甘藍(lán)型油菜抗菌核病材料的篩選及抗性遺傳分析

甘藍(lán)型油菜抗菌核病材料的篩選及抗性遺傳分析MaterialsscreeningandGeneticAnalysisofResistancetoSclerotiniasclerotioruminBrassicanapus

目錄摘要 1關(guān)鍵詞 11前言 21.1核盤(pán)菌生物學(xué)特性 甘藍(lán)型油菜抗菌核病材料的篩選及抗性遺傳分析摘要：采用田間自然鑒定法，研究了290份甘藍(lán)型油菜資源材料對(duì)菌核病的抗性，發(fā)現(xiàn)不同材料對(duì)菌核病的抗性存在差異，其中：自然發(fā)病率為0的材料有9份，發(fā)病率為0%-10%的有73份，10%-30%的有125份，發(fā)病率為30%-60%的有68份，60%以上的有15份。對(duì)9個(gè)未感病植株的小區(qū)進(jìn)行牙簽接種鑒定，未發(fā)現(xiàn)免疫植株。選用高感材料WC1011和高抗材料ZS11B作為親本，進(jìn)行正反雜交，獲得正反交的F1和F2后代。通過(guò)對(duì)親本、正反交F1代及其F2代進(jìn)行田間自然發(fā)病率和病情指數(shù)的調(diào)查，以及在角果期對(duì)F2代進(jìn)行牙簽接種鑒定，發(fā)現(xiàn)F2代的病斑長(zhǎng)度呈現(xiàn)連續(xù)正態(tài)分布，表明油菜菌核病抗性是典型的數(shù)量遺傳，受多基因控制，且正反交F1和F2代的自然發(fā)病率和病情指數(shù)均偏向其母本，表明甘藍(lán)型油菜對(duì)菌核病抗性具有較強(qiáng)的母體效應(yīng)和母性效應(yīng)。關(guān)鍵詞：甘藍(lán)型油菜；菌核??；遺傳分析MaterialsScreeningandGeneticAnalysisofResistancetoSclerotiniasclerotioruminBrassicanapusAbstract:290BrassicanapusresourcematerialswereusedforstudyingtheirresistanceofSclerotiniasclerotiorumbyfieldnaturalidentificationmethod,itwasfoundthattheresistanceofdifferentBrassicanapuscultivarstoSclerotiniasclerotiorumwasdifferent.Amongthem,therewere9materialswith0naturalmorbidity,73materialswith0%-10%morbidity,125materialswith10%-30%morbidity,68materialswith30%-60%morbidity,and15materialswithmorethan60%morbidity.Toothpickinoculationwasperformedon9plotsofnon-infectedplants,andnoimmuneplantswerefound.Usinghigh-sensitivitymaterialWC1011andhigh-resistancematerialZS11Basparents,thepositiveandnegativehybridizationwascarriedouttoobtaintheoffspringofpositiveandnegativecrossofF1andF2.Byinvestigatingthenaturalmorbidityanddiseaseindexinthefieldoftheparents,thepositiveandnegativecrossF1generationanditsF2generation,andidentifyingthetoothpickinoculationofF2generationinthepodstage,itwasfoundthatthediseasespotlengthofF2generationpresentedacontinuousnormaldistribution,indicatingthattheSclerotiniasclerotiorumresistanceofBrassicanapuswasatypicalquantitativeinheritancecontrolledbymultiplegenes.ThenaturalmorbidityanddiseaseindexofthepositiveandnegativecrossF1andF2generationswereinfavoroftheirmother,indicatingthatBrassicanapushadstrongmothereffectsandmaternaleffectsontheresistancetoSclerotiniasclerotiorum.Keywords:Brassicanapus;Sclerotiniasclerotiorum;Geneticanalysis前言油菜是我國(guó)重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，國(guó)產(chǎn)食用油中約40%是菜籽油，油菜在我國(guó)有舉足輕重的作用[1]。