07抗黃矮病小麥種質(zhì)的遺傳分析

1、3國(guó)家863計(jì)劃(2003AA211010)和山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技攻關(guān)計(jì)劃(YGG0301)資助收稿日期:2005212208改回日期:2006203212抗黃矮病小麥種質(zhì)的遺傳分析3曹亞萍張明義寧東賢范紹強(qiáng)(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所臨汾041000)摘要以抗黃矮病小麥種質(zhì)為母本、豐產(chǎn)性品種為父本配制雜交組合鑒定所有F1代及保留組合6個(gè)世代的抗病性運(yùn)用不完全雙列雜交模式和加權(quán)最小二乘法分析抗病基因的遺傳效應(yīng)根據(jù)Castle2Wrigh

2、t方法估計(jì)抗病種質(zhì)的最小抗病基因數(shù)目。結(jié)果表明:抗黃矮病遺傳不符合加性2顯性模型以加性效應(yīng)為主抗病基因間存在明顯的互作效應(yīng)表現(xiàn)為加性加性和加性顯性黃矮病抗性遺傳力較高變幅為69115%～97175%抗病種質(zhì)“02R084”和“02R493”分別含有1對(duì)抗病基因且在不同遺傳背景中基因互作方式存在差異。關(guān)鍵詞冬小麥大麥黃矮病毒遺傳效應(yīng)基因數(shù)目Geicanalysisofresistancetobarleyyellowdwarfvirusof

3、wheatgermplasms.CAOYa2PingZHANGMing2YiNINGDong2XianFANShao2Qiang(WheatResearchInstituteShanxiAcademyofAgriculturalSciencesLinfen041000China)CJEA200715(4):116～119AbstractDisease2resistanceacterofwheatgermplasmswasidentifi

4、edusing34incompletediallelmodelweightedleastsquaremethodinallF1insixgenerationreservedcombinationsof3BYDV2resistancematerialfemales4fertilityvarietymales.Theleastgenenumberwasestimatedinthedisease2resistancetraitbyCastle

5、2Wrightmethod.Resultsshowthatinheritancedoesnotfollowadditive2dominantgeicmodelwhileadditiveeffectsremainsignificant.Meanwhilesignificantinteractionsarefoundwithadditiveadditiveadditivedominant.HeritabilityofBYDVresis2ta

6、nceishighwithintherangeof69115%～97175%.02R08402R493areestimatedtocontainoneresistancegenegeneinteractionsvarywithdifferentgeicbackgrounds.KeywdsWinterwheatBYDVGeneeffectGenenumber(ReceivedDec.82005revisedMarch122006)小麥黃矮

7、病是一種世界性病毒病由大麥黃矮病毒(Barleyyellowdwarfvirus簡(jiǎn)稱BYDV)引起一般年份減產(chǎn)5%～10%流行年份減產(chǎn)30%以上。近年來該病在我國(guó)有蔓延趨勢(shì)西北至新疆西南至四川、云南東南至江蘇都有發(fā)生且以GAV株系為主。自20世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)BYDV以來科學(xué)家們采用遠(yuǎn)緣雜交、生物技術(shù)等方法將外源抗BYDV基因?qū)肫胀ㄐ←湗?gòu)成了幾種不同類型的BYDV抗源。近年來辛志勇等[1]和何聰芬等[2]曾利用中間偃麥草(L1)作為抗源

8、進(jìn)行遺傳研究證明其后代所攜帶的抗BYDV基因是顯性單基因法國(guó)的ComeauA.等利用“彭梯卡”偃麥草與小麥雜交有2%F1系近免疫證明其抗性性狀非單基因控制[3]。本文利用中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供的抗源材料在抗病性鑒定基礎(chǔ)上進(jìn)一步選用2個(gè)抗病種質(zhì)“02R084”和“02R493”進(jìn)行抗黃矮病遺傳研究旨在為抗病育種提供理論依據(jù)。1試驗(yàn)材料與方法試驗(yàn)從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供的抗BYDV材料中選擇高抗大麥黃矮病毒且農(nóng)藝性狀較好的種質(zhì)3

9、份分別為“02R084”、“02R493”、“00R020”其接種后調(diào)查均無明顯發(fā)病癥狀但具有病理反應(yīng)表現(xiàn)為高抗類型試驗(yàn)編號(hào)分別為1～3選擇當(dāng)?shù)赝茝V的“晉麥72號(hào)”、“石4185”、“晉麥65號(hào)”、“晉麥47號(hào)”4個(gè)豐產(chǎn)品種作為試驗(yàn)材料編號(hào)分別為4～7供試毒源為大麥黃矮病毒GAV株系傳毒介體為麥二叉蚜。2002年以3個(gè)高抗BYDV材料作母本(P♀)4個(gè)高產(chǎn)品種作父本(P♂)配制34不完全雙列雜交組合共12份材料。2003年度將雜種F1代

10、12份材料播種于水地試驗(yàn)田試驗(yàn)為雙行區(qū)行長(zhǎng)3m行距23cm第15卷第4期中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)Vol.15No.42007年7月ChineseJournalofEco2AgricultureJuly2007表2世代抗病分離變異比較Tab.2SeparatevarianceofresistanceBYDVingenerations組合世代平均值A(chǔ)veragevalueingeneration變異系數(shù)VariancecoefficientComb

