[发明专利]聚合多性状有利等位变异的小麦抗赤霉病分子育种方法

说明书

本发明公开了一种聚合多性状有利等位变异的小麦抗赤霉病分子育种方法，包括选择携带抗赤霉病基因Fhb1的抗性基因型，抗赤霉病位点Qfhb.3B的抗性等位变异，每穗小穗数位点QSNS.2B和千粒重位点QTKW.2B的增效等位变异的基因型互补的亲本，将选择出的亲本进行杂交或者复交，收获杂交或者复交后种子。然后结合有利等位变异的分子标记选择和综合农艺性状考察进行多世代鉴定筛选，获得赤霉病和高产协同改良的小麦品种(系)。利用本发明方法选育的抗赤霉病小麦品种(系)，聚合抗赤霉病和产量相关有利基因型或者等位变异，赤霉病抗性和产量水平协同提高，可作为新一代的绿色安全小麦新品种(系)，解决了当代种业“卡脖子”难题。

技术领域

本发明属于小麦分子育种方法技术领域，涉及聚合多性状有利等位变异的小麦抗赤霉病分子育种方法。

背景技术

我国是小麦第一大生产国和消费国，小麦生产状况对国家粮食安全、社会经济发展和人民生活水平提高具有极其重要的意义。目前，小麦生产仍面临着各种病害、虫害和非生物胁迫等威胁。小麦赤霉病(Fusarium head blight，FHB)是危害最大的真菌性病害之一，该病主要由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)等引起。病原菌于小麦开花期侵染穗部小花，在籽粒灌浆成熟过程中沿穗轴不断扩展，产生和积累脱氧雪腐镰孢菌烯醇(deoxynivalenol，DON)、雪腐镰孢菌烯醇(nivalenol，NIV)和玉米赤霉烯酮(zearalenol，ZEN)等毒素，严重时导致穗轴发黑、整穗死亡、籽粒干瘪，进而降低产量、损害品质，产生的DON毒素易造成人畜呕吐、中毒和流产，对人畜健康造成巨大伤害。全球小麦赤霉病危害呈逐步加重的趋势。黄淮麦区和长江中下游麦区是我国第一、二大小麦主产区，约占全国小麦年种植总面积的70％。长江中下游麦区一直是小麦赤霉病常发区和重发区。近年来，由于气候变暖、降雨带北移和水稻、玉米秸秆还田等因素影响，小麦赤霉病也已成为黄淮麦区常发病害。最近十年，我国发生5次赤霉病大爆发，年均发病面积约占总种植面积的1/4。2012年我国赤霉病大流行，发生面积高达990万公顷，2016年和2018年发生面积分别为680万公顷和570万公顷。《江苏省农作物品种审定标准》中抗赤霉病小麦品种审定标准：淮南麦区抗性达到抗、淮北麦区抗性达到中抗及以上的品种。而目前无论是淮南淮北乃至全国审定的小麦品种中少有能达到“抗”。培育抗赤霉病小麦品种仍然是解决小麦赤霉病危害最经济、安全和有效的途径，但至今未能育成大面积推广的抗赤霉病高产品种，赤霉病抗性与高产的矛盾仍是制约我国小麦育种的“卡脖子”问题。

目前对小麦赤霉病和抗性的选择主要是以表型为主。小麦的赤霉病抗性是典型的数量性状，不是单基因控制，易受包括环境在内的多因素影响，育种多世代的赤霉病抗性鉴定非常复杂繁琐，需要投入大量的人力物力财力，加上近几年气候条件反常，极端气候时常发生，给赤霉病的表型鉴定带来了巨大的挑战。当前，前沿生物技术与信息技术、智能技术的融合发展，正在催生新一代生物育种技术快速发展。“我国将加快实施种业振兴行动，开展种源关键核心技术攻关和突破性新品种培育推广。近几年来种业科技基础理论正在不断突破，很多单位已经将分子设计育种、基因编辑等生物关键技术应用到育种中。一般来说，某个重要农艺性状是由多个数量位点控制，这些数量性状位点发挥效应的大小可能跟遗传背景有关，并且不同农艺性状的位点之间存在一定程度的相关性，经常发生模块化调控。这种复杂性成为传统育种的瓶颈，例如如何克服穗数、穗粒数和千粒重之间相互制约发展的关系，如何克服抗病与产量协调的难题。生物育种时代的关键落脚点就是合理设计亲本组合、规划杂交方案和选择指标等，提高育种效率。为了实现这一目标,优化抗病和农艺性状的调控遗传基础是极其重要的。

小麦抗赤霉病和产量都是作物复杂的数量性状，国内外定位了大量的相关QTL，也克隆了部分基因，但是对于育种来说要选择最适合在本麦区利用的抗病位点/基因和产量相关位点/基因加以开发分子标记应用于生物育种。

因此，加强小麦抗赤霉病遗传与育种研究，培育抗性和产量等协同提高的小麦品种十分迫切。

发明内容