油菜在整個(gè)生育期會(huì)遭受多種病害的侵襲，其中油菜菌核病是最為嚴(yán)重的一種，位于油菜三大病害（菌核病、霜霉病和病毒?。┲祝蔀橄拗朴筒松a(chǎn)的主要原因。中國(guó)除了寧夏、甘肅外，全國(guó)各地油菜菌核病均有發(fā)生，輕病年發(fā)病率達(dá)10%-30%，重病年達(dá)80%以上，病株較健株減產(chǎn)11%-73%，含油量降低1%-5%[2]。由于化學(xué)防治效果并不明顯且耗費(fèi)人力物力，甚至?xí)斐森h(huán)境污染，目前最經(jīng)濟(jì)有效的方法是培育抗病或耐病的油菜品種。迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)免疫的種質(zhì)資源，只發(fā)現(xiàn)有部分抗性或是耐病品種。因此，篩選抗菌核病材料和了解油菜菌核病抗性的遺傳機(jī)制對(duì)于油菜菌核病的防治有著重要意義。1.1核盤(pán)菌生物學(xué)特性油菜菌核病是由非專一性植物病原菌核盤(pán)菌(Sclerotiniasclerotiorum)引起的，核盤(pán)菌屬子囊菌亞門(mén)，盤(pán)菌綱，核盤(pán)菌屬。核盤(pán)菌寄主范圍廣泛，可侵染75個(gè)科，278個(gè)屬，450種植物[3]。子囊孢子、菌絲體、菌核是核盤(pán)菌生育周期的三個(gè)主要形態(tài)特征。核盤(pán)菌主要以菌核的形式進(jìn)行越冬或越夏，菌核萌發(fā)可產(chǎn)生菌絲；也可形成子囊盤(pán)，產(chǎn)生子囊孢子。菌絲可以直接感染油菜，而子囊孢子不能直接侵染健壯的莖葉等組織，只能借助氣流傳播，飄落在植株的葉片、花瓣上，以芽管形式萌發(fā)，通過(guò)凋落的花瓣、葉片將病原體帶到其他組織，侵入植物體使受侵部位和組織壞死，形成病斑，最后形成黑色菌核[3]。核盤(pán)菌的萌發(fā)受溫度、pH值和濕度的影響。核盤(pán)菌菌絲在6℃-30℃的范圍內(nèi)均能生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速度隨溫度的增加呈正態(tài)性，25℃時(shí)生長(zhǎng)速度最快；在14℃-28℃內(nèi)，菌絲3-4天即可長(zhǎng)滿培養(yǎng)皿，5-7天形成黑色菌核，溫度越適宜，越容易產(chǎn)生菌核，侵染能力越強(qiáng)。在pH值為2-12的范圍內(nèi)，核盤(pán)菌菌絲均能生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速度先增快后減慢，最適pH值為4-10，約3天就能長(zhǎng)滿培養(yǎng)皿，4天形成灰白色菌核，5天形成黑色菌核。水分對(duì)菌核產(chǎn)果型萌發(fā)有很大影響，水分不足導(dǎo)致子囊盤(pán)柄或子囊盤(pán)干枯甚至死亡[4-5]。1.2油菜菌核病癥狀油菜菌核病的菌核呈鼠糞狀不規(guī)則形，表面黑色，內(nèi)部粉紅色，可萌發(fā)產(chǎn)生菌絲和子囊孢子以侵染植株。油菜的整個(gè)生育期都能發(fā)病，在中后期尤為嚴(yán)重；各個(gè)部位均可受害，莖部受害最為嚴(yán)重。菌核病也被稱為“白桿”、“空桿”、“爛桿”等。莖部侵染多自主莖中、下部開(kāi)始發(fā)生，初呈淺褐色橢圓形水漬狀病斑，后發(fā)展成繞莖大斑，邊緣褐色，中部略凹陷呈白色，病健交界明顯。發(fā)病后期，莖髓被蝕空，極易折斷，莖內(nèi)有黑色鼠糞狀菌核。葉片多自下部衰老葉片開(kāi)始發(fā)病，最初為暗青色水漬狀病斑，后擴(kuò)展成圓形或不規(guī)則形大斑，慢慢病斑中央變?yōu)榛液稚螯S褐色，濕度較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)白色棉絮狀菌絲，病葉穿孔。花瓣極易受到感染，產(chǎn)生水漬狀病斑。掉落在其他部位可為子囊孢子的萌發(fā)提供營(yíng)養(yǎng)從而引起新的病斑，因此開(kāi)花期最易感病。角果感病后產(chǎn)生不規(guī)則病斑，內(nèi)、外部均可形成菌核。發(fā)病角果種子多癟粒，少數(shù)種子表面也有菌絲[6-8]。1.3菌核病抗性遺傳分析研究進(jìn)展在生物界中有兩類遺傳性狀，一是質(zhì)量性狀，另一類是數(shù)量性狀。大量研究表明，對(duì)油菜菌核病的抗性是一類數(shù)量性狀。數(shù)量性狀有以下三個(gè)特征：數(shù)量性狀的變異呈連續(xù)性，雜交后的世代不能明確分組，只能用一定的度量單位進(jìn)行測(cè)量，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法加以分析。數(shù)量性狀一般受環(huán)境影響而發(fā)生變異，這種變異一般是不遺傳的?？