中国农业科学｜中国农业科学院作物科学研究所张宏军课题组基于矮败小麦分子育种策略培育黄淮抗赤霉病小麦新品种轮选20
黄淮冬麦区是中国第一大麦区，其小麦产量约占全国 65%，因此，该麦区小麦安全生产直接关乎着国家的粮食安全。赤霉病主要是由禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）引起的一种真菌病害，它不仅影响小麦的产量和品质，其产生的真菌毒素如脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON），俗称呕吐毒素，严重危害人、畜的生命健康。随着全球气候变暖和耕作栽培制度的改变，赤霉病的发病区域北移，由长江中下游麦区逐渐向黄淮冬麦区蔓延，已经成为该麦区的主要病害之一。种植抗病品种是解决和降低赤霉病危害最经济、环保的措施，但目前该麦区主栽的小麦品种几乎都高感赤霉病，因此，亟需快速培育适合黄淮冬麦区种植的抗病品种。
近期，中国农业科学院作物科学研究所张宏军课题组撰写的题为“基于矮败小麦分子育种策略培育黄淮抗赤霉病小麦新品种轮选20”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷19期正式发表。
以苏麦3号为供体亲本（抗源），以矮败周麦16、周麦16、轮选136和轮选6号为受体亲本，利用骨干亲本矮败小麦结合Fhb1分子标记辅助选择和双单倍体（double haploid，DH）技术（简称矮败小麦分子育种策略）快速获得DH系，并对这些稳定品系进行株高、抽穗期和产量等主要农艺性状评价和赤霉病抗性鉴定。
共获得51份半冬性、矮秆、白粒且携带Fhb1的DH系。在2个环境（2020河南和2020北京）下，51份DH系平均病小穗数分别为5.7和7.3，平均严重度分别为27.7%和35.2%，与中感对照淮麦20无显著差异；平均每公顷产量为8.3 t，略低于对照品种周麦18（8.5 t）。
矮败周麦16及其轮选20选育过程
结合赤霉病抗性和主要农艺性状综合评价结果，选择DH116（轮选20）作为重点系进一步进行赤霉病抗性和农艺性状鉴定。单花滴注接种鉴定发现，轮选20在4个环境下均达到中抗-高抗对照抗性水平。
轮选20及其对照赤霉病抗性表现
每公顷产量在2个环境下均高于对照品种周麦18，每穗小穗数和千粒重显著高于对照（P<0.05），且比对照抽穗更早、植株更矮（P<0.05）。
轮选20与对照周麦18主要农艺性状比较
轮选20两年区试分别比对照百农207增产4.6%和1.7%，生产试验比对照增产3.5%；区试利用喷雾和单花滴注2种接种方法综合评价轮选20为中感-中抗赤霉病。
分子标记检测发现，轮选20携带半矮秆基因Rht-D1b；在已知春化基因Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1位点均携带隐性等位基因。
通过小麦660K SNP芯片分析显示，轮选20与4个亲本有64.7% SNP是一致的，亲本周麦16、轮选136、轮选6号和苏麦3号对轮选20的直接遗传贡献率分别为69.8%、12.6%、6.1%和11.5%。
轮选20基因组遗传构成
利用矮败小麦分子育种策略，实现了小麦高产和赤霉病抗性协同提高，培育出符合黄淮冬麦区生态类型的高产抗赤霉病小麦品种轮选20。
该研究获得国家重点研发计划（2016YFD0101802）、中国农业科学院创新工程项目（CAAS-ZDRW2020002）的资助。
论文链接：
《基于矮败小麦分子育种策略培育黄淮抗赤霉病小麦新品种轮选20》
引用本文：
买春艳, 刘易科, 刘宏伟, 李洪杰, 杨丽, 吴培培, 周阳, 张宏军. 基于矮败小麦分子育种策略培育黄淮抗赤霉病小麦新品种轮选20[J]. 中国农业科学, 2024, 57(19): 3719-3729.
MAI ChunYan, LIU YiKe, LIU HongWei, LI HongJie, YANG Li, WU PeiPei, ZHOU Yang, ZHANG HongJun. Breeding of the Fusarium Head Blight (FHB)-Resistant Wheat Cultivar Lunxuan 20 Using the Dwarf-Male Sterile Wheat Molecular Strategy in the Yellow and Huai River Valley Winter Wheat Region[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(19): 3719-3729.
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