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淮安市农科院小麦育种团队抗赤霉病育种实践

来源：花匠小妙招时间：2025-01-03 02:54

各位老师好！我是“一麦众承”14组杨子博，来自淮安市农科院小麦育种团队，根据组长安排，这次由我代表小组值日。组长杜立丰老师，成员望俊森老师、张三坤老师、卫波老师、秦志英老师、杨斌老师、李继平老师、徐开杰老师、李玮老师、宋瑜龙老师、韩然老师、何明琦老师、张留平老师、袁雨豪老师、崔培涛老师、温小伟老师、金艳老师、缑金营老师、黄丙欣老师。感谢“一麦众承”公众号维护老师们的辛勤付出！今天我为大家介绍一下团队在抗赤霉病育种方面开展的工作以及取得一些进展，希望能对大家有所帮助，不足之处，请老师们多提宝贵意见。

一、常规抗赤霉病育种

抗赤霉病育种，淮安有特殊的区位优势。江苏淮安地处中国南北气候分界线上，兼具南北方气候特征，南北方病害在此均时有发生。尤其是赤霉病，经历过2003、2010、2012等年份大爆发，2014、2015、2016、2018等年份也有中等程度发生，淮安小麦生产深受其害。除了重发年份，常年发生的赤霉病为选育抗赤品种提供了合适的天然选择压力，借助该区位优势，团队陆续培育出淮麦21、淮麦26、淮麦30等中感以上品种（表1）。

二、关于常规抗赤育种方面谈几方面的体会

1.亲本选配得当，易产生超亲优势。程顺和[1]院士曾提出２条抗赤霉病育种的技术路线：一是选用抗赤霉病性好但丰产性差的亲本与丰产性好的亲本配组，后代侧重抗赤性选择，兼顾丰产性；二是选用综合丰产性好、赤霉病轻的亲本间配组，后代注重综合丰产性好，兼顾以抗赤霉病为主的抗病、抗逆选择。利用第一条路线，团队培育出中感-中抗赤霉病品种淮麦30，但受制于可供黄淮南片利用抗源的缺乏，再加上赤霉病抗性和综合丰产性难以协调，第一条路线实施起来较为困难。利用第二条路线，团队培育出淮麦21、淮麦139，徐州所培育出徐农029（淮麦20/矮抗58）等中抗赤霉病白皮品种，扬州所培育出如扬麦158、扬麦14、扬麦17等一批抗赤红皮品种，上述品种均表现出明显超亲优势。多数研究表明[2]，赤霉病抗性受主效基因和微效基因共同控制，但以加性效应为主，符合加性-显性模型，这也为利用第二条路线通过累加微效抗赤基因位点培育抗赤品种提供有力的理论支撑。

2.赤霉病抗性需综合评价。赤霉病发病程度与扬花时期的气象因素有很大关系，仅依靠自然选择压力年度之间稳定性较差，同时自然发病与单花滴注接种选择的是两种不同的抗性类型，一些淮麦品种如淮麦28、淮麦35等，年度间自然发病程度较轻，病穗率低，但接种鉴定却属高感类型，因此要综合评价品种抗赤性，需要自然发病与单花滴注接种配合鉴定，江苏省早在几年前已经将两种鉴定类型评价标准同时纳入小麦品种审定制度中。

3.选择压力要适当。合适的选择压力对于抗赤育种来说至关重要，压力过大易导致全军覆没，压力过小又没法选择淘汰，合适的选择压力即能体现出品种间差异。这里分享一个南京农业大学马正强团队赤霉病单花滴注接种的方法，即将混合菌液10ul（100个孢子/ul）注入刚开花的小花内，做好标记，人工喷水保湿（一天4-6次），连喷2-3天，20天后统计发病情况，这个方法不用套袋（易产生其他杂菌污染），但需要人工喷雾保湿。团队借鉴该方法连续鉴定多年，品种之间抗赤差异明显，效果较好。

4.抗病性和丰产性的矛盾。培育矮杆大穗抗赤霉的品种是大多数育种家追求的目标，但常规育种实践中往往事与愿违。团队每年用矮杆大穗类型配置大量组合，后代经过赤霉病选择，最后留下来的基本上都是茎秆较高，穗码较稀的材料，而矮杆类型、密穗类型则多数被淘汰。研究表明[3]，株高明显影响赤霉病抗性，高的材料病小穗率相对较低，意味着通过常规手段选育矮杆抗赤霉的品种难以实现。

