36个小麦品种(系)抗白粉病基因推导及基于叶绿素荧光成像技术的苗期小麦白粉病监测

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由专性寄生真菌布氏禾谷白粉菌小麦专化型Blumeria graminis f.sp.tritici(Bgt)引起的小麦白粉病,是我国小麦产区主要病害之一,培育并种植抗病品种是防治小麦白粉病最有效、经济、安全的措施之一。基因推导可以在较短的时间内对大量的品种或优质种质资源进行抗病性分析,其结果可为抗病育种和品种合理使用提供依据。本论文对36个小麦品种(抗源材料或区试品种)进行了抗白粉病基因推导,结果如下:品种‘RC17’与Pm4c的抗病谱基本一致,推测其含有抗白粉病基因Pm4c;品种‘长江8866’与Pm17的抗病谱基本一致,推测其可能含有抗白粉病基因Pm17;‘绵杂麦1101*’、‘cau17’、‘cau29’和‘N382’等4个品种只对具有Pm4b毒性的部分菌株感病,因此推测除了含有抗白粉病基因Pm4b外,还含有其他抗白粉病基因;4个品种对24个菌株表现为全部抗病;另外有3个品种对24个菌株表现为全部感病;23个品种(系)与供试的48个已知基因抗病谱都不同,推测这些品种(系)可能含有供试基因之外的其他抗白粉病基因。为探究叶绿素荧光成像技术在小麦白粉病监测中应用的可行性,本研究对接种小麦白粉菌6个不同浓度(包括不接菌对照)的离体小麦叶段、一心一叶麦苗及二叶一心麦苗以及接菌后不同时期进行叶绿素荧光测定,对导出的Fv/Fm、NPQ、Chlidx、RGB等参数进行分析,结果如下:通过对接种不同白粉菌孢子浓度处理的Fv/Fm、NPQ、Chlidx和RGB等4个参数的图像进行对比发现,图像可以在一定程度上反应出小麦白粉病的侵染程度或发病程度。接种小麦白粉菌后的第3 d时,Fv/Fm值随接种浓度的变化规律不明显,而在接菌后第5 d开始,Fv/Fm值表现出随接种浓度的增加而呈下降趋势;并且不同浓度的小麦白粉菌孢子接种处理其叶绿素荧光参数Fv/Fm值有一定差异,整体上未接种对照处理小麦麦苗或离体叶段的Fv/Fm值显著高于接种的处理,接种浓度最高处理(5μg/ml)的Fv/Fm值显著低于同时期其它处理;进一步对小麦白粉病病情严重度与叶绿素荧光参数相关性分析发现,Fv/Fm和Chlidx与病情之间均存在极显著负相关关系;在此基础上,建立了基于Fv/Fm和Chlidx两个参数病害严重度估计模型,对模型的拟合效果比较发现,离体小麦叶段、一叶一心麦苗及二叶一心麦苗分别建立的基于Fv/Fm与基于Chlidx的病害估计模型RMSE或R2比较接近,因此Fv/Fm和Chlidx均可以用来估计苗期小麦白粉病发生程度。
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