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摘要 粗山羊草为小麦D基因组的供体，通过对来自不同产地的粗山羊草抗病性进行鉴定，用离体叶段接种方法接种12个小麦白粉病菌株(E02、E03、E05、E06、E07、E09、E11、E15、E18、E21、E23、E25)，鉴定了34份不同产地的粗山羊草抗病性。结果表明：9份粗山羊草(Y170、Y186、Y189、Y192、Y201、Y206、Y212、Y214、Y215)对12个小麦白粉病菌株完全免疫，有3份山羊草(Y126、Y208、Y185)对12个菌株全部感病，其余的材料抗白粉病的部分菌株。田间全生育期用混合菌种鉴定粗山羊草抗性，其结果与离体叶鉴定的结论相一致。粗山羊草Y219与Y122杂交的后代的遗传分析发现抗病基因是1对显性基因控制；Y215与Ae43杂交后代的遗传分析表明抗病基因是1对隐性基因控制。
关键词 粗山羊草；小麦白粉病；离体叶段接种；菌种
中图分类号 S435.121.46
白粉病是限制中国小麦生产的重要病害之一，在条件适于其发生时会造成巨大的损失，每年发生面积超过1 200万hm2，成为涉及中国20多个省市主要的常发病害。长期研究和实践证明，培育和推广抗病品种是持续控制病害流行危害最經济、安全、有效的措施。
粗山羊草(Aegilops tauschii Coss)隶属于禾本科(Gramineae)小麦族(Triticeae)山羊草属(Ae-gilops L.2n＝14，DD)，是小麦D基因组的供体，也是许多D染色体组多倍体种的亲本。粗山羊草是野生杂草，有遗传基础丰富、抗逆性强的特点。粗山羊草存在许多抗病基因，可在小麦育种时进行应用；将粗山羊草的抗逆基因转移到普通小麦中，可拓宽小麦抗病基因的来源，增加育成品种的遗传基础。是解决栽培小麦遗传基础狭窄、抗性基因严重不足的一条非常好的途径。孔令让、董玉琛用小麦白粉病混合菌种对78份来自不同产地的粗山羊草进行了苗期抗病性鉴定，发现免疫及近免疫的材料有45份。孙晓丽等从粗山羊草中鉴定2个抗白粉病基因，并定位在5D长臂染色体上。L.M．Miranda等从粗山羊草发现的Pm34基因，张海泉等用抗病的粗山羊草与感病的粗山羊草杂交，成功将抗小麦白粉病菌株E11的基因定位在2D染色体上。
外源基因具有许多小麦生产品种所没有的优良品性，如高产性、抗病性等，国内外都把利用外源基因丰富小麦的遗传基础和拓展其抗病基因库，作为解决小麦品种抗病性丧失的重大战略措施。本试验对引进的34份粗山羊草的抗性遗传特点进行了分析，旨在筛选出新的抗源和明确抗源的遗传规律，为小麦的抗病育种和作物改良提供理论依据。
1 材料与方法
供试材料为34份不同产地的粗山羊草，由中国农业科学院作物科学研究所提供；12个小麦白粉病菌株及白粉病混合菌种，由中国农业科学院植物保护研究所提供；材料的抗白粉病鉴定采用室内离体叶鉴定和大田混合菌种鉴定相结合的办法。离体叶培养基的配制参照Lutz等方法，略作改进。用苯并咪唑50 mg/L作保绿剂，琼脂粉5 g/L作保湿剂和浮载剂，先加水将琼脂加热完全溶解，然后加入苯并咪唑，搅拌均匀后冷却至60℃左右倒入大号培养皿，每个培养皿约10 mL，紫外灯下消毒1 h。
