第一章 引 言
1.1 小麦白粉病概况
自 20 世纪 80 年代以来，随着水肥条件的不断改善、感病品种种植、播种密度加大、矮秆半矮秆品种的推广以及病菌毒力结构变异等原因，致使小麦白粉病从我国西南和东南沿海局部地区迅速蔓延至全国几乎所有麦区，在很多地区已从次要病害上升为主要病害，成为限制小麦丰产的重要因素之一（Bennett, 1984; 齐莉莉等,1995; Briggle et al, 2009; Hua et al., 2009）。在一般年份，小麦白粉病导致小麦减产 5~19%，严重的年份减产 30%以上（李振岐等, 1997）。1990-1991 年，小麦白粉病在我国发生大流行，范围不仅涵盖了黄淮和江淮的河北、河南、湖北、安徽、江苏、山西、陕西等省的各小麦主产区，而且还向北波及到吉林、辽宁和黑龙江等省的春麦区，成为 20 多个省的小麦主要病害。1990 年全国小麦白粉病总发病面积为 1207 万公顷，约占小麦总面积的 40%，造成小麦减产约 14.4 亿公斤；1991 年，白粉病遍布 25 个省、市和自治区，造成损失约 7.7 亿公斤（朱建祥等, 1992; 金善宝, 1996;吴兆苏等, 1996; 霍治国等, 2000; 杨作民等, 2003; 谢浩等, 2005）。20 世纪 90 年代中期以后，白粉病发病面积每年在 600 万公顷以上。因此，小麦白粉病严重威胁粮食的生产和安全（钱拴等,2005）。
1.1.2 小麦白粉病症状
小麦白粉病病原菌由气流传播，专化性强，在小麦整个生育期均可侵染，主要危害小麦叶片，严重时也危害叶鞘、茎秆和穗部。被白粉菌侵染的小麦表现为叶片黄化，严重时整个植株从下到上均被白色的霉层覆盖。通常叶面病斑多于叶背，下部叶片较上部叶片受害重。典型病状为病部表面覆有一层白色粉状霉层。发病初期病斑为近圆形或长椭圆形白色斑点，随后发展为白色粉状霉斑，严重时相互连接成片。在条件适宜的条件下，孢子堆合并成大片白色至灰色霉层，霉层的厚度可达 2 mm 左右，随着病斑扩展，上面散生黑色小颗粒（闭囊壳）。霉层下面及周围的寄主组织褪绿（牛吉山等, 2007）。在发病早且严重的情况下，植株生长发育受阻，根系吸收能力降低，减少分蘖，叶片黄化、卷曲甚至枯死。麦粒颖壳受害时，引起枯死，导致麦粒不饱满。茎和叶鞘受害时，植株易倒状。发病严重的植株通常矮缩，不抽穗或抽出的穗短小，最终成穗率、穗粒数和千粒重减少，从而使小麦产量大幅度降低，甚至绝收（Eeverts et al., 1992）。
第二章 小麦品种对白粉病的反应及基因检测
小麦白粉病是小麦生产上的主要病害之一，小麦受害后可导致分蘖数减少、叶片枯萎、千粒重降低等症状。在小麦白粉病的综合防治中，最为经济有效的措施是鉴定并筛选小麦抗病材料，进而培育和种植抗病品种。李洪杰等（2011）对国家审定品种、部分区试品种及微核心种质等 1000多份小麦资源进行了抗白粉病资源筛选，并检测部分小麦品种所含的抗病基因，为充分利用抗病资源奠定基础。为了解我国核心种质和未来推广小麦品种对白粉病的抗性，我们对 1160 份小麦核心种质和466 份2008~2012 年参加国家冬小麦品种区域试验的新品进行了苗期抗白粉病鉴定和抗病基因检测。
2.1 材料与方法
2.1.1 小麦资源
本研究所用小麦材料包括 446 份 2008~2012 年参加国家冬小麦品种区域试验的新品种或品系、1160 份小麦核心种质以及感病对照品种中作 9504。
2.1.2 白粉菌
菌株抗性鉴定所用小麦白粉菌菌株为 12 个具有不同毒力型的菌株（表 2.1），这些菌株采自我国不同的小麦产区，经单孢分离重复 2~3 次后保存。白粉菌菌株在 8~20℃，相对湿度 60%，光周期为 14 h 光照/10 h 黑暗的条件下培养。
第三章 12 个小麦品种的白粉病抗性遗传............. 38-47
