一个抗玉米粗缩病新种质QR_001的抗性遗传分析_兰进好

Backcross combination
0
1
2
3
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QＲ-001 / QS-001
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QＲ-001 / QS-002
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14
204
QＲ-001 / QS-003
69
10
30
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QＲ-001 / QS-004
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13
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176
QＲ-001 / QS-005
49
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81
39
分别对 5 个 F2 分离群体（ 表 1） 和 5 个 BC1 分离 群体（ 表 2） 的 320 个单株进行了玉米粗缩病的抗性
大小与正常近似，叶片无明显特征；
鉴定与分级。
杂交组合 Cross combination
表 1 F2 分离群体的抗性表现 Tab． 1 Ｒesistance of F2 segregation population
外，其他空间杂草任其自然生长，以便灰飞虱能均匀 传播。试验地周围为绿化苗圃，灰飞虱数量多，虫口 密度大，有利于进行抗粗缩病鉴定。
获取。 1． 2 抗性记载方法
2 结果与分析
单株调查标准：
2． 1 QＲ-001 分离群体的抗性表现
0 级： 免疫，株高正常； 1 级： 株高稍有降低，高于正常株高的 4 /5，果穗
抗性级别及相应株数 Ｒesistant level and the corresponding plants number
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3
4
QＲ-001 / QS-001 QＲ-001 / QS-002 QＲ-001 / QS-003 QＲ-001 / QS-004 QＲ-001 / QS-005 平均 Average
1． 1 试验材料
株在株高和节间长度等性状上相对正常植株的表
杂交分离群体： 以 1 个自育的高抗玉米粗缩病 现，在抗性调查时主要依据株高以外的其他性状加
新种质自交系 QＲ-001 为母本，以 5 个极易感染粗 鉴别。为了便于区分分离群体的感病植株与正常植
缩病的自育自交系 QS-001、QS-002、QS-003、QS-004 株，本试验将 0 级和 1 级抗性的单株合并为一类，记
LAN Jin-hao1，3 ，SONG Chao-yu2
（ 1． College of Agronomy and Plant Protection，Qingdao Agricultural University，Qingdao Key Laboratory of Main Crop Germplasm Innovation and Utilization，Qingdao 266109，China； 2． Qingdao Academy of
华 北 农 学 报 ·2 0 1 4 ，2 9 （ 增 刊 ） ： 8 9 -9 3
doi： 10． 7668 / hbnxb． 2014． S1． 019
一个抗玉米粗缩病新种质 QＲ-001 的抗性遗传分析
兰进好1，3 ，宋朝玉2
（ 1． 青岛农业大学 农学与植物保护学院，青岛市主要农作物种质资源创新与应用重点实验室，山东 青岛 266109； 2． 青岛市农业 科学研究院，山东 青岛 266100； 3． 山东登海种业股份有限公司，山东省玉米育种与栽培技术企业重点实验室，山东 莱州 261400）
Key words： Maize（ Zea mays L． ） ； Ｒesistance to maize rough dwarf disease； Germplasm； Genetic analysis； Application strategy
玉米粗缩病是一种世界范围内的毁灭性病害， 素有“玉米上的癌症”之称，它是由玉米粗缩病 毒 （ Maize rough dwarf virus，MＲDV） 引起 的 一 种 病 毒 病。MＲDV 属于植物呼肠弧病毒科斐济病毒属，是 一种具双层衣壳的双链 ＲNA 球形病毒，由灰飞虱以 持久性方式传播。玉米粗缩病于 1949 年在意大利 首次被发现后，又在阿根廷、法国、西班牙、伊朗等国 陆续发生［1］。1954 年，在我国新疆和甘肃地区首发 后的 10 余年间，玉米粗缩病在国内各玉米产区均有 不同程度 发 生［2］。 随 着 气 候 条 件 的 变 化 和 作 物 种 植结构的改变，我国玉米粗缩病的发生呈快速蔓延
摘要： 为澄清新种质 QＲ-001 对粗缩病的抗性遗传特性，将抗玉米粗缩病的新种质 QＲ-001 与 5 个感病自交系分 别杂交和回交后，创造了 5 个 F2 杂交群体和 5 个 BC1 回交群体。初步研究了 QＲ-001 的抗性遗传规律，结果表明，新种 质 QＲ-001 对粗缩病的抗性符合由 2 对隐性基因共同控制的遗传规律，并指出了该种质在育种实践中的应用策略。
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在 5 个 F2 分离群体中，总体来看，0 级抗性的植 株平均占 3． 56% ，1 级抗性的植株平均占 2． 38% ，2
级抗性的植株平均占 17． 63% ，3 级抗性的植株平均 占 20． 50% ，4 级抗性的植株平均占 55． 94% 。
Abstract： In order to clarify the inherited characteristics of QＲ-001，the population of five BC1 and five F2 were constructed after one new resistant germplasm，QＲ-001，was crossed and backcrossed with five susceptible inbred lines． The genetic rule of the resistance to maize rough dwarf disease of QＲ-001 was primarily studied． The results showed that the resistance to maize rough dwarf disease of QＲ-001 was controlled by two sets of recessive genes． The application strategy of the new resistant germplasm was pointed out too．
