[发明专利]一种小麦赤霉病抗病育种方法

说明书

技术领域

本发明涉及作物遗传育种领域，尤其涉及一种大大加快了小麦赤霉病抗性育种速度、显著缩短赤霉病抗病育种周期的小麦赤霉病抗病育种方法。

背景技术

小麦赤霉病（Fusarium head blight，FHB），又名红头瘴、烂麦头、麦穗枯、红麦头，是全球性小麦主要病害之一，由亚洲镰刀菌（Fusarium asiaticum）和禾谷镰刀菌（F.graminearium）引发的，主要发生于温暖湿润地区。中国长江中下游麦区和东北东部春麦区为该病的主要流行区，致病菌以禾谷镰刀菌为主，占小麦赤霉病病原菌的94.5%。20世纪60年代以后陕西关中灌区赤霉病逐年加重。80年代以后，由于扩大灌溉、气候变暖、秸秆还田等原因，小麦赤霉病逐渐向黄淮麦区、北方麦区等地区扩展。1985年全国赤霉病大流行，仅河南省发病面积就达到3.0×10⁶hm²。2000年以来，赤霉病在中国大流行频率不断增加，发病面积呈明显扩大趋势，有9个年份赤霉病的发生面积超过3.3×10⁶hm²，目前中国小麦受害面积约为7.00×10⁶hm²，其中长江中下游冬麦区是小麦赤霉病的多发区和重发区。中国黄淮麦区、关中麦区以及东北东部春麦区近年来小麦赤霉病发生也日趋严重。

赤霉病严重威胁小麦安全生产，一般流行年份可引起5%～10%的产量损失，大流行年份可导致相当田块绝收，从而严重影响着国内小麦主产区的粮食安全和食品安全。赤霉病不仅造成小麦产量巨大损失，使小麦的产量和品质下降，该病菌为害小麦后，可产生多种真菌毒素，其中以脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）毒性最强。这些毒素会污染面粉，并可在食物链中长期存留，产生致癌物质，严重影响籽粒的食用、饲用和种用价值。因此，小麦赤霉病已成为世界高度关注的一类病害。

目前，小麦赤霉病的防治主要依赖于化学防治，但防治药剂较少，抗性产生严重。20世纪80年代发现灰霉病菌、甜菜霜霉病菌等对多菌灵产生了抗药性，给化学防治带来严峻的考验。另外，采用栽培措施和化学防治方法虽然取得了一定的防治效果，但均不能从根本上解决赤霉病的为害，尤其是抽穗期喷施农药后籽粒农药残留和环境污染问题突出，因此选育抗赤霉病品种仍然是目前解决这一问题的最经济有效方法。

在初期小麦抗赤霉病育种中主要采用传统的抗病育种方法进行育种，如利用引种、选择育种、杂交育种等常规育种途径选育出一批垂直抗性和水平抗性较好的优良品种和品系，但是常规育种消耗时间长，需要长期大量的人工大田筛选，费时费力，效率低下，已越来越不能满足小麦赤霉病抗病育种的需求。

与传统的育种方法相比，单倍体育种可以缩短育种时间提高选择效率。从20世纪70年代以来，单倍体育种技术已广泛的用于小麦育种，至今已培育出许多优良品种，是小麦育种的有效途径之一，而且单倍体诱导可以与分子标记和遗传操作技术相结合用于作物的遗传改良研究。目前，小麦单倍体育种主要是通过花药培养途径来实现的。

已有研究表明，禾谷镰刀菌侵染小麦后可以产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）为主的次生代谢毒素，小麦对DON毒素的敏感性与小麦赤霉病抗性呈负相关。因此，利用赤霉病病菌毒素对小麦进行筛选成为赤霉病抗病育种的重要思路。但是，普通小麦是6倍体，体细胞中含有6个染色体组，42条染色体，基因组庞大，而且小麦对赤霉病的抗性受数量性状控制，抗性遗传复杂，基因的补偿效应导致常规的小麦组织对赤霉病的抵抗消弱了小麦组织对赤霉病毒素的敏感性，导致常规的粗毒素筛选敏感性不强。

通常花药培养育种阶段会产生大量的小麦单倍体植株，通常花培的诱导培养阶段和分化培养阶段应尽量减少单倍体植株的比例，通过自然加倍或者人工诱导加倍来尽量实现单倍体植株恢复倍性。然而，单倍体植株由于其染色体组和染色体数量减半，单倍体植株对赤霉病毒素的敏感性大大提高，成为我们的重点研究方向。

发明内容

本发明的目的是针对现有小麦赤霉病抗病育种育种周期长、需要大量的人工大田筛选、效率低下等缺陷，提供了一种大大加快了小麦赤霉病抗性育种速度、显著缩短赤霉病抗病育种周期的小麦赤霉病抗病育种方法。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种小麦赤霉病抗病育种方法，其特征在于：该育种方法的步骤如下：