3.1 材料与方法............. 38-40
3.1.1 小麦资源............. 38
3.1.2 白粉菌菌株............. 38-39
3.1.3 抗性鉴定............. 39
3.1.4 小麦品种抗病性的遗传分析............. 39
3.1.5 小麦基因组 DNA 的提取............. 39
3.1.6 DNA 浓度的测定............. 39
3.1.7 SSR 引物的合成及筛选............. 39
3.1.8 PCR 扩增 .............39-40
3.1.9 PCR 产物的检测............. 40
3.2 结果与分析............. 40-41
3.2.1 小麦品种苗期和成株期的抗性表现............. 40
3.2.2 小麦品种抗白粉病的遗传控制............. 40
3.2.3 抗病基因的分子检测............. 40-41
3.3 讨论 .............41-47
第四章 全文结论 .............47-48
结论
参考文献35第四章 全文结论小麦白粉病是世界性重要真菌性病害，每年对小麦生产造成严重损失。种植抗病品种是防治白粉病经济、安全、有效的方法。不断筛选新的抗源材料是抗白粉病基因的挖掘和种质创新的基础。本研究选用来源和致病力不同的小麦白粉菌菌株对 2008~2012 年参加国家冬小麦品种区域试验的 446 份品种、核心种质和 12 份小麦品种（系）进行抗性鉴定，用基因特异性引物对 Pm2、Pm3、Pm4a、Pm8 和 Pm21 等相关基因进行分子检测。主要结论如下：
1、明确了我国小麦抗白粉病育种的潜力和有关抗病基因在我国小麦品种中使用情况。通过对 446 份小麦资源进行苗期抗性鉴定，筛选出一批抗小麦白粉病的小麦资源。抗 1~11个菌株的品种占 50.9%。从品种的生态区分布来看，长江流域地区选育的材料苗期抗白粉病的能力较其他生态区高，长江中下游地区选育的品种抗 1~11 个菌株的频率占 42.4%。黄淮麦区和北部冬麦区只有个别品种抗 7 个以上的菌株，特别是黄淮旱地，多数具有抗性的品种只能抗 1~2 个菌株。各个生态区的品种对供试菌株均表现感病的品种频率较高，达 27.3%~67.8%。利用混合菌株进行成株期抗病鉴定结果也表明，长江流域培育的成株期抗病品种的频率明显高于其他生态区的品种。分子检测表明，Pm4a 和 Pm21 在长江流域的品种出现频率较高，Pm2 和 Pm8 分布在各生态区品种中。Pm8 基因在黄淮麦区的分布较多。
2、通过鉴定小麦核心种质的抗病性，揭示了我国小麦种质资源白粉病抗性状况。小麦核心种质中对 E09 菌株表现抗病的育成品种和地方品种的比例分别为 4.2%和 3.4%。新疆冬麦区和西南冬麦区的品种抗病频率较高，但东北春麦区、华南冬麦区和北方春麦区的品种表现感病。因此，为了更好的控制小麦白粉病，我们可以构建针对白粉病的核心种质。
3、确定了 12 份小麦品种（系）可能含有未知抗病基因。利用 17 个毒力型不同的白粉菌菌株对 12 份小麦品种（系）进行抗病鉴定，这些材料都能抗11 个以上的菌株，遗传分析表明这些材料的白粉病抗性均表现显性基因遗传方式。良星 66 的抗谱与 Pm2 相同，推测该品种的抗性可能是由 Pm2 所控制。其他材料的抗谱与已知抗病基因不同，可能受未知抗病基因的控制。这些材料不但具有良好的抗性，而且具有优异的农艺性状，因此，既可以作为品种在生产上控制白粉病的危害，也可以作为抗病育种的有效抗源。
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