一种抗赤霉病多结实小穗数小麦的分子标记辅助选育方法技术

本发明专利技术公开了抗赤霉病多结实小穗数小麦的分子标记辅助选育方法，包括选择携带抗赤霉病基因Fhb1+位点QFhb

【技术实现步骤摘要】
一种抗赤霉病多结实小穗数小麦的分子标记辅助选育方法


[0001]本专利技术属于小麦分子育种
，涉及一种抗赤霉病多结实小穗数小麦的分子标记辅助选育方法。

技术介绍

[0002]小麦是世界上最重要的粮食作物，其总面积、总产量及总贸易额均居粮食作物之首。增加单位面积产量是小麦育种的重要目标之一。小麦产量与穗部性状高度相关，穗部性状的选择是小麦产量育种的重要指标，小麦穗部性状主要有每穗结实小穗数、穗长和穗粒数等，大多是由主基因与微效多基因共同控制，各性状间关系错综复杂，其中每穗结实小穗数是穗部性状的基础，多花多结实小穗无疑是选育小麦品种的重要目标，也是小麦产量育种的重要选择指标。以往依赖于人工在田间待小麦灌浆后期至成熟时调查各小麦育种材料的每穗结实小穗数，方法是每株行或者株系随机调查10～20个单株，每个单株取主茎穗调查每穗结实小穗数，10～20个单株取平均值为此次重复的每穗结实小穗数，最终取2次及以上重复的平均值为该株行或者株系的每穗结实小穗数。因为每穗结实小穗数是一个典型的数量性状，环境等对其影响很大，所以人工调查表型的结果与田间种植方式、水肥管理水平和灌浆期温度湿度等相关性很大，往往造成多年或者多点数据结果不一致，给育种选择带来困境。因此加大对结实小穗数的遗传基础研究，挖掘与之相关的稳定主效的QTL位点，并且开发出紧密连锁的育种可用分子标记，更有助于在小麦产量育种中高效、准确地筛选此性状。
[0003]江苏省淮南麦区小麦生长期间雨水多，抗病育种始终是重要目标。小麦赤霉病是世界性病害，江苏年均小麦赤霉病发生约1800万亩，严重影响产量和品质，而且感病籽粒中的DON毒素威胁人畜健康和食品安全，2017年农业农村部在江苏扬州成立了小麦赤霉病综合防控协同创新联盟，旨在提高全国小麦的赤霉病协同防控能力。培育抗赤霉病小麦品种是解决小麦赤霉病危害最经济、安全和有效的途径。此外，原先生产中推广的优质弱筋小麦品种扬麦13和扬麦15均中感赤霉病和感黄花叶病，宁麦9号、宁麦13虽然中抗赤霉病和抗黄花叶病，但是高感白粉病和锈病，由于近年来粳稻面积增加导致小麦迟播面积相应增加，生育进程延迟，就会增加了小麦在扬花期遇到高温多湿的气候环境几率，加大赤霉病、白粉病、黄花叶病等发生的风险和危害程度，加上在小麦灌浆末期，该地区经常连续阴雨，伴随阵风或大风，可使小麦大面积发生倒伏，倒伏后的麦田容易白粉病、赤霉病等大流行，丰产性极差。依赖化学药剂的“一喷三防”生产措施，既增加投入，又污染环境，难以满足国家对农业生产“双减”的需求。因此在丰产的基础上，首先将赤霉病抗性等级提升至R级，兼抗白粉病和黄花叶病，培育绿色小麦新品种，对于实现小麦整个产业链条的绿色安全和可持续发展尤为重要，是小麦产业可持续发展的必然趋势。小麦的抗病抗逆和产量等重要性状多为复杂的数量性状，与环境存在互作，常规育种单纯依靠表型选择因受环境影响大、选择周期长、育种效率低。分子标记辅助选择(MAS)等技术日趋成熟，为聚合抗病抗逆和产量等性状提供了新的途径和方法。国内外进行抗赤霉病分子标记辅助育种应用普遍的是在苏麦3
号和望水白中发掘的主效抗赤霉病基因，其中以Fhb1的应用最广泛。我国的周淼平等利用苏麦3号为抗源，以济麦22为受体，结合Fhb1连锁标记的分子辅助选择，创制出赤霉病达中感以上的材料18份，但是多数品系的株高较济麦22增加，说明通过杂交结合分子标记辅助选择等手段，对选育出适合黄该麦区的抗赤霉病品种有一定帮助，但是能否真正实现育成品种的抗性突破还未有实例。已有研究表明扬麦158等扬麦系列大所数品种不携有Fhb1，但是赤霉病抗性优异，经过遗传学研究证实其携有抗赤霉病位点QFhb
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2D。
[0004]据统计，近五年来小麦品种近422余个通过国审，但是能真正达到公认高抗赤霉病的仅1个。胡文静等(参考文献：胡文静,张春梅,吴迪,等.长江中下游小麦抗赤霉病品种筛选与部分农艺性状分析[J].中国农业科学,2020,53(21):4313～4321)选取历年来我国长江中下游广泛种植的小麦改良品种和地方品种共93个进行赤霉病抗扩展鉴定，筛选出67个抗性达到中感及以上水平的品种，占供试品种的72.0％，发现除对照品种苏麦3号和望水白外，没有其他高抗赤霉病品种，赤霉病抗性与综合农艺性状结合较好的品种中也仅有扬辐麦4号携带Fhb1基因。以往有研究表明，小麦赤霉病的抗性水平与产量相关的农艺性状存在一定程度的负相关。例如赤霉病的严重度与每穗结实小穗数正相关，赤霉病抗性好的，每穗结实小穗数低，赤霉病抗性差的，每穗结实小穗数高(陈士强,张容,王建华,等.小麦赤霉病抗性与株高及穗部性状的相关性研究[J].江西农业学报,2020,32(6):23～29；Yi X,Cheng J Y,Jiang Z N,et al.Genetic Analysis of Fusarium Head Blight Resistance in CIMMYT Bread Wheat Line C615 Using Traditional and Conditional QTL Mapping[J].Frontiers in plant science,2019,9:573)。这也就加大了在小麦育种中将抗赤霉病水平与产量同时提高的难度。
[0005]因此，小麦育种中急需一种能够同时取得抗性和产量突破的品种选育方法。

