山东农业大学创制兼抗赤霉病及茎基腐病的第二代小麦–长穗偃麦草易位系

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

赤霉病和茎基腐病是严重威胁小麦生产的重要病害，近年来在我国黄淮麦区呈逐年加重趋势，培育和种植抗病品种是解决病害问题最经济有效的措施。来自长穗偃麦草的Fhb7是目前唯一已知兼抗赤霉病和茎基腐病的基因，山东农业大学孔令让教授团队前期创制了携带Fhb7的第一代小麦–长穗偃麦草易位系SDAU 2028 (T7DS·7DL-7el2L)。然而，由于Fhb7与八氢番茄红素合成酶基因PSY-E2（可催化合成叶黄素）紧密连锁，两者相距仅18 Mb，所创制的SDAU 2028面粉呈黄色，影响了面粉及其制品的传统商品性。为了使Fhb7在小麦育种及生产上更好地推广应用，打破Fhb7与PSY-E2的连锁，创制仅携带Fhb7的小麦–长穗偃麦草短片段易位系具有重要意义。

近日，山东农业大学在The Crop Journal在线发表了题为“Elimination of the yellow pigment gene PSY-E2 tightly linked to the Fusarium head blight resistance gene Fhb7 from Thinopyrum ponticum”的研究论文，作者借助中国春(CS) ph1b突变体诱导部分同源染色体联会重组，成功打破了Fhb7与PSY-E2的连锁，创制了兼抗赤霉病及茎基腐病的小麦新种质。

研究者从21,000株BC1F2（CS ph1bph1b*2/SDAU 2028）代群体中，筛选到3株打破Fhb7与PSY-E2连锁的单株材料，其中2株保留了Fhb7，删除了PSY-E2，分别命名为山农2-16和山农16-1。原位杂交与分子标记鉴定结果表明，与原始易位系SDAU 2028相比，山农2-16的外源片段缩短了81%，仅为21 Mb；表型鉴定结果表明，山农2-16保持了稳定的赤霉病和茎基腐病抗性，且面粉为白色（图1）。通过杂交回交结合分子标记辅助选择将Fhb7转移到不同遗传背景的推广小麦品种中，改良品系的赤霉病和茎基腐病抗性均有不同程度的提高，这表明Fhb7的表达与小麦遗传背景紧密相关。田间试验表明，携带Fhb7外源片段的插入并不会对小麦产量及其他农艺性状产生显著不良影响（图2）。该研究创制的一系列新的小麦–长穗偃麦草短片段易位系为小麦抗赤霉病、茎基腐病育种提供了新的种质资源。

作者和基金项目

山东农业大学博士研究生李学峰和硕士研究生李冬为该文共同第一作者，硕士研究生宣宇参与了该项研究，孔令让教授和王宏伟教授为共同通信作者，南京农业大学亓增军教授、美国农业部中西部应用研究中心柏贵华教授、美国农业部红河流域农业研究中心许树军教授、山东农业大学鲍印广教授等也参与了相关研究。该研究得到国家自然科学基金项目（32030081，31871610）和山东省良种工程项目（2019LZGC016）的资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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