淮麦139是团队最新选育的抗赤霉病新品系，有望2023年通过江苏省审定。半冬性，幼苗半匍匐，叶色深绿，分蘖力中等；株型偏紧凑，穗层较整齐，剑叶适中、挺，株高80cm左右，茎秆弹性好；纺锤型穗，结实性好，籽粒角质，粒型较宽，饱满度好，容重较高；平均亩成穗40.0万，穗粒数38.4粒，千粒重44.9克；2020-2022区试平均616.6Kg,较对照淮麦20增产6.36%，极显著。经江苏省农科院植保所鉴定中抗赤霉病（2020病指1.5；2021病指1.88，2022病指2.45）；中抗叶锈病、黄花叶病毒病，中感白粉病、条锈病。

从穗型上看，淮麦139穗码较密，但赤霉病抗性却稳定达中抗水平，其中原因值得进一步研究，初步检测分析发现，淮麦139不含已知的Fhb1、Fhb2、Fhb5、Fhb7等基因，Fhb4基因双侧标记（Xgwm513和Xgwm149）中的Xgwm149可以扩出抗性带型，Xgwm513未扩增出相应带型，是否其中含有Fhb4基因，有待进一步研究。同时，观察到淮麦139颖壳较硬，手捏穗子有紧实感，同时灌浆速度快，这些特性与抗赤性是否存在潜在关系也有待考究。

三、分子抗赤霉病育种

利用分子标记辅助选择技术，可以实现常规育种难以完成的任务。团队自2015年开始与南京农业大学马正强团队合作，协助马正强团队开展抗赤霉病分子育种工作，重点将Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5等抗赤霉病基因通过回交转育手段导入黄淮南片大面积推广品种中，后代选择注重抗病性和丰产性的协同提升，创制抗赤霉病材料，培育抗赤霉病品种。目前，已选育出南淮麦191、南淮麦193、南淮麦195等品系，正在参加品种试验。同时创制了一批黄淮生态类型携带不同基因的抗赤材料。

随着黄淮区域多家单位抗赤霉病分子育种工作的陆续开展，黄淮背景品种携带Fhb1基因的材料愈加丰富，重点集中在矮抗58、济麦22、周麦27、百农4199、郑麦1860、淮麦33等背景品种，这为我们抗赤分子育种提供了一种新的策略，即在创制新的背景材料的同时，携带Fhb1不同背景间品种/材料间互配组合，后代Fhb1基因位点不再分离，减少了实验室基因检测工作，重点选择把关农艺性状即可。团队利用该策略已获得一批农艺性状优良的抗赤霉病高代品系，并于未来2年陆续参加品种试验。

另外还有一些已审品种赤霉病达中抗水平，但却未检测到已知抗病基因，如西农511、连麦抗1、徐农029、淮麦21等，应加强上述品种研究和育种应用，以丰富抗源类型。

南淮麦191是由南京农业大学与淮安农科院利用分子育种技术培育的抗赤霉病新品系，有望2023年通过江苏省审定，组合：百农4199/NMAS022，半冬性，中早熟，全生育期比对照短1天。幼苗半匍匐，叶色深绿，分蘖力强，成穗数多。平均株高78.0厘米，株型松散适中，穗层整齐，熟相好。圆锥型穗，长芒，白壳，白粒，子粒角质，饱满度好。平均亩穗数42.4万穗，穗粒数35.1粒，千粒重44.9克。2020-2022年度江苏淮北区域试验平均亩产591.22千克，比对照增产4.5%。2020-2022连续2年度经江苏省农科院植保所鉴定，南淮麦191高抗条锈病（HR/HR），中感赤霉病（MS/MR），中感纹枯病（MS/MS），高感叶锈病（HS/MS）和白粉病（HS/HS）。

近年来，长江中下游麦区抗赤霉病育种工作取得重大进展，高抗赤霉病品种扬麦33通过审定和推广。黄淮麦区育种单位愈发重视抗赤霉病育种工作，同时加强抗赤霉病基因Fhb1的利用，试验中抗赤霉病品种以及携带Fhb1基因材料的数量逐年增加，相信随着一批黄淮生态类型抗赤霉病品种的审定和推广种植，黄淮麦区生产上赤霉病危害将得到极大缓解，国家粮食安全根基将更加稳固。

感谢各兄弟单位对淮安市农科院小麦育种团队育种工作的支持和帮助，团队创制的抗赤霉病材料可以和有需要的老师进行分享交流，另外团队2022年建立了960m2的抗赤霉病和白粉病鉴定平台，可以为有需要的老师做少部分材料的初步抗病评价。同时欢迎各位老师们到淮安市农科院指导小麦育种工作。