浅议小麦赤霉病抗性类型与鉴定方法的对应性

doi:10.19586/j.2095-2341.2021.0121

生物技术进展 ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (5): 554-559.DOI: 10.19586/j.2095-2341.2021.0121

浅议小麦赤霉病抗性类型与鉴定方法的对应性

咸莉梅¹(), 胡怡¹, 李磊¹, 孙政玺¹, 何心尧², 李韬¹()

^1.扬州大学农学院，江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心，教育部植物功能基因组学重点实验室；江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室；江苏省作物遗传生理重点实验室，江苏扬州 225009
^2.国际玉米小麦改良中心，墨西哥特斯科科 CP 56237

收稿日期:2021-06-17 接受日期:2021-07-09 出版日期:2021-09-25 发布日期:2021-10-08
通讯作者: 李韬
作者简介:咸莉梅 E-mail：1607731981@qq.com;
基金资助:
国家自然科学基金项目(31771772);国家重点研发计划项目(2018YFE0107700)

A Brief Review on Fusarium Head Blight Resistance Types and the Corresponding Phenotyping Methods

Limei XIAN¹(), Yi HU¹, Lei LI¹, Zhengxi SUN¹, Xinyao HE², Tao LI¹()

^1.Key Laboratory of Plant Functional Genomics of the Ministry of Education； Jiangsu Key Laboratory of Crop Genomics and Molecular Breeding； Collaborative Innovation of Modern Crops and Food Crops in Jiangsu； Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology，College of Agriculture，Yangzhou University，Jiangsu Yangzhou 225009，China
^2.International Maize and Wheat Improvement Center，Texcoco CP 56237，Mexico

Received:2021-06-17 Accepted:2021-07-09 Online:2021-09-25 Published:2021-10-08
Contact: Tao LI

摘要/Abstract

摘要：

由镰孢菌引起的赤霉病是小麦的重要病害，其抗性比较复杂。准确可靠的鉴定和评价方法是抗性改良成功的前提。评述了小麦赤霉病抗性类型及其不同赤霉病抗性鉴定和评价方法的优缺点，重点讨论了抗性类型与抗性鉴定方法的对应性。希望对赤霉病表型鉴定、不同抗性类型的理解和评价以及抗性改良有借鉴意义。

关键词: 小麦, 赤霉病, 抗性类型, 鉴定评价方法

Abstract:

Fusarium head blight （FHB） caused by Fusarium species complex is an important disease of wheat， and its resistance mechanism is complicated. Accurate and reliable phenotyping methods are the premise of genetic improvement of disease resistance. In this paper， we reviewed the resistance types of Fusarium head blight and the advantages and disadvantages of different phenotyping methods， and we also addressed the congruity between resistance types and phenotyping methods. We hope the opinions would be helpful in phenotypic evaluation of different FHB resistance types and genetic improvement of FHB resistance levels in wheat.

Key words: wheat, Fusarium head blight, resistance types, phenotyping methods

中图分类号:

S435.121.4+5

咸莉梅, 胡怡, 李磊, 孙政玺, 何心尧, 李韬. 浅议小麦赤霉病抗性类型与鉴定方法的对应性[J]. 生物技术进展, 2021, 11(5): 554-559.

Limei XIAN, Yi HU, Lei LI, Zhengxi SUN, Xinyao HE, Tao LI. A Brief Review on Fusarium Head Blight Resistance Types and the Corresponding Phenotyping Methods[J]. Current Biotechnology, 2021, 11(5): 554-559.

