CN102175611A - 一种基于生理参数的小麦赤霉病抗性的快速鉴定方法 - Google Patents

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罗培高
张敏
张怀群
张丽
占爱瑶
任正隆
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Abstract

本发明公开了一种基于生理参数的小麦赤霉病抗性的快速鉴定方法，包括以下步骤：(1)不同基因型的材料种植；(2)采用孢子涂抹或单花滴注的方法进行小麦赤霉病接种；(3)病情记载：在接种后7、14、21、28天分别调查发病小穗数和总小穗数，计算病小穗率；在接种后7、21天利用Li-6400光合测定系统测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)，温度21至24℃，饱和蒸气压差0.55到0.65kPa，光照强度1000mmol·m-2·s-1，每次测量时间30s；(4)统计分析得出鉴定结论：利用SPSS软件进行统计分析得出鉴定结论。

Description

一种基于生理参数的小麦赤霉病抗性的快速鉴定方法
技术领域
本发明涉及一种基于生理参数的小麦赤霉病抗性的快速鉴定方法。
背景技术
赤霉病是一个世界性的小麦病害，它不仅降低产量，还影响小麦的商品品质和害人畜健康。近几十年来，抗赤霉病的小麦育种在世界范围内受到了广泛的关注，投入了大量的人力物力。刘大钧(2001)指出，小麦抗赤霉病遗传学和育种学是一个世界性的难题，为了取得新的突破，有关赤霉病的科学研究需要有新思路。
过去，一些研究者使用同样的种属材料鉴定赤霉病抗性，得到了相反的结果，造成这个矛盾的主要原因没有注意小麦外源种的种内变异性，不是基于基因型、而是以“种”单位进行鉴定。因而以一个种属材料为单位鉴定它是否抗赤霉病，是不恰当的，难免造成不一致的研究结果。除此之外，我们认为，为了快速、准确、高效的鉴定的评价不同材料的遗传抗性是筛选抗性新种质的技术基础。
现在对赤霉病抗性评价的主要方法是：参照张从宇小麦赤霉病的抗性鉴定标准(种子，2003)
于接种后7天、14天、21天、28天调查各品系的病小穗率。在田间自然发病条件下，于小麦赤霉病病情稳定的蜡熟时期，调查每小区的病穗率。
病小穗率(％)＝(发病小穗数/总小穗数)×100
以病小穗率划分品系对赤霉病的抗性等级，分级标准如下：
病穗分级标准(0～4级)(参考张从宇小麦赤霉病的抗性鉴定标准)：
0级(免疫)：无病(未见发病小穗)；
1级(高抗HR)：病部占全穗的1/4以下(病小穗率在25％以内)；
2级(中抗MR)：病部占全穗的1/4～1/2(病小穗率在25％～50％之内)；
3级(中感MS)：病部占全穗的1/2～3/4(病小穗率在50％～75％之内)；
4级(高感HS)：病部占全穗的3/4以上或全穗枯死(病小穗率在75％以上)
目前所用的评价方法的准确性和重复性较差，因为过去的抗性接种鉴定方法主要是依赖于研究工作者的肉眼识别，不同的人识别能力有差异，并且不同的小麦材料的病害表现也有一定的差异，使得现有的抗性鉴定方法不一定的人为性和任意性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种基于生理参数的小麦赤霉病抗性的快速鉴定方法。
本发明采用以下技术方案：
一种基于生理参数的小麦赤霉病抗性的快速鉴定方法，包括以下步骤：(1)不同基因型的材料种植；(2)采用孢子涂抹或单花滴注的方法进行小麦赤霉病接种；(3)病情记载：在接种后7、14、21、28天分别调查发病小穗数和总小穗数，计算病小穗率；在接种后7、21天利用Li-6400光合测定系统测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)，温度21至24℃，饱和蒸气压差0.55到0.65kPa，光照强度1000mmol·m-2·s-1，每次测量时间30s；(4)统计分析得出鉴定结论：利用SPSS软件进行统计分析得出鉴定结论。
所述的快速鉴定方法，所述孢子涂抹：在扬花期用棉签蘸分生孢子悬浮液对麦穗部行均匀涂抹直至饱和，接种后，对其进行连续三天早、中、晚的喷雾保湿，有利于赤霉菌侵染。
所述的快速鉴定方法，所述单花滴注：在扬花期于穗中部小穗的第1朵小花内，用微量进样器注射5微升的分生孢子，浓度为200个/微升，然后用塑料袋将整个麦穗套住保湿隔离3天后去掉塑料袋。
所述的快速鉴定方法，所述统计分析得出鉴定结论：比较不同基因型、不同的接种方式植株的净光合速率跟对照组是不是存在显著差异，即P值＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著，P值越小，差异越显著，抗性越强。
与传统小麦赤霉病的抗性鉴定方法相比，本技术采用传统定量接种技术，对抗性组成不同的，而遗传背景高度相似的遗传材料进行鉴定(如L661和L699)。同时通过精密的光合仪(Li-6400)进行测定植株的光合生理参数测定，克服人为误差，从而可以快速、准确、高效的鉴定的评价不同材料的赤霉病抗性，此技术的稳定性和重复性好。
附图说明
图1为小麦赤霉病菌抗性的快速鉴定方法示意图；
图2中A为L661抗性的表现结果，B为L699的抗性情况。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
(1)原理：本技术是基于小麦赤霉病菌主要是影响发育的小麦籽粒，发育的种子是光合作用产物的库，由于库受到影响，在一定程度上会影响光合生理参数，而生理参数可以通过精密的光合仪进行测定，这样可以克服人为误差。
参考图1，图1所示为本发明技术路线图。
(2)材料的种植：小麦株系L661，L699于2009年11月初点播种于雅安市雨城区四川农业大学农场试验田。行长3米，行距0.5米，株距0.3米。
