基于光合生理参数的小麦赤霉病抗性鉴定新方法的建立与评价

摘要

小麦赤霉病(Fusarium head blight)是一种极为重要的小麦感染性病害，同时也是一种世界性的病害，禾谷镰刀菌是引起该病害的主要致病菌，也是影响小麦稳产、高产和小麦品质的重要因素之一。我国是全球小麦赤霉病感染面积最大的国家，每年因赤霉病感染受害面积可达700万hm2，占全国小麦总面积的1/4，造成小麦严重减产，同时食用病麦会引起人和牲畜中毒。近几年来，由于气候逐渐变暖，小麦赤霉病的受害面积呈现出明显的增加趋势。在小麦赤霉病防治研究中，有许多相关的途径，如通过合理的农作物管理方案和化学药品的使用能够一定程度上减少此类危害，但抵御此类病害最有效和最安全的方法是抗性品种的选育。因此，选育抗赤霉病品种是控制小麦赤霉病最为有效的方法。过去研究人员主要致力于选育新的小麦赤霉病抗性材料，其中抗性鉴定方法的研究也尤为重要。
　　小麦赤霉病抗性类型普遍认为有两种，一种是抗侵入类型（类型Ⅰ），另一种是抗扩展类型（类型Ⅱ），人们普遍认为Ⅰ型抗性的鉴定方法是通过对穗部喷施分生小孢子悬浮液，而Ⅱ型抗性鉴定方法则通过对小麦成穗的单个中央小花使用皮下注射器注射悬浮分生小孢子。另外，研究表明光合生理参数可以与抗病的某些生理功能的表型相对应，这可能用来推测区分植物对各种抗性的响应，因为在响应病原菌感染的早期阶段，不同基因型植株之间的差异用传统的方法是难以区分的，因此能找到有效的替代方法是十分重要的。此外，功能性和比较生物信息学的研究表明，参与光合作用的许多基因在防卫禾谷镰刀菌和黄色镰刀菌中发挥关键作用。这明示着通过光合生理指标的研究，建立基于生理参数的赤霉病抗性鉴定的新方法具有一定的可能性。
　　本研究为了阐明小麦赤霉病对旗叶净光合速率和气孔导度的影响，建立一种可评估小麦赤霉病抗性的方法，利用小麦赤霉病抗性材料L699和其姊妹系感病材料L611，人工注射和喷施病原菌，检测相关的光合生理参数变化。研究结果表明小麦赤霉病抗性材料L699的旗叶在感染小麦赤霉病后净光合速率与气孔导度显著降低，而小麦赤霉病感病材料L611的相关指数变化不显著。然而，小麦赤霉病感病材料L611的千粒重与单穗总重显著的下降，但这些参数在小麦赤霉病抗性材料L699却没有明显变化。根据对感病麦穗、病程曲线下面积、发病率、感病籽粒百分比的记录与统计，该抗性实验的结果表明小麦赤霉病抗性材料L699对小麦赤霉病的抗性要远强于小麦赤霉病感病材料L611。因此可推断外源注射和喷施小麦赤霉病菌在抗性反应中会影响光合作用活性，但在感病反应中的影响很小。
　　本研究表明光合作用和产量的相关指标可以作为抗性反应的特征，并且有可能成为一种新的评估小麦赤霉病抗性的方法。通过该方法能快速、客观、高效、准确地评价不同小麦种质资源的赤霉病抗性，同时为小麦赤霉病遗传资源筛选及其育种利用中亟待解决的重要科学问题奠定了基础。

目录

声明

摘要

符号说明

1．文献综述

1．1 引言

1．1．1 小麦的特征与价值

1．1．2 小麦赤霉病

1．1．3 小麦赤霉病的传播途径

1．1．4 小麦赤霉病的发病原因

1．1．5 小麦赤霉病的危害

1．2 小麦赤霉病的预防

1．2．1 小麦赤霉病的抗性分类

1．2．2 小麦赤霉病新的评估方法

1．3 目的及意义

2．材料与方法

2．1 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 小麦抗赤霉病的类型

2．2．2 抗性筛选

2．2．3 AUDPC衡量小麦赤霉病症状

2．2．4 光合作用指标的测定

2．2．5 产量测定

2．2．6 统计分析

3．结果与分析

3．1 两个品系小麦赤霉病的抗性鉴定

3．2 接种禾谷镰刀菌后小麦叶片光合指标的变化

3．3 接种对产量的影响

4．结论与讨论

4．1 L699比L661具有较强的赤霉病抗性

4．2 小麦赤霉病在抗性反应中会影响光合作用活性

4．3 光合生理参数为评估小麦赤霉病的有效机制

参考文献

致谢