型，失去抗性的可能性很大，因此要不同抗源品种搭配应用。另外，作为抗病亲本使用时，建议与其他不同抗源结合，有利于培育持久抗病新品种。

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