刂茢?shù)量性狀的基因在特定的時(shí)空下表達(dá)，在不同的環(huán)境下基因的表達(dá)程度可能不同[9]。迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)完全免疫的品種，但發(fā)現(xiàn)一些抗性較強(qiáng)的種質(zhì)資源。周樂(lè)聰?shù)葘?duì)2317份材料的抗性進(jìn)行了田間和室內(nèi)鑒定，袁德奎通過(guò)田間自然抗性鑒定法對(duì)397份甘藍(lán)型油菜品種進(jìn)行了3-5年的鑒定，張潔夫等通過(guò)人工病圃對(duì)882份油菜種質(zhì)資源進(jìn)行抗性鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同油菜品種對(duì)菌核病抗性存在明顯的差異，未找到對(duì)油菜菌核病完全免疫的品種，但找到一批相對(duì)抗病的材料；發(fā)現(xiàn)晚熟品種抗性較強(qiáng)，在同一熟期的種質(zhì)中，無(wú)花瓣油菜的菌核病發(fā)病率和病情指數(shù)下降，因此高產(chǎn)抗病育種在生育期選擇上不可忽視花期避病的作用[10-12]。賀源輝等人通過(guò)復(fù)合雜交定向選擇育成油菜品種中油821系，對(duì)于菌核病有很好的抗性且產(chǎn)量較高[13-14]。對(duì)于油菜菌核病的遺傳分析，進(jìn)行了大量的研究。費(fèi)維新等通過(guò)自然鑒定和火柴棍菌絲接種方法，對(duì)不同類型及熟性的甘藍(lán)型油菜品種進(jìn)行抗性鑒定，結(jié)果表明不同甘藍(lán)型油菜品種對(duì)菌核病的抗性存在明顯差異[15]。劉澄清等人發(fā)現(xiàn)基因型間存在著耐菌核病性差異；將強(qiáng)耐病和弱耐病材料作為親本進(jìn)行正反交，對(duì)F1進(jìn)行人工接種鑒定，結(jié)果表明正反交間均無(wú)顯著差異，F(xiàn)1均值介于雙親之間，并偏向于強(qiáng)耐病性親本，強(qiáng)耐病性對(duì)弱耐病性表現(xiàn)為部分顯性[16]。黃永菊等以6個(gè)抗（耐）、感病品種（系）為材料研究菌核病遺傳機(jī)制，結(jié)果表明，油菜菌核病抗性主要受核基因控制，但存在一定的母性效應(yīng)，核基因作用方式表現(xiàn)為顯性和加性基因作用[17]。何昆燕等對(duì)甘藍(lán)型油菜DH821（抗）×DHBao604（感）組合的六世代群體進(jìn)行牙簽接種法、花瓣接種法和病圃埋菌法鑒定抗性，結(jié)果表明菌核病抗性遺傳受2對(duì)主基因的控制，基因作用方式和多基因存在與否因抗性鑒定方法以及評(píng)價(jià)時(shí)期和指標(biāo)而有不同結(jié)論[18]。在研究其遺傳機(jī)制的基礎(chǔ)上，還對(duì)甘藍(lán)型油菜抗菌核病進(jìn)行了QTL定位。馬田田用RS-1（抗）和APL01（感）為親本構(gòu)建群體，經(jīng)人工接種后，調(diào)查病斑發(fā)現(xiàn)，抗性分布均呈多峰態(tài)的連續(xù)分布，說(shuō)明油菜菌核病抗性遺傳是由多基因控制的數(shù)量性狀；并檢測(cè)到3個(gè)與苗期葉片抗性有關(guān)的QTL，2個(gè)控制成株期的抗性QTL[1]。周李鵬通過(guò)對(duì)抗菌核病品種H100，感菌核病品種D126，F(xiàn)1及163個(gè)DH群體株系于終花期后進(jìn)行莖稈菌絲塊接種鑒定，發(fā)現(xiàn)在DH群體中，菌斑長(zhǎng)度呈連續(xù)分布，表明菌核病抗性是受多基因控制的數(shù)量性狀。該研究定位出4個(gè)與菌核病抗性有關(guān)的QTL，其中3個(gè)QTL的抗性貢獻(xiàn)來(lái)自于抗性親本H100[19]。荊凌云對(duì)2個(gè)重組自交系群體以及311份F2代群體進(jìn)行離體莖稈菌核病抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)的相對(duì)感病度均呈連續(xù)的正態(tài)分布，表明菌核病抗性為典型的數(shù)量性狀，受多基因控制。結(jié)合SNP高密度遺傳圖譜對(duì)兩年的重組自交系群體莖稈菌斑大小進(jìn)行QTL定位，檢測(cè)到9個(gè)和菌核病抗性相關(guān)的QTL，分別位于4個(gè)連鎖群上，單個(gè)位點(diǎn)可解釋表型變異在2.38%-12.05%之間，LOD值介于2.78-7.45之間，加性效應(yīng)均來(lái)自母本[20]。1.4油菜菌核病抗性鑒定方法目前，對(duì)于油菜菌核病抗性鑒定主要有田間自然鑒定和人工接種鑒定。田間自然鑒定即在成熟時(shí)調(diào)查其發(fā)病率和病情指數(shù)。病情指數(shù)的調(diào)查科參考劉后利等提出的油菜菌核病嚴(yán)重度的分級(jí)指標(biāo)：0級(jí)無(wú)病癥表現(xiàn)；1級(jí)1/3以下分枝發(fā)病，主莖無(wú)??