大麦抗病,耐逆研究进展
开发和运用分子标记手段辅助选择, 通过聚合不同的抗病基因培育具有持久抗性的新品种(朱靖环,2006)。
1.3赤霉病
大麦赤霉病是世界温暖潮湿和半潮湿麦区的主要病害之一, 也是我国长江中下游麦区及华南麦区的重要病害。赤霉病易在大麦开花及灌浆早期感染和发生。大麦赤霉病不仅能导致大麦产量大幅度下降, 更严重的是, 由于病原菌产生的DON、NIV、ZEN等毒素积累于病麦粒, 可直接影响籽粒的加工和营养品质。 禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum) 是大麦赤霉病的主要致病种(汪军妹,2005)。多数研究者认为抽穗期和株高与大麦赤霉病抗性间存在显著的负相关。大麦麦穗从抽穗至成熟的各阶段都能感染赤霉病,以开花灌浆期最易感染。麦穗开花后残留的花药有利于病菌的腐生,这是病原菌侵染麦穗组织的主要途径。赤霉病的发生受气候条件(温度和湿度)的影响极大,当天气干燥或温度低时,赤霉病发病就轻,当处于湿润的天气,气温又在 25℃左右,发病就重(郑义,2008)。
赤霉病(FHB)是世界范围内小麦和大麦的重要病害。一些栽培品种能够减少赤霉病的危害。中国小麦“苏麦3号”以及它的衍生种质对赤霉病具有很强的抗性,Guihua Bai(2004)利用这些材料定位了一个3BS染色体上的抗赤霉病主效QTL进而开发了许多农艺性状良好的育种品系。但大麦上关于赤霉病的研究报道很少,尤其是六棱大麦,因此酿造工业生产受到了影响。最近在大麦2H染色体上也定位了一些和赤霉病抗性相关的QTL,并可以用于育种过程中去。栽培大麦对赤霉病(FHB)的抗性普遍都比较低。因为赤霉病抗性的遗传多态性,所以大麦赤霉病抗病育种需要用优异的种质材料进行复合杂交和多代选择。花药培养产生DH系的方法可以明显缩短抗性获取需要的时间。Suzanne Marchand(2008)用加拿大魁北克市的一下赤霉病抗性材料(如Chevron、Gobernadora、Shyri等)同一雄配子具有抗性的材料对比分析,结果发现不同材料的F1雄配子效应差异
非常大,一些材料的F1抗性比较好,但是另一些抗性就比较低(对于这些材料
传统的抗性遗传方法比较好)。 Jayanand Boddu(2006)对赤霉病感染后的变化过程、DON毒素含量的积累和转录本的变化进行了研究,发现病菌侵染诱导了热激基因编码应答蛋白的表达和酶的变化产生抗性,侵染分三个阶段进行。
A Mesfin(2003)用一个二棱抗性品种Fredrickson和一个六棱敏感品种Stander杂交后代来鉴定FHB抗性的QTL位点以及和抗性相关的其他基因位点(日照长度位点、Vrs1位点等)和标记。143个SSR分子标记和两个环境条件下的大田试验结果表明大麦2H染色体上三个不同区段和FHB抗性有关,其中两个区段还和DON毒素抗性有关;一个QTL位点和日照长度基因相关联,另一个和棱形基因Vrs1关联。温室条件下的数据显示三个QTL位点都和抗性有关(但大田条件下还发现了一个DON的抗性位点),因此可以利用温室条件来筛选对大麦赤霉病抗性的品种材料。
Alexander Nancy J(2009)分析了大麦赤霉病病原物单端胞霉烯族毒素(Trichothecenes)和伏马菌素(Fumonisins)的基因抗性位点遗传和作用机制,指出Trichothecenes的积累能够增强Fumonisins引起大麦和小麦赤霉病的发生,这些作用机理为大麦和小麦的抗病遗传育种提供了参考。Kosova K(2009)分析了小麦族的大麦、小麦、黑麦等的赤霉病抗性遗传育种,世代分析后发现赤霉病抗性基因的积累来自于不同病原小种的抗性同源资源,大量QTL分析为抗性遗传增加了途径,然而重复的表型选择仍然是抗赤霉病的有效途径。Marcia Mcmullen(2008)研究表明在小麦和大麦赤霉病流行时用复合策略来控制比较有