技术实现思路

[0006]为了克服上述技术问题，本专利技术提供了一种抗赤霉病多结实小穗数小麦的分子标记辅助选育方法，采用分别含有抗赤霉病基因Fhb1、抗赤霉病位点QFhb
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2D和每穗结实小穗数增效位点QSN
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Y12的亲本进行杂交选育，并结合抗病性的鉴定，可以有效获得抗性和产量具有明显突破的小麦品种。
[0007]本专利技术提供了一种抗赤霉病多结实小穗数小麦的分子标记辅助选育方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]步骤S1，选择携带抗赤霉病基因Fhb1、抗赤霉病位点QFhb
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2D和每穗结实小穗数增效位点QSN
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Y12的基因/位点互补的亲本；
[0009]步骤S2，将选择出的亲本进行杂交配组，收获F1代杂交种；
[0010]步骤S3，种植F1代杂交种，收获自交种F2；
[0011]步骤S4，种植F2代，采取赤霉病土表接种选择压筛选抗赤霉病单株，同时考察单株的株高、有效分蘖和每穗结实小穗数，筛选符合选择指标的单株收获种子得到F3；
[0012]步骤S5，种植中选F3，利用分子标记检测苗期单株叶片的抗赤霉病基因Fhb1、抗赤霉病位点QFhb
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2D和每穗结实小穗数增效位点QSN
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Y12，选择检测均呈阳性(包含杂合)的按照单株收获，考察单株的株高、有效分蘖和每穗结实小穗数，筛选符合选择指标的单株收获种子得到F4；
[0013]步骤S6，种植中选F4，利用分子标记检测抗赤霉病基因Fhb1、抗赤霉病位点QFhb
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2D和每穗结实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗赤霉病多结实小穗数小麦的分子标记辅助选育方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1，选择携带抗赤霉病基因Fhb1、抗赤霉病位点QFhb
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2D和每穗结实小穗数增效位点QSN
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Y12的基因/位点互补的亲本；步骤S2，将选择出的亲本进行杂交配组，收获F1代杂交种；步骤S3，种植F1代杂交种，收获自交种F2；步骤S4，种植F2代，采取赤霉病土表接种选择压筛选抗赤霉病单株，同时考察单株的株高、有效分蘖和每穗结实小穗数，筛选符合选择指标的单株收获种子得到F3；步骤S5，种植中选F3，利用分子标记检测苗期单株叶片的抗赤霉病基因Fhb1、抗赤霉病位点QFhb
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2D和每穗结实小穗数增效位点QSN
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Y12，选择检测均呈阳性(包含杂合)的按照单株收获，考察单株的株高、有效分蘖和每穗结实小穗数，筛选符合选择指标的单株收获种子得到F4；步骤S6，种植中选F4，利用分子标记检测抗赤霉病基因Fhb1、抗赤霉病位点QFhb
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2D和每穗结实小穗数增效位点QSN
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Y12，选择均呈阳性(纯合)的株行标记，同时进行大田赤霉病、黄花叶病的鉴定，按中选株行混合收获脱粒，进行产量鉴定，亩产量比对照高6％以上的为中选F5；步骤S7，将中选F5种植成鉴定圃，以扬麦20为农艺性状参照，全面考察品系的综合农艺性状和综合抗病性、抗倒性等，收获后分别利用硬度仪和近红外测定硬度和蛋白质筛选优质弱筋和利用吹泡仪筛选面粉吸水率、韧性、延展性和烘焙力等饼干品质优异的品系，产量鉴定后选择亩产量比对照扬麦20高6％以上的进入下一级多点产量鉴定试验。2.根据权利要求1所述的分子标记辅助选育方法，其特征在于，所述每穗结实小穗数增效位点QSN
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Y12的特异性检测引物序列为SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。3.根据权利要求1所述的分子标记辅助选育方法，其特征在于，所述抗赤霉...

【专利技术属性】
技术研发人员：高德荣，胡文静，吴宏亚，张勇，吕国锋，陆成彬，张伯桥，张晓祥，张春梅，
申请(专利权)人：江苏里下河地区农业科学研究所，
类型：发明
国别省市：