抗病性鉴定：将无菌的34份粗山羊草苗期叶片剪成2 cm叶段，叶面朝上，均匀插在离体叶培养基上，设4个重复，以感病的小麦京双16为对照。每个培养皿用抖落病株孢子法分别接种12个白粉病菌株，用保鲜膜封闭好，置于18℃、光强为2 000 lx、光照时间为12 h/d的光温培养箱中培养。待对照小麦京双16充分发病后(5～7 d)，分别按0、0；、1、2、3、4级标准调查记载。其中0级为免疫，0；级为近免疫，1级为高抗，2级为中抗，3级为中感，4级为高感。
在田间用京双16作诱发行，接种北京地区流行的白粉病混合菌株，全生育期抗病性观察，鉴定标准同上。如果出现苗期或成株期抗病等级不一致的情况，按感病等级最高级记载。
用抗病的粗山羊草与感病的杂交，鉴定F1和F2的抗病情况，进行遗传分析。
2 结果与分析
2．1 抗病性鉴定
经过离体叶和田间混合菌株鉴定，发现粗山羊草对小麦白粉病菌株的反应结果基本一致。用离体叶段接种12个白粉病菌株鉴定34份不同产地的粗山羊草，发现9份材料对12个白粉病菌株完全免疫，有3份材料对12个菌株全部感病，其余的材料都抗白粉病的某一菌株或鉴定时出现黄叶、霉变。免疫的材料占鉴定材料的26.47％，对12个菌种全部感病的材料占被鉴定材料的8.82％。田间白粉病混合菌株鉴定苗期和成株期抗病情况，发现8份材料免疫，1份近免疫，6份材料为高抗，11份材料为中抗，其余的为中感或高感，表明抗病材料占76.47％，其中免疫、近免疫和高抗材料占44.12％，感病材料为23.53％。在田间表现感病材料中，也有对白粉病某一菌株抗病的材料。如Y122田间感染混合菌株等级为4，高感，分单菌株鉴定时对E02、E06、E07、E15和E21菌株抗病。
2．2 粗山羊草后代遗传分析
抗病的粗山羊草Y219与感病的粗山羊草Y122杂交，F，表现为0；级，抗病；F1自交获得F2，用离体叶鉴定其抗性，F2单株出现了抗感病分离。289株F2单株表现抗病的为208株，抗病等级0；～2级；表现感病为8l株，抗病等级为3～4级，符合1对基因呈现的3:1分离比(x2=1.256 0＜x20.05，1=3.84)，表明控制抗病性状的基因是1对显性基因。
以Y215与Ae43杂交，F1的抗病表现为4级，感病；F1自交获得F2，鉴定单株抗性，F2单株个体出现了抗感分离，299株F2单株有213株单株抗病表现为3～4级，感病，有86株表现为抗病，等级为0～0；级。符合1对基因呈现的1:3比例的分离(x2=2.0613＜x20.051=3.84)，表明抗病性状的基因是由一对隐形基因控制。
3 讨论
小麦近缘植物是丰富小麦遗传基因库和改良现代小麦品种的重要种质。现在，国内外已将大量的小麦近缘植物的优良基因转育至普通小麦中，粗山羊草是小麦D基因组的供体，其重要作用逐渐受到人们的重视。
充分、合理、有效地利用粗山羊草，必须对要利用的材料进行鉴定。现有的鉴定方法分为田间鉴定和离体叶鉴定两种方法。本文鉴定结果显示，离体叶和田间混合菌种鉴定虽各有优缺点，但都比较准确。离体叶鉴定不受场地和发育时期的限制，一次可以鉴定多个菌种，能够快速检测材料对病害的反应。但鉴定时要做好灭菌处理，否则易发生离体叶段霉变，影响鉴定结果，鉴定条件要求也比较严格，技术比较复杂。混合菌种田间鉴定在自然条件下能够发病完全，鉴定准确，但不能反应材料对病菌单个生理小种反应，鉴定周期较长。所以可先田间鉴定，在田间抗病的材料再在室内作分小种离体鉴定，可能会收到更好的效果。
本研究表明9份粗山羊草Y186、Y170、Y189、Y192、Y201、Y206、Y212、Y214、Y215抗E02、E03、E05、E06、E07、E09、E11、E15、E18、E21、E23、E25白粉病流行小种，是难得的小麦白粉病抗原材料。
