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漯麦6010及其衍生系抗赤霉性和品质评价

尊敬的各位老师:大家好!


我是漯河市农科院的葛昌斌,今天我代表“一麦众承”21号(麦丰铸梦)组值日,组长孙晓辉老师,组成员分别有李林志老师、韩玉林老师、张中良老师、赵延勃老师、朱启迪老师、李宏博老师、唐益苗老师和我。非常感谢陈红敏老师搭建如此好的平台,为我们相互交流超越时空便捷。从事小麦抗病育种十几年来,积累了一点点,这里与大家分享,不妥之处,敬请各位老师批评指正!

小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌等引起的一种世界性真菌病害,自1936年中国首次报道小麦赤霉病的发生以来,主要在长江中下游麦区流行,一般年份小麦赤霉病平均减产5-10%,大流行的年份,产量损失可达100%,受全球气候变化、黄淮麦区育种目标和小麦耕作栽培技术变化等的影响,近年来,小麦赤霉病的发生危害逐渐北扩西移,危害面积大、频率高、爆发性强、损失大等特点,对小麦生产造成严重威胁。其中,小麦主产区河南省赤霉病平均发生面积达110万hm2左右,其中2012年达333万hm2,2016年达117万hm2,2017年和2018年也是严重发生年份。抗病品种利用是控制小麦赤霉病最经济、安全、有效的措施之一,但黄淮麦区主栽的多为感病品种,那么研究和应用抗赤霉病品种就是小麦育种者当前的主攻目标之一,国内外研究的40多个抗赤霉病种质资源中尚未发现对小麦赤霉病免疫的种质。

本研究采用程顺和等的第2条抗赤育种路线用综合丰产性好的漯麦6010(MS)为亲本选育出8个对赤霉病不同抗性的品种(系),其中漯麦49(漯麦6010/郑麦9023)中抗赤霉病,本研究以漯麦6010的8个衍生品种(系)为材料分析其赤霉病抗性、农艺性状和品质性状,以期待为黄淮麦区小麦抗赤霉病育种提供有价值的种质资源。

1材料与方法

1.1供试材料


供试的8份漯麦6010的衍生品种(系)(表1)是漯河农科院小麦所以漯麦6010为亲本选育而成;抗病对照苏麦3号、中抗对照扬麦158、中感对照扬麦13和感病对照安农8455均由江苏里下河地区农业科学研究所高德荣博士提供;接种禾谷镰刀菌菌株为混合菌株由湖北省农业科学院植物保护研究所杨立军博士惠赠。

1.2方法

1.2.1试验材料田间种植

   试验于2017-2018、2018-2019与2019-2020年3个小麦生长期(以下简称2018、2019与2020)在河南省漯河市农科院试验基地赤霉病鉴定圃种植。播种日期分别为:2017年11月7日、2018年10月24日和2019年10月20日。三次重复,随机排列。每个材料种植一行,行长1m,行距25cm,每行20粒。

    漯麦6010及衍生系农艺性状和品质的田间试验设计为单因素随机区组设计,3 次重复,小区长15m,宽1.5 m,面积 22.5m2,播量为165kg·hm-2,行距20cm,2019年 10月 15 日播种,每小区设1m双行样段2个,四周设有保护行。试验设9个处理,分别为处理1(T1):漯麦6010,处理2( T2):漯麦163,处理3(T3):漯麦36,处理4(T4):漯麦41,处理5(T5):漯麦47,处理6(T6):漯麦48,处理7(T7):漯麦49,处理8(T8):漯麦50,处理9(T9):漯麦58,对照1(CK1):周麦27,对照2(CK2):郑麦9023。每个处理全部底施小麦专用复合肥(N:P2O5:K2O=15:15:15)975kg·hm-2、拔节期追施尿素150kg·hm-2。其它管理同常规育种田。