；2級(jí)1/3-2/3分枝發(fā)病，或主莖及1/3以下分枝發(fā)?。?級(jí)主莖及1/3-2/3分枝發(fā)病，或主莖無(wú)病，但2/3以上分枝發(fā)??；4級(jí)全株發(fā)病[21]。人工接種鑒定又有很多種，下面主要介紹牙簽接種、花瓣接種、PDA菌絲塊法、葉柄接種法以及子囊孢子—花瓣法等等。牙簽接種：PDA培養(yǎng)基滅菌后倒入培養(yǎng)皿形成2-3mm厚的平板，牙簽經(jīng)過(guò)消毒滅菌后成放射狀排列于含PDA培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，將菌核切成2mm左右的小塊，剖面置于PDA培養(yǎng)基中心。在25℃下黑暗培養(yǎng)至牙簽上長(zhǎng)滿菌絲。在終花期進(jìn)行接種，接種一段時(shí)間后測(cè)量病斑的長(zhǎng)度[1,18,22]?；ò杲臃N：PDA培養(yǎng)基上活化菌株，轉(zhuǎn)入PDA液體培養(yǎng)48h，勻漿后繼代培養(yǎng)36h，再勻漿備用。采取剛開(kāi)放的花瓣保濕放置24h后，與菌絲液混合均勻，22℃培養(yǎng)2h，取帶菌花瓣接種于終花期植株的第2或第3片無(wú)柄葉葉腋處[23]。PDA菌絲塊法：將菌株在PDA培養(yǎng)基上活化一次，繼代一次，用打孔器打取剛長(zhǎng)至培養(yǎng)皿邊緣的菌絲放于保鮮膜上，接種于莖稈節(jié)間處，用保鮮膜將菌絲塊固定，噴霧保濕，以保證充分發(fā)病[24]。葉柄接種法：將菌株在PDA培養(yǎng)基上活化一次，繼代一次，用200ml移液器槍頭粗的一端打取剛長(zhǎng)至培養(yǎng)皿邊緣的菌絲，取葉片，在距離葉柄基部2.5cm處用剪刀剪掉葉片，使葉柄穿過(guò)槍頭中的菌絲塊，但是保證葉柄留在瓊脂塊中，接種后噴霧保濕[24]。子囊孢子--花瓣法:菌核在低溫條件下形成子囊盤(pán)，子囊盤(pán)產(chǎn)生子囊孢子，收集子囊孢子，用子囊孢子接種油菜花瓣[25]。1.5本研究目的及意義油菜是四大油料作物之一，我國(guó)擁有約800萬(wàn)公頃的油菜種植面積，是最大的油菜生產(chǎn)國(guó)。隨著油菜機(jī)械化種植技術(shù)的推廣，種植密度不斷增加，加重了油菜菌核病的流行，然而目前尚未找到對(duì)菌核病完全免疫的油菜品種，藥物防治效果也不甚明顯。本研究期望通過(guò)對(duì)育種資源材料進(jìn)行廣泛的抗性鑒定，篩選出抗病材料，并利用高抗和高感親本及其F1、F2代菌核病發(fā)病情況的分析，進(jìn)而明確油菜菌核病抗性的遺傳機(jī)制，對(duì)于油菜菌核病抗性育種和提高我國(guó)油菜生產(chǎn)的穩(wěn)產(chǎn)性具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。材料和方法2.1供試材料和菌株菌核病抗性調(diào)查篩選的資源材料：共290份（2015229-2015502，2015618-2015632）；高抗病品系ZS11B，高感病品系WC1011，均來(lái)自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)油料作物研究所。本試驗(yàn)接種所用菌株是從湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耘園基地油菜試驗(yàn)田菌核病發(fā)病植株中挑出菌核，并進(jìn)行分離和純化所得。2.2試驗(yàn)方法2.2.1田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)本研究所有的田間試驗(yàn)均在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耘園基地進(jìn)行。用于菌核病抗性調(diào)查篩選的資源材料種成3行或5行區(qū)，行距33cm，株距16.7cm，種植密度為10000-12000/666.7m2。2016年春季在油菜角果成熟期調(diào)查菌核病的田間自然發(fā)病情況，篩選出抗病和感病的材料，并通過(guò)牙簽接種鑒定法進(jìn)行確認(rèn)。2017年春季以高感品系WC1011和高抗ZS11B為親本進(jìn)行正反交，得到F1代，并于當(dāng)年秋季種成5行區(qū)的株系。2018春季年對(duì)正反交F1代套袋自交，獲得F2代種子，并于角果期調(diào)查親本和各組合F1代的發(fā)病率，正反交F2代種子于當(dāng)年秋季種成20行區(qū)的株系。2019年春季于角果期調(diào)查親本和F2代的田間自然發(fā)病情況，確定發(fā)病株率和病級(jí)指數(shù)；并對(duì)親本和F2代除重度發(fā)病的其它所有植株進(jìn)行牙簽接種菌種，接種后的第7天調(diào)查病斑長(zhǎng)度，確定病級(jí)指數(shù)。2.2.2人工接種及性狀調(diào)查菌株純化：將從感病植株中取得的菌核，在超凈工作臺(tái)上先后用75%的酒精、5%次氯酸鈉、無(wú)菌水等將菌核消毒，用滅菌刀片將菌核切成2mm左右的小塊，剖面置于PDA培養(yǎng)基中，25℃黑暗培養(yǎng)。