11、inationMP1MP2MF1MF2MB1MB2CVP1CVP2CVF1CVF2CVB1CVB202R084晉麥72號(hào)791283013569155601737911134167911136138161932061694414613816902R084石41857814434157601034313863.494510281632110110189180192381336215302R493晉麥65號(hào)711562811453.7839

12、.2556.7926.5710.7034.4222.92165.9549.6295.5802R493晉麥47號(hào)7413239.3363.6965.3480.0752.979.3220.2611.8291.6028.5936.68平均值75.9033.1061.7652.1869.8739.81就各世代變異性而言不分離世代變異程度較小變異系數(shù)為8163～36138之間分離世代變異系數(shù)在28159～206169之間變異幅度較大抗病親本及其回

13、交世代變幅較小CV介于8163～49162感病親本及其回交世代變幅較大CV介于20126～138169?？梢娍共∮H本所含有的抗病基因不僅決定著植株的群體抗病性而且還會(huì)將抗病值盡可能集中從而減小變異幅度。213抗病基因效應(yīng)分析抗病性方差分析已證明抗黃矮病遺傳同時(shí)存在基因加性和非加性效應(yīng)為進(jìn)一步區(qū)分非加性效應(yīng)應(yīng)用Gamble模式對(duì)基因作用方式和互作效應(yīng)進(jìn)行分析(表3)發(fā)現(xiàn)4個(gè)組合的加性效應(yīng)均達(dá)到正向極顯著水平顯性效應(yīng)也為正向效應(yīng)除組合“02

14、R084晉麥72號(hào)”外亦達(dá)顯著或極顯著水平并且表現(xiàn)為加性效應(yīng)大于顯性效應(yīng)(組合“02R084石4185”除外)這與2003年的分析結(jié)論相符。在基因互作效應(yīng)中4個(gè)組合表3抗黃矮病基因效應(yīng)分析3Tab.3GeneeffectsfresistancetoBYDV組合Combinationmadaaaddd02R084晉麥72號(hào)601333344144334138151363314198332615302R084石418543138331814

15、7334710333431503331472714502R493晉麥65號(hào)391253330.223313.65339.7038.51330.8202R493晉麥47號(hào)651343327111336158341721416133191773表示差異顯著33表示差異極顯著。表中m為中親值a為加性效應(yīng)d為顯性效應(yīng)aa為加性加性上位效應(yīng)ad為加性顯性上位效應(yīng)dd為顯性顯性上位效應(yīng)。不同程度地表現(xiàn)加性加性、加性顯性互作效應(yīng)但因遺傳背景不同而具有

16、顯著不同的互作方式抗病種質(zhì)“02R084”的后代加性加性效應(yīng)較強(qiáng)“02R493”的后代則表現(xiàn)較強(qiáng)的加性顯性互作效應(yīng)試驗(yàn)中4個(gè)組合的顯性顯性雖然效應(yīng)值較高但因方差更大而未達(dá)顯著水平。214抗病遺傳分析表4為2003年不完全雙列雜交的遺傳力和2004年各組合據(jù)6世代方差估算的遺傳力可以看出抗黃矮病表4抗病遺傳力及抗病基因數(shù)目估計(jì)Tab.4Estimationonheritabilitythenumberofgenesfresistancet

17、oBYDV組合2003年度02R084晉麥72號(hào)02R084石418502R493晉麥65號(hào)02R493晉麥47號(hào)CombinationYear200302R084Jinmai7202R084Shi418502R493Jinmai6502R493Jinmai47遺傳決定度%97.7586.4292.8090.5983.86狹義遺傳力%80.1377.3875.6075.1169.15最小抗病基因數(shù)目0.950.05381.080.041

18、90.720.03140.880.0616的遺傳決定度變幅為83186%～97175%狹義遺傳力變幅為69115%～80113%表明在黃矮病抗性遺傳中加性效應(yīng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)其在后代表型效應(yīng)中可以起到?jīng)Q定性作用。比較分析進(jìn)一步證明“02R084”的狹義遺傳力大于“02R493”。根據(jù)Castie2Wright方法估計(jì)抗病基因數(shù)目并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤(表4)。該方法排除了顯性效應(yīng)且計(jì)算結(jié)果具有較低的標(biāo)準(zhǔn)誤未達(dá)顯著水平因而估值的準(zhǔn)確度和精確度均較高表4

19、同時(shí)說明抗病種質(zhì)“02R084”和“02R493”均含1對(duì)抗病基因且“02R084”所估數(shù)值較大與其較高的狹義遺傳力結(jié)果一致。3討論黃矮病抗源為數(shù)不多至今發(fā)現(xiàn)的3種抗病基因中“L1”抗源基因位于第7部分同源群染色體7Ai21的長(zhǎng)臂“中4”抗源基因位于第二部分同源群染色體2Ai22上[8]“CPI113599”抗源基因位于Agpropyronpul2cherrimum的第一同源染色體上[9]。目前針對(duì)“L1”的分子檢測(cè)和遺傳研究已有報(bào)道[