小麦赤霉病病情指数与毒素积累量关系探究及全基因组关联分析

小麦赤霉病是全球性的真菌病害,已严重威胁我国的粮食安全。为探明小麦赤霉病抗侵染与抗毒素积累之间的关系,挖掘调控小麦赤霉病抗性相关性状的重要位点。采用91份小麦品种(系)构建的自然群体为材料,种植于自然鉴定圃中,对2020年、2021年2年的田间病情指数进行调查,用超高效液相色谱测定脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、雪腐镰刀菌烯醇(NIV)含量。对2种抗性指标进行相关性分析。结果表明,赤霉病病情指数与毒素积累量之间具有一定的相关性,又有各自的遗传特征。利用小麦90K SNP芯片,结合MLM+K+Q混合线性模型进行全基因组关联分析,共关联到128个显著单核苷酸多态性(SNP)标记(P≤0.001),分布在除1D、4D外的19条染色体上,其中2个及2个以上环境中被检测到的稳定位点有11个。仅与毒素稳定关联的位点有6个,分别位于1A、4A、6A、6B、6D染色体上,可解释11.96%~30.50%的表型变异。与毒素和病情指数都稳定关联的位点有4个,分别位于2A、2B、4B、5D染色体上,可解释12.21%~34.11%的表型变异。基于中国春参考基因组信息,通过对应区段的基因注释,筛选得到15个与小麦赤霉病抗性相关的候选基因。

基于UPLC同时测定三种小麦赤霉病毒素方法的构建与应用

为测定小麦籽粒中因赤霉病产生的毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)、雪腐镰刀菌烯醇(nivalenol,NIV)和玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN),本研究构建了一种多功能净化柱-超高效液相色谱-二极管阵列检测器(multifunctional column-ultra performance liquid chromatography-diode array detector,MFC-UPLC-DAD)方法,可同时测定上述三种毒素,对该方法与多功能净化柱-高效液相色谱-二极管阵列检测器(multifunctional column-high performance liquid chromatography-diode array detector,MFC-HPLC-DAD)法测定9个小麦品种中上述3种毒素含量的结果进行比较;并用MFC-UPLC-DAD法检测了129份小麦品种(系)的毒素含量。结果显示,MFC-UPLC-DAD法检测三种毒素在检测范围内(0.01~10.00μg·mL^(-1))标准曲线的相关系数均大于0.994;三种毒素的检出限为15~78μg·kg^(-1);回收率在80.25%~118.35%之间,相对标准偏差为0.20%~1.92%;9份小麦品种中,3种毒素含量的测定结果在两种方法间差异均不显著。利用MFC-UPLC-DAD法测定自然发病的129份材料发现,DON毒素与NIV毒素检出率较高,分别为99%和92%;符合限量标准且毒素含量较低的材料共80份。本研究构建的MFC-UPLC-DAD法可同时测定小麦种DON、NIV和ZEN含量,测定结果重复性好,准确度高,可对抗赤霉病育种提供方便。