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小麦是世界三大粮食作物之一,随着耕地面积减少、人口增加,利用小麦杂种优势来提高小麦单位面积产量是保障粮食安全的重要途径。杂交小麦抗病育种能够保证小麦在更健康的状态下优质高产,同时减少农药使用及其对环境的污染,因此,大力发展杂交小麦抗病育种对我国小麦稳定丰收、绿色农业具有重要作用。小麦条锈病是由专性寄生真菌——条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)引起的一种严重危害小麦生产的流行性真菌病害,对全球小麦生产造成了巨大的经济损失。当前我国小麦品种对小麦条锈菌的抗性水平整体偏低,新的有效抗源材料严重匮乏,因此加强杂交小麦抗条锈病育种对我国小麦安全生产具有重要意义。本实验室前期通过杂交选育获得不育系(不育基因为ms1b)和与引进恢复系配制的F1代杂交种,但杂交种的抗条锈水平与双亲间的抗病规律尚不明确。本研究以条锈菌生理小种CYR23、CYR31、CYR33、CYR34为供试菌种,以21份不育系、13份恢复系及F1代杂交种为供试材料,通过抗条锈基因(Yellow rust,Yr)分子鉴定、苗期单个小种抗性鉴定、成株期混合小种抗性鉴定以及成株期不同小种侵染量鉴定等方法,对不育系、恢复系及F1代杂交种进行抗条锈能力评价,总结杂交种与其双亲间的抗条锈规律,为杂交小麦抗病育种提供可供遵循的理论依据。主要研究结果如下:1、抗条锈基因与抗性鉴定:利用Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26分子标记或基因标记对供试材料进行抗条锈基因鉴定,发现F1代杂交种聚合了亲本的抗条锈基因,符合遗传规律,表明通过分子标记辅助选育可以达到目标基因聚合的目的。Yr9存在于北方品系,Yr26存在于四川品系,所有材料中均未鉴定到Yr5、Yr10、Yr15,表明它们在我国小麦抗病育种中应用不广。通过苗期、成株期抗性鉴定发现具有抗性的亲本组合,其F1代杂交种也表现抗性,符合遗传规律。双亲的抗性水平越高,其F1代抗性就越好。通过苗期、成株期抗性鉴定发现不育系 15L7152、17L6062、17L6065、17L6067、17L7106、17L7123、17L7140,来自四川的恢复系川14品16、川13品6、川麦93、川麦98、MR1101、MY13-3及其F1代杂交种均表现优良全生育期抗性。但我们检测到的抗病基因中均对条锈生理小种CYR34失去抗性,表明上述材料中存在未知的抗条锈基因。2、基于亲本对条锈病反应型(Infection type,IT)预测F1代抗性:根据成株期抗条锈鉴定结果,以亲本反应型为自变量,F1代杂交种反应型为因变量进行二元回归分析,R2=0.812,表明两者之间有很大的相关性。同时发现F1代杂交种反应型趋于亲本反应型的平均值,以亲本反应型的平均值为自变量,F1代杂交种反应型为因变量进行一元回归分析,R2=0.740,表明两者之间有很大相关性,因此可以通过亲本反应型平均值预测F1代杂交种抗性。3、亲本抗性互补可增加F1代抗性:利用供试菌种分子标记,采用半定量PCR方法对所有材料分别进行供试条锈菌生理小种的菌量测定,结果显示,所有材料均未检测到CYR23的侵染,多数供试材料均检测到CYR33、CYR34这两个小种,而恢复系15CA50、不育系17L6078和15L7128有少量CYR31侵染,恢复系川14品16、川13品6、MR1101、MY13-1、川麦93、川麦98及其F1代杂交种未检测到CYR33、CYR34。通过检测F1代杂交种,发现对不同小种抗性有差异的亲本杂交,能够增加F1代生理小种抗性范围,即组合具有抗性互补的亲本可以增加F1代抗性。综上所述,杂交小麦抗病育种中,应选用高产、优质、抗性优良的材料作为亲本,才能获得适合生产上大面积推广应用的强优势杂交组合。本研究结果有助于探究亲本与F1代杂交种之间的抗病规律,同时为杂交小麦抗病育种提供可参考的实践方案。