Y219与Y122杂交的后代F2出现3:1比例的抗感分离，且F1表现抗病，说明抗病基因是1对显性基因，抗病基因来自于抗病的粗山羊草Y219；Y215与Ae43杂交，F1感病，F2出现抗感分离，抗病与感病与抗病株数比例是1:3，表明抗病基因是1对隐性基因，基因来自于抗病的粗山羊草Y219。这两个抗病基因抗病效果明显，且都是由核控制的抗病基因，可以进一步进行基因定位，应用于小麦的抗病育种。
关键词 粗山羊草；小麦白粉病；离体叶段接种；菌种
中图分类号 S435.121.46
白粉病是限制中国小麦生产的重要病害之一，在条件适于其发生时会造成巨大的损失，每年发生面积超过1 200万hm2，成为涉及中国20多个省市主要的常发病害。长期研究和实践证明，培育和推广抗病品种是持续控制病害流行危害最經济、安全、有效的措施。
粗山羊草(Aegilops tauschii Coss)隶属于禾本科(Gramineae)小麦族(Triticeae)山羊草属(Ae-gilops L.2n＝14，DD)，是小麦D基因组的供体，也是许多D染色体组多倍体种的亲本。粗山羊草是野生杂草，有遗传基础丰富、抗逆性强的特点。粗山羊草存在许多抗病基因，可在小麦育种时进行应用；将粗山羊草的抗逆基因转移到普通小麦中，可拓宽小麦抗病基因的来源，增加育成品种的遗传基础。是解决栽培小麦遗传基础狭窄、抗性基因严重不足的一条非常好的途径。孔令让、董玉琛用小麦白粉病混合菌种对78份来自不同产地的粗山羊草进行了苗期抗病性鉴定，发现免疫及近免疫的材料有45份。孙晓丽等从粗山羊草中鉴定2个抗白粉病基因，并定位在5D长臂染色体上。L.M．Miranda等从粗山羊草发现的Pm34基因，张海泉等用抗病的粗山羊草与感病的粗山羊草杂交，成功将抗小麦白粉病菌株E11的基因定位在2D染色体上。
外源基因具有许多小麦生产品种所没有的优良品性，如高产性、抗病性等，国内外都把利用外源基因丰富小麦的遗传基础和拓展其抗病基因库，作为解决小麦品种抗病性丧失的重大战略措施。本试验对引进的34份粗山羊草的抗性遗传特点进行了分析，旨在筛选出新的抗源和明确抗源的遗传规律，为小麦的抗病育种和作物改良提供理论依据。
1 材料与方法
供试材料为34份不同产地的粗山羊草，由中国农业科学院作物科学研究所提供；12个小麦白粉病菌株及白粉病混合菌种，由中国农业科学院植物保护研究所提供；材料的抗白粉病鉴定采用室内离体叶鉴定和大田混合菌种鉴定相结合的办法。离体叶培养基的配制参照Lutz等方法，略作改进。用苯并咪唑50 mg/L作保绿剂，琼脂粉5 g/L作保湿剂和浮载剂，先加水将琼脂加热完全溶解，然后加入苯并咪唑，搅拌均匀后冷却至60℃左右倒入大号培养皿，每个培养皿约10 mL，紫外灯下消毒1 h。
抗病性鉴定：将无菌的34份粗山羊草苗期叶片剪成2 cm叶段，叶面朝上，均匀插在离体叶培养基上，设4个重复，以感病的小麦京双16为对照。每个培养皿用抖落病株孢子法分别接种12个白粉病菌株，用保鲜膜封闭好，置于18℃、光强为2 000 lx、光照时间为12 h/d的光温培养箱中培养。待对照小麦京双16充分发病后(5～7 d)，分别按0、0；、1、2、3、4级标准调查记载。其中0级为免疫，0；级为近免疫，1级为高抗，2级为中抗，3级为中感，4级为高感。
在田间用京双16作诱发行，接种北京地区流行的白粉病混合菌株，全生育期抗病性观察，鉴定标准同上。如果出现苗期或成株期抗病等级不一致的情况，按感病等级最高级记载。
