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小麦黄花叶病抗性种质鉴定及筛选（一麦众承孙苏阳）

花匠小妙招
2024-11-11 23:41

各位老师：

大家好！我是江苏淮阴农科所的孙苏阳，按照组长张保亮老师的安排，今天我代表6组值日，小组其他成员有：刘源海、赵鹏飞、刘冬成、陈文超、方正武、刘江、刘静、安庆学、何一哲、朱俊科、陈令志、许云峰、李锋、薛德、晨龙、王国兴、高洪昌、耿惠敏、田胜利、董中东、郑树松、王英杰、林峰、刘伟和冯万伟老师。非常感谢 “一麦众承”交流平台和公众号以及各位专家老师分享的宝贵工作经验，自己一直学习并在我们团队里推荐交流，感觉深受启发、颇有收获。在这里跟大家分享一下我们团队在小麦黄花叶病毒病抗性种质鉴定及筛选方面的研究内容，正值播种季节，不足之处，敬请各位老师批评指正。

小麦黄花叶病（Wheat yellow mosaic virus，WYMV）作为危害我国冬小麦生产的重要病害，常年发病面积达200万公顷以上，并且有扩大蔓延趋势。自20世纪70年代发现有禾谷多粘菌传播的大小麦病毒以来，目前包括长江中下游冬麦区、西南冬麦区和黄淮冬麦区的超过11个省市均有发生，并且造成20%-30%的减产，并且有向西和向北扩展传播的趋势，严重威胁小麦的安全生产。

2011年，在全国多个省市的小麦黄花叶病调查中，山东和江苏发病最为严重，发病面积分别为10万和20万公顷，在江苏发病区域主要在江苏里下河地区。由于气候变化等原因，江苏省的黄花叶病毒病有北移趋势，近几年在我们育种基地的田间已出现黄花叶病毒病（图1）。目前小麦黄花叶病没有效果很好的化学药剂的防控措施，药剂对其防治效果较差，抗病品种成为最为有效的手段，因此挖掘更多的抗源是小麦黄花叶病抗病育种研究的关键。

图1 淮安农科院创新基地小麦黄花叶病发病表型（拍摄于2024年3月22日）

小麦黄花叶病抗性种质鉴定及筛选

1. 种质资源群体的小麦黄花叶病毒病抗性水平概况

2024年春季通过对1929份小麦种质资源进行了小麦黄花叶病田间抗病鉴定。其中1047份为抗病种质和882份为感病种质，包括985份高抗材料（病级0~1级），62份中抗材料（病级2级），39份中感材料（病级2~3级），843份高感材料（病级3~5级）。我们关注到有3份感病种质虽然整株有明显病毒侵染症状，表现为叶片黄化、皱缩，但其植株整体的长势健康，与抗病材料相比没有明显矮化。这种类型的材料可能对小麦黄花叶病毒表现为感病，但有一定的病毒耐受性。当气温回暖，病毒病害隐症后，该类型的种质植株的生长状态可以很快恢复到与健康植株生长接近，对这种耐病类型的小麦种质进一步选育也是一种小麦黄花叶病耐病性选育的思路。

为了对抗病育种进程进行初步分析，我们对该种质资源群体进一步分析发现其包含425个审定品种（236个国家审定品种和189个省审品种）分别来自各个省份的育种单位和企业，其中河南154个、江苏83个、山东53个、安徽39个、陕西28个、河北22个、北京21个、四川8个、湖北7个、甘肃4个、山西3个、云南2、内蒙古1个（图2）。这些审定品种中小麦黄花叶病抗病的品种有256个（243个表现为高抗，13个为中抗），感病品种有169（159个表现为高感，10个为中感），抗病品种略多于感病品种，其比例约为3：2。

图2 425个审定品种来自各省份的占比

2. 不同年份间审定品种的抗性概况统计

为进一步分析黄花叶病毒病育种改良情况，将425份审定品种按照年份进行分类，分析其抗感情况（表1）。

为了进一步分析近些年育成品种在黄花叶病毒病抗性改良中的成果，对2015年之前的品种按照五年的跨度进行合并（图3）。

图3 不同年份审定品种的小麦黄花叶病的抗病品种比例

可以看出，在2005-2010年，小麦黄花叶病的抗病比例有所提高，达到62.79%；2010-2015年，抗病比例降低至53.70%，2016-2018年，抗病比例回升，达到66.67%；2018-2023年间，小麦黄花叶病的抗病比例与审定的小麦品种个数变化趋势一致。总体来看，2005-2023年间，审定品种的小麦黄花叶病的抗病比例整体呈现下降趋势，感病比例整体呈上升趋势。不同年份间比较的结果表明，在过去20年内不同年份选育的小麦黄花叶病抗病品种一般多于感病品种，而自2021年开始，抗病品种与感病品种比例在下降趋于1:1，表明抗病育种工作还需要持续加强。

3. 小麦黄花叶病流行地区的育成品种抗感比例分析

小麦黄花叶病的主要流行区域在河南、山东、安徽和江苏长江中下游地区。对这四个省份育成的审定品种进行抗感比例分析（图4）。

图4 安徽、河南、江苏和山东四省的育成种质抗感比例

其中来自安徽的育成品种中27个抗病（占69.23%），12个感病（占30.77%）；来自河南的育成品种71个抗病（占46.10%），83个感病（占53.90%）；来自江苏的育成品种中64个抗病（77.11%），19个感病（22.89%）；来自山东的育成品种中有42个抗病（79.25%），11个感病（20.75%）。对于大部分的小麦黄花叶病的流行地区来说，小麦黄花叶病抗病品种占比较大，但河南育成并审定的小麦品种中达到中抗材料的比例小于感病材料。

二、“淮麦”系列品种中小麦黄花叶病抗性位点鉴定

目前报道的与小麦黄花叶病抗病相关的遗传位点有9个，在育种利用中应用最多的是位于2D染色体长臂上的抗性位点QYm.nau-2D和位于5A染色体长臂上的QYm.njau-5A.1，这两个位点对小麦黄花叶病的抗性非常强并且在小麦品种中的应用非常广。QYm.nau-2D分子标记辅助选择的连锁标记InDel-FA111（目标条带186bp）（图5）可用于该位点的分子标记辅助选择应用。

图5 QYm.nau-2D位点连锁分子标记InDel-FA111扩增的特异条带

对本单位育成的“淮麦”系列品种的小麦黄花叶病抗性统计发现，近年来审定的大部分“淮麦”系列品种大多表现高抗小麦黄花叶病（表2）。对“淮麦”品种中的主要抗性位点分子检测发现，其中抗性品种几乎都含有小麦黄花叶病抗性位点QYm.nau-2D，但均不含有5A染色体上的抗性位点QYm.njau-5A.1。可能是由于生态区的差异导致该位点在黄淮麦区应用较少。其中淮麦608不含有这两个主效位点，但在田间表现为小麦黄花叶病高抗，可能存在其他主效的抗性位点。