待長(zhǎng)出菌絲后在最邊緣處挑取一小塊菌絲于新的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，如此反復(fù)，直到不含其它雜菌的菌絲。4℃保存?zhèn)溆?。牙簽接種：PDA培養(yǎng)基滅菌后倒入培養(yǎng)皿，牙簽經(jīng)過(guò)消毒滅菌后成放射狀排列于含PDA培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，將菌核切成2mm左右的小塊，剖面置于PDA培養(yǎng)基中心。在25℃下黑暗培養(yǎng)至牙簽上長(zhǎng)滿菌絲。角果期用鑷子在主莖稈離地面30-50cm的位置上打孔，插入帶菌牙簽，包上保鮮膜，接種后第7天調(diào)查發(fā)病情況。結(jié)果與分析3.1育種資源菌核病發(fā)病情況調(diào)查及抗性材料篩選結(jié)果2016年春季對(duì)290份育種資源材料的菌核病田間自然發(fā)病情況的調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表1。從表1中可以看出，各材料發(fā)病率不同，說(shuō)明不同甘藍(lán)型油菜品種對(duì)菌核病抗性存在差異。自然發(fā)病率為0的材料有9份，發(fā)病率為0%-10%的有73份,10%-30%的有125份，30%-60%的有68份，60%以上的有15份，發(fā)病率在30%以下的占大部分。通過(guò)田間自然發(fā)病率的調(diào)查，篩選出一批高抗菌核病和高感菌核病的材料。對(duì)高抗和高感材料進(jìn)行了人工牙簽接種鑒定，發(fā)現(xiàn)被接種的材料均出現(xiàn)病斑，未發(fā)現(xiàn)免疫材料，但接種后病斑大小差異明顯，表明還是存在抗性差異。表1育種資源材料菌核病發(fā)病情況調(diào)查結(jié)果（2016，長(zhǎng)沙）Table1InvestigationresultsofSclerotiniasclerotiorumincidenceinbreedingresourcesandmaterials(2016,Changsha)材料編號(hào)總株數(shù)感染菌核病的株數(shù)菌核病發(fā)病率/%20152293600.00201523043920.93201523136513.8920152323538.5720152333600.0020152344000.0020152356411.56201523634720.592015237501530.002015238381128.9520152393837.8920152403725.4120152413825.26201524238615.79201524341614.63201524439615.38201524537513.51201524640717.5020152473638.332015248401230.0020152493837.89201525039820.51201525136616.67201525233412.1220152533326.0620152543625.5620152553738.112015256351748.572015257341338.2420152583638.3320152593638.3320152603512.8620152613139.6820152623339.092015263372464.86201526434617.6520152653712.70201526636719.4420152673625.56續(xù)表1材料編號(hào)總株數(shù)感染菌核病的株數(shù)菌核病發(fā)病率/%20152683738.1120152693126.45201527039615.3820162713126.45201527223417.39201527318316.67201527419421.0520152751119.0920152763126.45201527732618.7520152783600.0020152792528.0020152801100.00201528114535.7120152822926.9020152833825.26201528432721.88201528526830.772015286261142.3120152871915.26201528835411.4320152895360.002015290351028.57201529134411.7620152923512.8620152933525.7120152943326.06201529536719.442015296341029.412015297341029.41201529834514.71201529939410.26201530034411.76201530127311.1120153023925.132015303371129.7320153044224.7620153053425.88201530638821.052015307371848