中国小麦材料麦瘟病抗性鉴定及遗传研究学术资讯

麦瘟病是由Magnaporthe oryzae的Triticum致病型引起的新型病害（图1），于1985年在巴西首次被发现，随后扩展到巴西的主要麦区以及邻近的玻利维亚、巴拉圭和阿根廷。2016年麦瘟病在孟加拉国爆发，造成部分田块绝产。2018年该病害在赞比亚出现，有可能会在非洲南部、东部地区继续扩散。针对麦瘟病的药剂防治效果不佳，并且麦瘟菌的快速变异容易导致抗药性，使药剂防控越来越难。其他的防控措施的效果也很有限，生防还停留在实验室阶段。品种抗性方面，来自偏凸山羊草的2NS易位片段的抗性效应好且比较稳定，但除此之外尚未发现抗性好且稳定的抗性基因。中国小麦材料对麦瘟病的抗性水平及其相关遗传位点尚不清楚。

图 1 麦瘟病的典型症状

近日，江苏省农业科学院、国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）、孟加拉国小麦玉米研究所、玻利维亚农业科学院等多家单位联合发表了题为“Genetic sources and loci for wheat head blast resistance identified by genome-wide association analysis”的研究论文，对来自中国（132份）、CIMMYT（71份）和其他国家（63份）的普通小麦材料在玻利维亚和孟加拉国的大田鉴定圃进行麦瘟病抗性鉴定及遗传研究。

经过12次大田接种试验，所有品系的平均抗病指数为53.7%±12.7%（图2），其中有10份材料表现出抗或中抗水平，仅占所有材料的3.8%。这10份材料中只有2份中国材料（渝麦10号和渝02321），均携带来自偏凸山羊草的2NS片段。此外，中国种质鄂麦9号、周麦98165、郑9405和绵麦37对麦瘟病表现耐病性，其病情指数在30.6%和43.5%之间。

图 2 不同环境下麦瘟病指数的分布

全基因组关联分析结果显示，2AS/2NS 易位区段在不同试验中可解释10.0% 至 35.0%的表型变异，此区间大小为 28.9 Mb，包括58 个显著 SNP 标记（图3）。这些结果表明，来自偏凸山羊草的2NS 片段是供试材料中唯一稳定表达的主效抗病位点。

图3 与表型显著关联SNP的曼哈顿图

供试的中国材料中2AS/2NS易位系的频率仅有4.5%，导致绝大多数供试中国材料对麦瘟病表现感病反应。根据麦瘟菌的适生环境条件，前人研究显示我国华南麦区有中等程度的流行风险。不过随着气候和病原菌的不断变化、变异，其他地区的风险也不能忽视。此外，与麦瘟菌亲缘关系密切的稻瘟菌和黑麦草灰斑病病菌在一定条件下也可侵染小麦，不排除这两种在我国广泛分布的病原菌通过宿主跳跃事件演化为麦瘟菌的可能。因此，培育对麦瘟病具有抗病性或耐病性的育种材料以应对麦瘟病的流行风险具有积极意义。

来源：中国作物学会

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