小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的一种世界性病害,赤霉病抗性类型主要分为抗侵染、抗扩展、籽粒抗性和抗毒素积累。其中,研究最多的是扩展抗性,研究最少的是籽粒抗性,而现有评价籽粒抗性的方法是以籽粒感染率(FDK)为衡量指标,FDK是间接度量扩展抗性的方法,而非籽粒本身的抗性。籽粒抗性顾名思义是籽粒本身对病原菌的抗性,即待评价籽粒在适宜病原菌侵染的环境中(如适宜的温湿度)且所有籽粒有均等机会接触病原菌条件下,籽粒本身对病原菌侵染表现出的抗性。Fhb1是赤霉病扩展抗性中最主要且稳定的抗性位点,为了解析Fhb1是否同时介导籽粒抗性,我们以Fhb1的抗、感近等基因系为主要材料,通过活体和离体试验,从籽粒表观到籽粒内部,研究Fhb1对籽粒抗性的效应;同时,为了明确不同穗部组织与DON产生的关系,我们将小麦穗部不同组织分离,在离体条件下研究不同组织对毒素积累的效应,解析不同组织对病原菌关键产毒基因Tri的表达的影响。为了解析病小穗率和DON之间的关系,我们以30份赤霉病抗感存在明显差异的品种(系)为材料,在不同接种方法下研究病小穗率(PSS)和DON的关系,并筛选出“双低”种质。主要结果如下:不同发育阶段对小麦穗子的每一个小花接种后,每个小花的颖壳均发白,且千粒重的变化主要是由粒宽的变化引起的,并且在抗感近等基因系间,S22V千粒重的变化较R22W小,Ning7840千粒重的变化较Clark小;接种赤霉菌后抗病近等基因系R22W籽粒淀粉体降解情况较同一发育阶段的感病等基因系S22V严重;扫描电镜的结果表明,携带Fhb1的抗病品种Ning7840、不携带Fhb1的抗病品种HYZ、以及Fhb1的感病近等基因系S22V的籽粒抵抗菌丝侵染能力较好;抗感近等基因系籽粒在离体条件下对于菌丝生长的诱导能力也没有显著差异。同时,我们建立了一种综合评价籽粒抗性的方法,发现不同品种的籽粒抗侵染能力存在差异,但Fhb1并不能介导籽粒抗性。该研究结果对解析籽粒抗性的机制具有重要的参考价值,进一步丰富了对Fhb1位点功能的认知。将小麦穗部不同组织分离成穗轴、颖壳和籽粒,在离体条件下研究不同组织对于菌丝生长及产毒的影响,发现颖壳能够抑制菌丝的生长,穗轴和籽粒诱导菌丝的生长。发育早期的穗轴、籽粒、颖壳均不能诱导DON产生,但是发育中后期的籽粒对于DON具有较强的诱导能力,而且R22W的诱导能力比S22V强。此外,Tri基因的表达受穗部组织影响,有一定的时空特异性。该研究结果对于解析DON的产生机制以及Fhb1与DON的关系具有重要意义。利用双花滴注法和基部穗轴注射两种接种方法研究PSS和DON之间的关系,发现PSS与DON总体上呈显著正相关,但是有部分材料表现不一致。在穗轴注射方法下,部分抗病材料的小穗没有出现病症,即病小穗率为0,但籽粒中检测到DON积累,推测DON能够在穗轴中产生。综合两种接种方法下的PSS和DON,筛选病小穗率和DON含量均较低的“双低”品种,明确 TOKAI66、BSYH、Ning7840、NyuBai、HCD、Chokwang、以及Tawanhsiaomai的总体抗性优于Sumai3,TOKAI66的病小穗率和籽粒DON含量最低,该研究对赤霉病和毒素抗性改良具有重要意义。