图/表 1

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抗性类型	定义	鉴定方法	评价指标	评价注意事项
TypeⅠ （抗侵染）	小麦抵御病原菌初侵染的能力，即在适宜的温湿度条件下，病原菌与寄主直接接触时，寄主阻止病原菌在小穗或小花上定殖的能力	孢子弥雾接种法/ 病粒土表接种法	目前尚无可靠的评价指标	不能将TypeⅠ抗性与避病性混为一谈；TypeⅠ抗性的本质以及鉴定和评价方法仍需探索
TypeⅡ （抗扩展）	小麦植株抵抗已侵入的赤霉菌在穗部小花、穗轴内扩展的能力	孢子弥雾接种法/ 病粒土表接种法	病小穗率（PSS）	通量和接种效率较高，但个体间发病差异大，表型难以准确鉴定，且反映的是TypeⅠ和TypeⅡ的混合效应，适合育种材料的大规模初步筛选
		穗基（中）部双（单）花滴注法	病小穗率（PSS）	鉴定结果比较稳定和准确，适合抗性表型的可靠鉴定、基因的精细定位和功能解析，但最好配有额外的保湿措施
		基部穗轴节间注射法	病小穗率（PSS）	无需保湿措施，接种时间弹性较大，侵染路径是从穗轴至小穗，与小花滴注方法互补，可以作为扩展抗性鉴定的补充方法
TypeⅢ （抗毒素积累）	小麦抑制或降解真菌毒素的能力	孢子弥雾接种法/ 病粒土表接种法	毒素含量	通量和接种效率高，但鉴定误差大，适合大规模初步筛选并需要多重复多环境鉴定和测定
		穗顶部双（单）花滴注法	毒素含量	不会造成穗早枯，且可使基因型间毒素含量差异最大化，适合毒素积累潜力的精准鉴定
		基部穗轴节间注射法	毒素含量	该法可最直观地表明病穗率与籽粒毒素含量没有必然的联系
TypeⅣ （籽粒抗性）	在适合病原菌侵染的条件下（如适宜的温度和湿度），处于同一发育时期的待评价籽粒有同等机会直接接触病原菌时籽粒本身所表现出的抗性	扬花期去除待接种麦穗的中间小花以及穗顶部和穗基部退化小穗，保留小穗两侧的正常小花，在花后10 d和15 d滴注等量的赤霉菌孢子液	扫描电镜观察籽粒内部结构的变化；计算接种前后千粒重的降幅(前提是病穗率大致相同)	病粒率（FDK）不宜作为评价籽粒抗性的指标；籽粒抗性与扩展抗性没有必然的联系

抗性类型	定义	鉴定方法	评价指标	评价注意事项
TypeⅠ （抗侵染）	小麦抵御病原菌初侵染的能力，即在适宜的温湿度条件下，病原菌与寄主直接接触时，寄主阻止病原菌在小穗或小花上定殖的能力	孢子弥雾接种法/ 病粒土表接种法	目前尚无可靠的评价指标	不能将TypeⅠ抗性与避病性混为一谈；TypeⅠ抗性的本质以及鉴定和评价方法仍需探索
TypeⅡ （抗扩展）	小麦植株抵抗已侵入的赤霉菌在穗部小花、穗轴内扩展的能力	孢子弥雾接种法/ 病粒土表接种法	病小穗率（PSS）	通量和接种效率较高，但个体间发病差异大，表型难以准确鉴定，且反映的是TypeⅠ和TypeⅡ的混合效应，适合育种材料的大规模初步筛选
		穗基（中）部双（单）花滴注法	病小穗率（PSS）	鉴定结果比较稳定和准确，适合抗性表型的可靠鉴定、基因的精细定位和功能解析，但最好配有额外的保湿措施
		基部穗轴节间注射法	病小穗率（PSS）	无需保湿措施，接种时间弹性较大，侵染路径是从穗轴至小穗，与小花滴注方法互补，可以作为扩展抗性鉴定的补充方法
TypeⅢ （抗毒素积累）	小麦抑制或降解真菌毒素的能力	孢子弥雾接种法/ 病粒土表接种法	毒素含量	通量和接种效率高，但鉴定误差大，适合大规模初步筛选并需要多重复多环境鉴定和测定
		穗顶部双（单）花滴注法	毒素含量	不会造成穗早枯，且可使基因型间毒素含量差异最大化，适合毒素积累潜力的精准鉴定
		基部穗轴节间注射法	毒素含量	该法可最直观地表明病穗率与籽粒毒素含量没有必然的联系
TypeⅣ （籽粒抗性）	在适合病原菌侵染的条件下（如适宜的温度和湿度），处于同一发育时期的待评价籽粒有同等机会直接接触病原菌时籽粒本身所表现出的抗性	扬花期去除待接种麦穗的中间小花以及穗顶部和穗基部退化小穗，保留小穗两侧的正常小花，在花后10 d和15 d滴注等量的赤霉菌孢子液	扫描电镜观察籽粒内部结构的变化；计算接种前后千粒重的降幅(前提是病穗率大致相同)	病粒率（FDK）不宜作为评价籽粒抗性的指标；籽粒抗性与扩展抗性没有必然的联系

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A Brief Review on Fusarium Head Blight Resistance Types and the Corresponding Phenotyping Methods

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