07抗黃矮病小麥種質(zhì)的遺傳分析

1、3國家863計劃(2003AA211010)和山西省農(nóng)業(yè)科學院科技攻關計劃(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(山西省農(nóng)業(yè)科學院小麥研究所臨汾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個世代的抗病性運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根據(jù)Castle2Wrigh

2、t方法估計抗病種質(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為主抗病基因間存在明顯的互作效應表現(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對抗病基因且在不同遺傳背景中基因互作方式存在差異。關鍵詞冬小麥大麥黃矮病毒遺傳效應基因數(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。近年來該病在我國有蔓延趨勢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50年代發(fā)現(xiàn)BYDV以來科學家們采用遠緣雜交、生物技術等方法將外源抗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]。本文利用中國農(nóng)業(yè)科學院作物研究所提供的抗源材料在抗病性鑒定基礎上進一步選用2個抗病種質(zhì)“02R084”和“02R493”進行抗黃矮病遺傳研究旨在為抗病育種提供理論依據(jù)。1試驗材料與方法試驗從中國農(nóng)業(yè)科學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表現(xiàn)為高抗類型試驗編號分別為1～3選擇當?shù)赝茝V的“晉麥72號”、“石4185”、“晉麥65號”、“晉麥47號”4個豐產(chǎn)品種作為試驗材料編號分別為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個高抗BYDV材料作母本(P♀)4個高產(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田試驗為雙行區(qū)行長3m行距23cm第15卷第4期中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報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Averagevalueingeneration變異系數(shù)VariancecoefficientComb

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

12、.2556.7926.5710.7034.4222.92165.9549.6295.5802R493晉麥47號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將抗病值盡可能集中從而減小變異幅度。213抗病基因效應分析抗病性方差分析已證明抗黃矮病遺傳同時存在基因加性和非加性效應為進一步區(qū)分非加性效應應用Gamble模式對基因作用方式和互作效應進行分析(表3)發(fā)現(xiàn)4個組合的加性效應均達到正向極顯著水平顯性效應也為正向效應除組合“02

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

15、7334710333431503331472714502R493晉麥65號391253330.223313.65339.7038.51330.8202R493晉麥47號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d為顯性效應aa為加性加性上位效應ad為加性顯性上位效應dd為顯性顯性上位效應。不同程度地表現(xiàn)加性加性、加性顯性互作效應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較強“02R493”的后代則表現(xiàn)較強的加性顯性互作效應試驗中4個組合的顯性顯性雖然效應值較高但因方差更大而未達顯著水平。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Tab.4Estimationonheritabilitythenumberofgenesfresistancet

17、oBYDV組合2003年度02R084晉麥72號02R084石418502R493晉麥65號02R493晉麥47號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占有絕對優(yōu)勢其在后代表型效應中可以起到?jīng)Q定性作用。比較分析進一步證明“02R084”的狹義遺傳力大于“02R493”。根據(jù)Castie2Wright方法估計抗病基因數(shù)目并計算標準誤(表4)。該方法排除了顯性效應且計算結(jié)果具有較低的標準誤未達顯著水平因而估值的準確度和精確度均較高表4

19、同時說明抗病種質(zhì)“02R084”和“02R493”均含1對抗病基因且“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“L1”的分子檢測和遺傳研究已有報道[