趋势，因之 大 幅 度 减 产 乃 至 绝 产 的 事 件 频 有 发 生。 如 2004 年江苏省爆发玉米粗缩病，并致大面积减 产［3］； 2008 年山东省 73． 3 万 hm2 玉米大面积发生 粗缩病［4］。近年来在黄淮地区，特别是山东省的春 玉米种植区，粗缩病发生和危害的程度尤为严重，给 玉米生产和田间育种工作带来巨大损失。目前，粗 缩病已经成为我国玉米种植区的主要病害之一，对 玉米安全生产构成极大威胁。
错期播种和控制虫源是目前玉米粗缩病防治的 主要措施，前者可能影响玉米的正常成熟和下茬作 物的播种，后者不仅成本较高、环境污染严重，而且
收稿日期： 2014 － 10 － 12 基金项目： 青岛市科技计划基础研究项目（ 12-1-4-5-（ 6） -jch） ； 山东省玉米育种与栽培技术企业重点实验室开放课题项目； 山东省现代农
源、开展抗病育种，才是解决玉米粗缩病危害的最经 济、最有效的长远途径和对策［6］。本研究对青岛农
常，穗上节间明显缩短，穗上叶有对生特征，穗长稍 有缩短，对产量约有 20% ～ 30% 的影响；
业大学和青岛农科院玉米联合育种课题组近年来选
3 级： 株高为正常株高 1 /2 左右，穗位降低，整株
育的一个近乎免疫的高抗玉米粗缩病新种质 QＲ- 节间缩短，叶片对生，叶背面有瘤突，果穗明显变小，
001 的抗性进行了初步遗传分析，力求澄清其对粗 或出现多穗现象，授粉质量差，结实性差，减产 50% ；
缩病的抗性遗传规律，加快其在抗病育种中的应用，
4 级： 株高不及正常株高的 1 /2。
死去，基本没有产量。
1 材料和方法
因 F2 及 BC1 群体的单株无法在网室内设置对 照，以获取正常植株的表型值，因而难以辨别感病植
业产业技术体系创新团队项目 作者简介： 兰进好（ 1973 － ） ，男，山东青岛人，副教授，博士，主要从事玉米分子育种学研究。 通讯作者： 宋朝玉（ 1978 － ） ，男，山东聊城人，副研究员，硕士，主要从事玉米育种研究。
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华北农学报
29 卷
防治效果较差［5］。因此，充分挖掘抗粗缩病基因资
2 级： 株高在正常株高 2 /3 左右，穗位高基本正
增刊
兰进好等： 一个抗玉米粗缩病新种质 QＲ-001 的抗性遗传分析
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表 2 BC1 分离群体的抗性表现 Tab． 2 Ｒesistance of BC1 segregation population
抗性级别及相应株数
回交组合
Ｒesistant level and the corresponding plants number
和 QS-005 为父本配制杂交组合。5 个杂交组合的 为抗病类型； 把 2 级 ～ 4 级合并为一类，记为感病
F1 进一步自交获得相应的 F2 种子。 回交 分 离 群 体： 以 QＲ-001 为 母 本，先 与 QS-
类型。 1． 3 材料种植
001、QS-002、QS-003、QS-004 和 QS-005 杂交获得 F1 植株。然后将 5 个 F1 植株分别与 QＲ-001 回交，获 得相应的 5 个回交分离群体 BC1 F1 的种子。
两大分离群体中各级抗性植株的分离特性除了 呈现一定程度的两极分化趋势外，其他几乎并无分 离规律可循。 2． 2 QＲ-001 粗缩病抗性遗传分析
数为 1 505 株，抗病植株总数为 95 株，二者的比例 为 1 505 ∶ 95 = 15． 84 ∶ 1。在 5 个 BC1 分离群体中， 总体平均数上看，5 个回交群体中抗病植株总数为 399 株，感病 植 株 的 总 数 为 1 201 株，二 者 比 例 为 399 ∶ 1201 = 1 ∶ 3． 01。
Agricultural Science，Qingdao 266100，China； 3． Shandong Denghai Seeds Co． Ltd，Shandong Provincial Key Laboratory of Corn Breeding and Cultivation Technology，Laizhou 261400，China）
抗病材料 QＲ-001 高抗玉米粗缩病，在多年份、
2011 年将试验材料种植于青岛市农科院试验 站。5 个杂交组合 F2 和 5 个回交组合 BC1 共计 10 个组合，每个组合随机选取 500 粒种子。饱满籽粒 单粒点播，瘦弱籽粒双粒点播，保证各穴均出苗，出
多环境的发病条件下种植均能与其网室内对照植株 苗后于 3 ～ 5 叶期进行间苗、定苗。每个组合 20 行
121
平均 Average
286
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897
在 5 个 BC1 分离群体中，总体看来，0 级抗性的 植株 平 均 占 17． 88% ，1 级 抗 性 的 植 株 平 均 占 7. 06% ，2 级抗性的植株平均占 9． 94% ，3 级抗性的 植株平均占 9． 06% ，4 级抗性的植株平均占 56． 06% 。
关键词： 玉米； 抗粗缩病； 种质资源； 遗传分析； 应用策略 中图分类号： S435． 13 文献标识码： A 文章编号： 1000 － 7091（ 2014） 增刊 － 0089 － 05
Genetic Analysis to Ｒesistance of a New Germplasm，QＲ-001， Ｒesistant to Maize Ｒough Dwarf Disease
表现一致； 感病材料在发病环境和年份中，在大田条 区，每行 16 棵，采用 1 m 行距和 0． 5 m 株距宽幅播
件下种植均于生长早期枯萎而死，只有在网室内隔 种方式。这样每个组合保证田间留存 320 棵植株。
离条件下种植才能正常繁殖。
除了植株根部周围 0． 2 m 范围内的土壤根除杂草
自交系的种植、组合的配制以及杂交 F2 和回交 BC1 F1 种子的获得均在尼龙网室内进行，以防止灰 飞虱侵染病 毒，传 播 粗 缩 病，保 证 分 离 群 体 种 子 的