用抗病的粗山羊草与感病的杂交，鉴定F1和F2的抗病情况，进行遗传分析。
2 结果与分析
2．1 抗病性鉴定
经过离体叶和田间混合菌株鉴定，发现粗山羊草对小麦白粉病菌株的反应结果基本一致。用离体叶段接种12个白粉病菌株鉴定34份不同产地的粗山羊草，发现9份材料对12个白粉病菌株完全免疫，有3份材料对12个菌株全部感病，其余的材料都抗白粉病的某一菌株或鉴定时出现黄叶、霉变。免疫的材料占鉴定材料的26.47％，对12个菌种全部感病的材料占被鉴定材料的8.82％。田间白粉病混合菌株鉴定苗期和成株期抗病情况，发现8份材料免疫，1份近免疫，6份材料为高抗，11份材料为中抗，其余的为中感或高感，表明抗病材料占76.47％，其中免疫、近免疫和高抗材料占44.12％，感病材料为23.53％。在田间表现感病材料中，也有对白粉病某一菌株抗病的材料。如Y122田间感染混合菌株等级为4，高感，分单菌株鉴定时对E02、E06、E07、E15和E21菌株抗病。
2．2 粗山羊草后代遗传分析
抗病的粗山羊草Y219与感病的粗山羊草Y122杂交，F，表现为0；级，抗病；F1自交获得F2，用离体叶鉴定其抗性，F2单株出现了抗感病分离。289株F2单株表现抗病的为208株，抗病等级0；～2级；表现感病为8l株，抗病等级为3～4级，符合1对基因呈现的3:1分离比(x2=1.256 0＜x20.05，1=3.84)，表明控制抗病性状的基因是1对显性基因。
以Y215与Ae43杂交，F1的抗病表现为4级，感病；F1自交获得F2，鉴定单株抗性，F2单株个体出现了抗感分离，299株F2单株有213株单株抗病表现为3～4级，感病，有86株表现为抗病，等级为0～0；级。符合1对基因呈现的1:3比例的分离(x2=2.0613＜x20.051=3.84)，表明抗病性状的基因是由一对隐形基因控制。
3 讨论
小麦近缘植物是丰富小麦遗传基因库和改良现代小麦品种的重要种质。现在，国内外已将大量的小麦近缘植物的优良基因转育至普通小麦中，粗山羊草是小麦D基因组的供体，其重要作用逐渐受到人们的重视。
充分、合理、有效地利用粗山羊草，必须对要利用的材料进行鉴定。现有的鉴定方法分为田间鉴定和离体叶鉴定两种方法。本文鉴定结果显示，离体叶和田间混合菌种鉴定虽各有优缺点，但都比较准确。离体叶鉴定不受场地和发育时期的限制，一次可以鉴定多个菌种，能够快速检测材料对病害的反应。但鉴定时要做好灭菌处理，否则易发生离体叶段霉变，影响鉴定结果，鉴定条件要求也比较严格，技术比较复杂。混合菌种田间鉴定在自然条件下能够发病完全，鉴定准确，但不能反应材料对病菌单个生理小种反应，鉴定周期较长。所以可先田间鉴定，在田间抗病的材料再在室内作分小种离体鉴定，可能会收到更好的效果。
本研究表明9份粗山羊草Y186、Y170、Y189、Y192、Y201、Y206、Y212、Y214、Y215抗E02、E03、E05、E06、E07、E09、E11、E15、E18、E21、E23、E25白粉病流行小种，是难得的小麦白粉病抗原材料。
Y219与Y122杂交的后代F2出现3:1比例的抗感分离，且F1表现抗病，说明抗病基因是1对显性基因，抗病基因来自于抗病的粗山羊草Y219；Y215与Ae43杂交，F1感病，F2出现抗感分离，抗病与感病与抗病株数比例是1:3，表明抗病基因是1对隐性基因，基因来自于抗病的粗山羊草Y219。这两个抗病基因抗病效果明显，且都是由核控制的抗病基因，可以进一步进行基因定位，应用于小麦的抗病育种。