摘要
小麦是全球最重要的粮食作物之一，也是我国三大粮食作物之一。小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是最严重的小麦病害之一，其不但危害小麦的产量和品质，同时还会产生多种真菌毒素危害人畜健康。大量研究表明，选育抗赤霉病品种是防控FHB最有效的方法。来自长穗偃麦草的抗赤霉病基因Fhb7不仅具有良好的赤霉病抗性，其编码的谷胱甘肽转移酶还具有解毒作用。因此，加快抗赤霉病基因Fhb7在小麦育种中的广泛利用具有重要意义。然而，传统杂交育种后代纯合慢、育种周期长，选育一个新品种通常需要8?10年时间，双单倍体技术能够有效缩短育种周期，有效解决这一问题。 本研究对小麦双单倍体技术中不同小麦基因型和生长环境对单倍体胚诱导率的影响进行了探讨。以实验室前期创制的不同遗传背景下携带Fhb7的BC2F2、BC3F2、BC4F2代群体为亲本，结合小麦双单倍体技术创制了一系列携带Fhb7的小麦DH株系。随后对DH株系进行了基因型的鉴定、赤霉病抗性鉴定和农艺性状评估。本研究得到的结论如下： (1)花期调节结果显示，2022年1月20日和27日温室播种的玉米可以同时与2021年10月10日播种于大田和2022年3月20日种植于人工气候室的小麦花期相遇；2022年6月28日大田播种的玉米可以与2022年7月27日种植于人工气候室的小麦花期相遇。以上结果表明，有效利用温室、大田和人工气候室不同的生长环境，在山东每年可以分别在4月和9月份进行两次小麦单倍体诱导。 (2)不同基因型小麦间的得胚率和成苗率均有显著差异，其中得胚率最高的亲本组合为藁优2018/郑麦1860//山农2-16(10.27%)，得胚率最低的亲本组合为宁中16-216/中麦175//山农2-16(2.34%),前者得胚率为后者的4.4倍。成苗率最高的材料为淮麦10423/藁优5218(85.71%),成苗率最低的材料为18优125-2/山农K25053(33.33%),前者得胚率为后者的2.6倍。 (3)玉米花粉诱导的小麦杂交穗在不同生长环境下的得胚率差异极显著，以孟麦023和04中36两个遗传背景的BC4F2代小麦材料创制的DH群体，在人工气候室中得胚率(11.06%、10.40%)均为大田得胚率(5.33%、4.92%)的2倍。 (4)利用单倍体诱导、幼胚拯救和秋水仙素加倍技术，共得到26个不同亲本组合的328个纯合稳定的DH株系。 (5)利用Fhb7的功能标记对04中36、孟麦023、衡观35、山农38、济麦22和郑麦1860六个遗传背景的DH株系进行筛选，从每个遗传背景的BC2、BC3和BC4代DH株系中各选取3个Fhb7纯合的株系和3个不携带Fhb7的株系进行赤霉病抗性鉴定和农艺性状评估。结果表明，在不同遗传背景的不同世代中，携带Fhb7的易位染色体片段的导入均提高了赤霉病抗性，同时未对小麦产量等农艺性状产生显著不良影响。 (6)本研究通过分子标记鉴定分别筛选出3个Fhb7与Fhb2聚合的DH株系和4个Fhb7与Fhb4聚合的DH株系，与只携带Fhb7的DH系相比，两个抗病基因聚合的DH系的赤霉病抗性得到进一步提高。
NETL