1.2.2赤霉病抗性鉴定与评价

2018、2019和 2020年在鉴定圃分别进行接种鉴定。采用单花滴注法接种和喷雾接种法,赤霉菌孢子悬浮液浓度为1×105个/mL,在小麦开花初期,用微量移液器吸取20μL孢子液注入麦穗中部剪掉芒小穗中,每个品种(系)接种30个穗子,2个重复;第三个重复采用喷雾接种法,赤霉菌孢子悬浮液浓度为1×105个/mL,这样可以提高接种鉴定的准确性。接种后打开智能弥雾保湿开关,设定7:00点至19:00点每2小时弥雾10min,其中11:00点至14:00点每小时弥雾10min。调查和记载抗病情况参照张晓军等方法进行。

1.3农艺性状调查

2020年将测试品种(系)成熟收获,随机选取每品种(系)10个单株,调查株高、小穗数/穗、穗长和穗粒数(平均值),脱粒后测定籽粒含水量,每个品种(系)500粒称重,3 次重复,取平均值,折合每个品种(系)含水量一致计算千粒重,每个品种(系)取主茎穗10个计算小穗着生密度(每穗小穗数/穗长)。

1.4品质分析方法

每个处理的三个重复全部机械收获,分别称重计算产量,每个处理取3个重复的混合样3kg检测品质指标。参照GB/T 5498-2013方法测定容重;参照NY/T 3-1982的方法测定粗蛋白(干基);参照GB/T 5506.2-2008的方法测定湿面筋含量,粉质仪分析参照GB/T 14614-2019方法测定,拉伸仪分析参照GB/T 14615-2019方法测定。小麦品质分析标准按照《主要农作物品种审定标准(国家级)(2017)》分类。

表1  小麦优质品种类型分类标准 《主要农作物品种审定办法》

1.5统计分析

利用 Microsoft Excel 2010和DPS15.10对试验数据进行统计。

2.结果与分析

2.1漯麦6010及衍生品种(系)的系谱分析

由系谱图1分析漯麦6010亲本来源(见图1),从可追溯到的亲本分析,漯麦6010聚合了骨干亲本阿夫、洛夫林、丰产3号、豫麦2号、碧蚂6号、繁6和地方品种济源小佛手、原阳1号等亲本的基因,是一个遗传基础比较丰富的小麦品种,同时也是一个优秀的育种材料,截止到2021年漯河农科院优麦课题组以其为亲本选育出了漯麦163、漯麦36、漯麦41、漯麦47、漯麦48、漯麦49、漯麦50和漯麦58等8个品种(系),其中漯麦163、漯麦47、漯麦36和漯麦49已经审定,漯麦41在完成试验程序,漯麦48在生产试验中,漯麦50、漯麦58在区试中。

以漯麦6010为亲本引入高产、抗病、优质和远缘材料,以弗罗里达(美国)为父本杂交选育出漯麦163,以郑麦7698为母本杂交选育出漯麦36,以周麦18为父本杂交选育出漯麦41,以一粒葡为父本杂交选育出漯麦47,以淮麦18为父本杂交选育出漯麦48,以郑麦9023为父本杂交选育出漯麦49,以藁麦8901为父本杂交选育出漯麦50,以提葡为间接亲本选育出漯麦58。本课题在育种研究中不断拓宽遗传基础。

2.2漯麦6010及衍生品种的赤霉病抗性分析

    从表2分析,经连续3年赤霉病抗性鉴定,漯麦6010及8个衍生系中的漯麦163、漯麦47、漯麦49和漯麦50的赤霉病抗性达到了中感及以上水平,其中漯麦6010、漯麦163、漯麦47和漯麦50的平均病小穗率经方差分析与中感对照扬麦13的抗性差异未达显著水平,与高感对照安农8455、周麦27抗性差异达显著水平,与扬麦158和郑麦9023抗性差异达显著水平,经平均严重度分析漯麦6010、漯麦163、漯麦47和漯麦50均属中感水平;漯麦49的平均病小穗率为18.1%,经方差分析与扬麦158和郑麦9023抗性差异未达显著水平,与苏麦3号抗性差异达显著水平,与扬麦13抗性差异达显著水平,经平均严重度分析漯麦49中抗。