.652015308371437.84201530937821.62續(xù)表1材料編號(hào)總株數(shù)感染菌核病的株數(shù)菌核病發(fā)病率/%201531036616.672015311411126.8320153123538.5720153133738.1120153143400.00201531537410.812015316642132.812015317391128.212015318362569.4420153193538.57201532037410.812015321311135.482015322371027.032015323361541.672015324371437.842015325341132.35201532634926.472015327351748.572015328401537.502015329361952.78201533037821.622015331352262.86201533238410.53201533337513.512015334342058.822015335361541.672015336401435.00201533741614.632015338361541.67201533929827.592015340361027.782015341331442.422015342351748.5720153433638.33201534435822.8620153453612.78201534639820.512015347341647.062015348411126.83201534944715.912015350331545.452015351371643.24續(xù)表1材料編號(hào)總株數(shù)感染菌核病的株數(shù)菌核病發(fā)病率/%201535240410.002015353381950.002015354381539.472015355622946.77201535640615.00201535738718.4220153583425.8820153593525.71201536037718.9220153613638.3320153623738.1120153633712.702015364411331.712015365341852.94201536631722.58201536735514.29201536836822.22201536936513.8920153703725.41201537134617.65201537232412.50201537337821.6220153743700.0020153753538.57201537639923.08201537739512.822015378441534.09201537938513.162015380371437.842015381431944.192015382331133.33201538337718.92201538439615.382015385361233.33201538645817.78201538742511.902015388431023.26201538936719.44201539038615.792015391271244.442015392371232.4320153934025.00續(xù)表1材料編號(hào)總株數(shù)感染菌核病的株數(shù)菌核病發(fā)病率/%201539439410.26201539534823.5320153963738.11201539735411.432015398391948.7220153994149.762015400441534.092015401373183.782015402412458.542015403441125.00201540435925.712015405361952.78201540640717.50201540737616.22201540842614.292015409371129.73201541036616.6720154113326.06201541238821.05201541329931.032015414391435.9020154153925.132015416401025.00201541735822.8620154183738.1120154193525.712015420322268.75201542135617.14201542237616.22201542331825.812015424271451.852015425371540.542015426401332.50201542728828.57201542836616.67201542944613.6420154302300.00201543133824.2420154322613.85201543317211.76201543422418.1820154353912.56續(xù)表1材料編號(hào)總株數(shù)感染菌核病的株數(shù)菌核病發(fā)病率/%2015436451635.562015437221254.55201543820210.00201543914750.00201544015853.33201544121628.57201544241614.63201