小麦品种贵协3号抗赤霉病基因的遗传定位与候选基因分析

为解决小麦赤霉病(FHB)抗性机制不明的问题，研究人员通过构建Avocet S×贵协3号的F2:7重组自交系群体，结合55 K SNP芯片技术，定位到15个抗性QTL，其中2D.1染色体上的Qfhb.gaas.2D.1-1在多个环境中稳定表达，并筛选出8个候选基因。该研究为小麦抗赤霉病分子育种提供了新靶点。

　　

赤霉病(Fusarium head blight, FHB)是由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起的小麦穗部病害，不仅造成产量损失，其产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素还会威胁人畜健康。近年来，中国赤霉病发生面积已超过550万公顷，并向黄淮麦区扩散。尽管贵协3号表现出与苏麦3号相当的抗性，但其抗性遗传基础尚不明确。

贵州省农业科学院旱粮研究所的研究人员通过构建Avocet S（感病品种）与贵协3号（抗病品种）的F_2:7重组自交系(RIL)群体，结合小麦55 K单核苷酸多态性(SNP)芯片技术，在2年2地（4个环境）条件下进行单小花接种表型评价，定位到15个与FHB抗性相关的数量性状位点(QTL)，其中2D.1染色体上的Qfhb.gaas.2D.1-1在2023GY和2024GY环境中稳定检测到，其物理区间为35.68-37.04 Mb，表型变异解释率(PVE)达14.07-33.00%。通过基因组分析，在该区间内鉴定出39个候选基因，其中8个（如编码RGA1抗病蛋白的TraesCS2D02G084600和编码过氧化物酶的TraesCS2D02G081900）可能与抗性相关。相关成果发表在《Journal of Applied Genetics》上。

关键技术方法包括：1) 使用单粒传法构建228个RIL群体；2) 采用“黄冈1号”菌株单小花接种法进行表型评价；3) 利用小麦55 K SNP芯片进行基因型分析；4) 通过QTL IciMapping v.4.0进行区间作图；5) 基于中国春参考基因组(v.2.0)进行候选基因预测。

结果部分
表型评价：RIL群体在4个环境中病小穗率变异显著（0.06-0.97），广义遗传力(H²)为69.63%，表明抗性主要受遗传因素控制。

QTL定位：检测到15个QTL分布于1D、2A等10条染色体，其中Qfhb.gaas.2D.1-1的LOD值达6.19-22.40，其抗性等位基因来自贵协3号。

候选基因分析：在Qfhb.gaas.2D.1-1区间内发现8个潜在抗病基因，包括调控活性氧的过氧化物酶基因和参与DON解毒的UDP-葡萄糖基转移酶基因。

讨论与意义
该研究首次明确了贵协3号2D.1染色体上1.36 Mb区间的FHB抗性QTL，其不同于已报道的Fhb9（位于2DL 525.9-533.8 Mb）。候选基因中，RGA1和RPP13-like蛋白可能通过识别病原效应子触发免疫反应，而过氧化物酶和APX基因可能通过调控活性氧平衡增强抗性。研究结果为抗赤霉病分子标记辅助选择和基因克隆提供了精准靶标，对保障粮食安全具有重要意义。未来需通过扩大群体和功能验证进一步缩小候选区间。