2.3漯麦6010及衍生品种的主要农艺性状

由表3分析可见,漯麦6010的衍生系的单株分蘖数与漯麦6010方差分析比较均达显著水平,漯麦6010衍生系的单株分蘖数均得到显著提高;漯麦6010衍生系的耐寒性除漯麦47和漯麦48外与漯麦6010相当外,其余的耐寒性均较漯麦6010有所提高。株高数据显示漯麦6010、漯麦163、漯麦47和漯麦49的株高均超过80cm,漯麦6010、漯麦163、漯麦47、漯麦49和漯麦50的小穗密度在1.7至1.8之间差异不显著,与郑麦9023的小穗密度水平相当均较低。

表2漯麦6010及其衍生系及对照的赤霉病抗性评价


R:抗病;MR:中抗;MS:中感;S:感病;同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05),同列数据后不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下同。 

分析表3和表4,漯麦6010衍生系的千粒重均在47g以上,产量均在8876kg·hm-2以上,与郑麦9023相比最低增产17%以上,从本研究可以看出高产和抗赤霉病不一定存在负效应,抗赤霉病品种(系)可以实现高产,这与张乐庆老师的研究结论相一致。

2.4漯麦6010及衍生系的主要品质指标检测结果

通过表4 数据,参照表1品种类型分类标准,漯麦6010、漯麦36和漯麦50达到中强筋,且漯麦6010和漯麦50是中感赤霉病品种,其中漯麦50的产量超越河南省主推品种周麦27和郑麦9023,分别比周麦27和郑麦9023增产3.28%和24.08%。漯麦163、漯麦41、漯麦47、漯麦48、漯麦49和漯麦58达到中筋,且漯麦163、漯麦41、漯麦48和漯麦58与周麦27相比均增产,抗赤霉病品种漯麦47和漯麦49比周麦27减产1.76%和0.83%。漯麦6010及其衍生系与郑麦9023比较增产17.35%-27.47%。

3.讨论与结论

近年来,黄淮南片麦区小麦赤霉病的发生具有愈来愈严重,已经演变为该麦区的常发病害。黄淮南片缺少赤霉病免疫或高抗的小麦品种,主栽小麦品种多数是高感,中抗和中感品种相对较少。同时缺少农艺性状优良且能有效利用的种质,这是当前黄淮麦区小麦抗赤霉病品种选育的主要限制因素。漯河市农科院利用中感赤霉病且具有丰富遗传基础(见图1)的品种漯麦6010作为核心种质通过多年的育种实践,选育出了漯麦163、漯麦47、漯麦49等抗赤霉病新品种。葛昌斌,硕士,副研究员,小麦所副所长,在漯河市农业科学院从事小麦抗病育种工作。团队先后选育小麦新品种9个,其中赤霉病中感及以上3个。荣获河南省科技进步三等奖1项,地市级科技进步一等奖3项,地市级科技进步二等奖4项,授权发明专利3项。先后被评为漯河市学术技术带头人、漯河市第九批专业技术拔尖人才、漯河市优秀共产党员和河南省学术技术带头人等。  E-mail:gcb78@163.com。

漯麦6010是一个遗传基础丰富的抗赤霉病、优质育种的优势种质,可以作为黄淮南部麦区抗赤霉病和品质育种的核心资源应用。

作者简介:葛昌斌,硕士,副研究员,小麦所副所长,在漯河市农业科学院从事小麦抗病育种工作。团队先后选育小麦新品种9个,其中赤霉病中感及以上3个。荣获河南省科技进步三等奖1项,地市级科技进步一等奖3项,地市级科技进步二等奖4项,授权发明专利3项。先后被评为漯河市学术技术带头人、漯河市第九批专业技术拔尖人才、漯河市优秀共产党员和河南省学术技术带头人等。  E-mail:gcb78@163.com。

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