544310660.0020154441119.0920154452229.0920154462627.6920154472328.702015448281657.14201544935822.862015450351028.57201545132825.002015452382873.682015453291137.932015454312167.742015455342264.712015456322268.752015457332369.702015458371335.14201545937924.3220154604424.55201546132412.502015462441738.642015463321856.25201546429620.692015465321031.252015466321443.752015467351645.712015468301033.332015469312167.742015470291241.382015471281035.712015472-1272592.592015472-227622.222015473754256.002015474552036.362015475573256.142015476562748.21續(xù)表1材料編號(hào)總株數(shù)感染菌核病的株數(shù)菌核病發(fā)病率/%201547758813.79201547858610.3420154795911.692015480551730.9120154816111.642015482641625.00201548358712.0720154846046.672015485581424.1420154865846.90201548757610.53201548855712.7320154896423.1320154904600.00201549159711.86201549262812.90201549366913.64201549457915.7920154955024.00201549657610.5320154975335.6620154986211.6120154995735.2620155006134.92201550166913.64201550241614.6320156185923.3920156195946.78201562045920.002015621584170.692015622471940.432015623571729.8220156242813.5720156255235.77201562653815.09201562757712.282015628631422.222015629621625.812015630551323.6420156315958.472015632551221.823.2親本及F1和F2代的自然發(fā)病情況分析2018年春季在角果期對(duì)親本和F1代進(jìn)行油菜菌核病田間自然鑒定，調(diào)查其發(fā)病率，結(jié)果見(jiàn)表2。從表2的調(diào)查結(jié)果來(lái)看，抗性親本ZS11B的自然發(fā)病率為1.96%，感病親本W(wǎng)C1011的自然發(fā)病率為27.27%，兩者的發(fā)病情況具有明顯的差異，說(shuō)明ZS11B比WC1011的抗性明顯要強(qiáng)。從兩者正反交F1代的發(fā)病情況來(lái)看，以ZS11B為母本的F1代自然發(fā)病率為1.96%，與ZS11B的發(fā)病率相同，以WC1011為母本的F1代自然發(fā)病率為32.14%，與WC1011的發(fā)病率相近，這一結(jié)果說(shuō)明油菜的菌核病抗性具有較強(qiáng)的母體效應(yīng)。表2親本和F1油菜菌核病田間自然鑒定結(jié)果（2018，長(zhǎng)沙）Table2NaturalidentificationresultsofparentsandF1generationsinthefieldofSclerotiniasclerotioruminBrassicanapus(2018,Changsha)材料名稱總株數(shù)感病株數(shù)發(fā)病率/%WC1011551527.27（WC1011×ZS11B）F1561832.14（ZS11B×WC1011）F15111.96ZS11B5111.962019年春季在角果期對(duì)親本和正反交F2代進(jìn)行油菜菌核病田間自然鑒定，調(diào)查發(fā)病率和病情指數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3。從表3的結(jié)果可以看出，抗性親本ZS11B的發(fā)病率為5.77%，病情指數(shù)為2.88，感病親本W(wǎng)C1011的發(fā)病率為32.76%，病情指數(shù)為16.38，其結(jié)果與2016年春季篩選調(diào)查的結(jié)果和2018年鑒定調(diào)查的結(jié)果相吻合；以抗性親本為母本的F2代發(fā)病率為20.24%，病情指數(shù)為11.33，以感病親本為母本的F2代發(fā)病率為35.35%，病情指數(shù)為19.70，以抗性親本為母本的組合發(fā)病情況比以感病親本為母本的組合明顯要輕。