(3)赤霉病抗性田间鉴定与评价：
孢子涂抹：每个株系选取70株，每株2穗吊牌标记。在扬花期用棉签蘸分生孢子悬浮液对麦穗部行均匀涂抹直至饱和，接种后，对其进行连续三天早、中、晚的喷雾保湿，有利于赤霉菌侵染。
单花滴注：同样每份材料选取70株，每株接种2穗并用吊牌标记。在扬花期于穗中部小穗的第1朵小花内，用微量进样器注射5微升的分生孢子(浓度为200个/微升)，然后用塑料袋将整个麦穗套住保湿隔离3天后去掉塑料袋。
注：抗侵入(type I)和抗扩展(type II)是小麦对赤霉病抗性的两种主要类型，其抗性机制迥异，接种方法和抗性鉴定指标也完全不同。抗侵入型是通过孢子涂抹进行接种，而抗扩展型是利用小穗单花注滴法接种。赤霉菌感染的谷类(FDK)可以通过它瘪瘦的形态，重量轻，垩白色(有时为粉红色)等形态特征来加以辨认。如图2所示，A为L661抗性的表现结果，B为L699的抗性情况。。
病情记载：在单花滴注和孢子涂抹后7、14、21、28天分别调查发病小穗数和总小穗数，计算病小穗率。病小穗率(％)＝(病小穗数/总小穗数)×100。
生理参数的测定：
从L661和L699中分别随机选择喷洒、滴注以及对照植株各10株，并分析其光合指标和产量的差异。净光合速率以及相关的生理指标在接种7天和21天后测定，每个处理重复2次。每棵植株三次测量的平均值代表了一个样品，十个样品的平均值代表了这个基因型的数值，测定部位为旗叶的中部。利用Li-6400(Li-cor USA)光合测定系统测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)，温度21至24℃，饱和蒸气压差0.55到0.65kPa，光照强度1000mmol·m-2·s-1，每次测量时间30s。
统计分析：利用SPSS软件进行统计分析。
表1 不同接种方式的光合指标及产量数据
Figure BSA00000411591600041
Pn：净光合速率；Gs：stomatal conductance气孔导度；Ci：intercellular CO2 concentration胞间CO2浓度；KGW：1000-grain weight千粒重；SEW：the total weight of grains from a single ear单穗重；IP：point injection滴注法接种；SI：spray inoculation喷洒法接种；C：non-inoculated control对照组；
比较不同基因型、不同的接种方式植株的净光合速率跟对照组是不是存在显著差异，即P值＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著，P值越小，差异越显著，抗性越强，反之，亦然。如表2、表3所示，无论是接种7天还是21天，可以发现L699不同接种方式净光合速率与对照组相比，P值都小于L661，所以，可以得出结论L699的抗性强于L661。
表2 7天不同的不同接种方式与对照组净光合速率显著性检验
Figure BSA00000411591600051
表3 21天不同的不同接种方式与对照组净光合速率显著性检验
综合比较，可以得出L699不同的处理与对照组间不管是净光合速率还是气孔导度都存在着极其显著的差异(P＜0.01)，且显著性水平大于L661，所以L699的抗性强于L661。
与传统小麦赤霉病的抗性鉴定方法相比，本技术采用传统定量接种技术，对抗性组成不同的，而遗传背景高度相似的遗传材料进行鉴定(如L661和L699)。同时通过精密的光合仪(Li-6400)进行测定植株的光合生理参数测定，克服人为误差，从而可以快速、准确、高效的鉴定的评价不同材料的赤霉病抗性，此技术的稳定性和重复性好。
本发明主要是通过净光合速率及其他参数与对照组的差异大小来比较抗性的强弱，而不是仅通过肉眼观察病部占全穗的百分比来比较，因此准确度较高。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于生理参数的小麦赤霉病抗性的快速鉴定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)不同基因型的材料种植；(2)采用孢子涂抹或单花滴注的方法进行小麦赤霉病接种；(3)病情记载：在接种后7、14、21、28天分别调查发病小穗数和总小穗数，计算病小穗率；在接种后7、21天利用Li-6400光合测定系统测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)，温度21至24℃，饱和蒸气压差0.55到0.65kPa，光照强度1000mmol·m-2·s-1，每次测量时间30s；(4)统计分析得出鉴定结论：利用SPSS软件进行统计分析得出鉴定结论。
2.根据权利要求1所述的快速鉴定方法，其特征在于，所述孢子涂抹：在扬花期用棉签蘸分生孢子悬浮液对麦穗部行均匀涂抹直至饱和，接种后，对其进行连续三天早、中、晚的喷雾保湿，有利于赤霉菌侵染。
3.根据权利要求1所述的快速鉴定方法，其特征在于，所述单花滴注：在扬花期于穗中部小穗的第1朵小花内，用微量进样器注射5微升的分生孢子，浓度为200个/微升，然后用塑料袋将整个麦穗套住保湿隔离3天后去掉塑料袋。
4.根据权利要求1所述的快速鉴定方法，其特征在于，所述统计分析得出鉴定结论：比较不同基因型、不同的接种方式植株的净光合速率跟对照组是不是存在显著差异，即P值＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著，P值越小，差异越显著，抗性越强。
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