通過(guò)正反交得到的F1、F2代發(fā)病率和病情指數(shù)均有差異，但是其結(jié)果均偏向于其母本，表明油菜菌核病抗性遺傳除受核基因控制外，同時(shí)存在著母性效應(yīng)。表3親本和F2代油菜菌核病田間自然鑒定結(jié)果（2019，長(zhǎng)沙）Table3NaturalidentificationresultsofparentsandF2generationsinthefieldofSclerotiniasclerotioruminBrassicanapus(2019,Changsha)材料名稱總株數(shù)感病株數(shù)發(fā)病率/%病情指數(shù)WC1011581932.7616.38（WC1011×ZS11B）F21987035.3519.70（ZS11B×WC1011）F22475020.2411.33ZS11B5235.772.883.3F2代人工接種發(fā)病情況分析2019年，在角果期對(duì)正反交F2代除重度發(fā)病的其它所有植株進(jìn)行牙簽接種實(shí)驗(yàn)，7天后調(diào)查發(fā)病情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)正反交組合的所有植株均發(fā)生了病菌侵染現(xiàn)象，但病斑擴(kuò)展情況（病斑長(zhǎng)度）略有不同，其中：組合“WC1011×ZS11B”F2代植株發(fā)病病斑長(zhǎng)度平均為15.98cm，其發(fā)病程度的分布見(jiàn)圖1，根據(jù)收割前的調(diào)查，該組合所有植株在角果期的后期全部枯萎病死；組合“ZS11B×WC1011”F2代植株發(fā)病病斑長(zhǎng)度平均為19.08cm，其發(fā)病程度的分布見(jiàn)圖2，根據(jù)收割前的調(diào)查，該組合有3株的主莖病斑未進(jìn)一步擴(kuò)展，上部莖稈仍保持綠色，其余植株均枯萎病死。說(shuō)明組合“WC1011×ZS11B”和“ZS11B×WC1011”的后代在人工接種條件下，均沒(méi)有抵抗核盤(pán)菌侵染的能力，但在阻止菌絲擴(kuò)展上有一定的差異。目前尚未發(fā)現(xiàn)完全免疫的油菜材料，接種后不被侵染的材料尚未發(fā)現(xiàn)，油菜對(duì)菌核病的抗性可以通過(guò)抗擴(kuò)展能力體現(xiàn)。由圖1和圖2可以看出，牙簽接種后，所有的F2代植株全部感病，病斑長(zhǎng)度大小不一；兩個(gè)組合的F2代其相對(duì)感病程度均呈連續(xù)的正態(tài)分布，表明菌核病抗性為數(shù)量遺傳，由多基因控制，這與前人研究結(jié)果一致。圖1組合“WC1011×ZS11B”F2代植株發(fā)病病斑長(zhǎng)度圖Fig1LengthchatofdiseasespotofF2ofcombination“WC1011×ZS11B”圖2組合“ZS11B×WC1011”F2代植株發(fā)病病斑長(zhǎng)度圖Fig2LengthchatofdiseasespotofF2generationofcombination“ZS11B×WC1011”討論4.1本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)290份資源材料進(jìn)行田間自然鑒定，篩選出了一批高感和高抗菌核病材料。以高感材料WC1011和高抗ZS11B為親本，配制正反交組合。通過(guò)對(duì)親本、正反交F1代和F2代進(jìn)行田間自然發(fā)病率和病情指數(shù)的調(diào)查以及人工接種鑒定，來(lái)探究其遺傳機(jī)制。發(fā)現(xiàn)牙簽接種后F2代的病斑長(zhǎng)度呈現(xiàn)連續(xù)性的正態(tài)分布，表明油菜菌核病抗性是典型的數(shù)量遺傳，受多基因控制；正反交F1、F2代其自然發(fā)病率和病情指數(shù)均偏向其母本，表明菌核病抗性遺傳具有母體效應(yīng)和母性效應(yīng)，因此在抗性育種中，應(yīng)盡量選擇抗病材料作母本。4.2本試驗(yàn)只采用了牙簽接種一種人工鑒定方法，而牙簽接種人為破壞了植株的防御系統(tǒng)，因此可以配合其他人工鑒定方法使用；同時(shí)，本次試驗(yàn)只進(jìn)行了一次病斑調(diào)查，而且是在接種后第七天，由于接種時(shí)溫度高、濕度大，發(fā)病特別嚴(yán)重，可以適當(dāng)將調(diào)查時(shí)間推前，如在接種后第三天即開(kāi)始進(jìn)行連續(xù)多次調(diào)查，則能對(duì)不同油菜材料的抗病斑擴(kuò)展能力有深入的了解，從而進(jìn)一步揭示油菜對(duì)菌核病抗性的本質(zhì)；主基因-多基因混合遺傳模型的研究還需要對(duì)回交世代的抗性進(jìn)行調(diào)查，以估計(jì)主效基因的和微效基因的作用。參考文獻(xiàn)[1]馬田田.甘藍(lán)型油菜抗菌核病QTL定位及相關(guān)基因表達(dá)分析[D].南京