《Plants》：Powdery Mildew and Aphid Resistance in Wheat–Thinopyrum intermedium Derivatives from Zhong Backgrounds
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共评价了159份来源于6类“中”系列部分双二倍体的普通小麦–中间偃麦草（Thinopyrum intermedium）衍生材料，在苗期和成株期对白粉病〔由禾谷布氏白粉菌小麦专化型（Blumeria graminis f. sp. tritici, Bgt）引起
共评价了159份来源于6类“中”系列部分双二倍体的普通小麦–中间偃麦草（Thinopyrum intermedium）衍生材料，在苗期和成株期对白粉病〔由禾谷布氏白粉菌小麦专化型（Blumeria graminis f. sp. tritici, Bgt）引起〕的抗性、田间条件下对麦蚜的抗性以及若干关键农艺性状进行了系统鉴定。连续3年的成株期白粉病抗性较为常见：34个材料（21.4%）表现出稳定抗性，27个材料（17.0%）表现为中抗。不同谱系背景间的抗性频率存在差异，其中“中2 × 中5”衍生材料稳定抗病材料比例最高（35.7%）。苗期抗性在63个材料（39.6%）中被检测到。相比之下，蚜虫抗性出现频率较低，仅61个材料（38.4%）被归为抗性，其中包含2个高抗材料，分别来源于“中3”和“中1 × 中3”背景。多重抗性性状相对少见。共有32个材料在苗期和成株期均对白粉病表现抗性，而同时兼具苗期白粉病抗性、成株期白粉病抗性和蚜虫抗性的材料仅9个。农艺性状分析表明，环境效应解释了观测到的表型变异中的较大比例，而谱系背景与抗性反应的贡献相对较小。相关性分析显示，抗性反应与农艺性状之间总体关联较弱，提示在所评价群体中，抗性并非决定农艺表现的主要因素。因此，所鉴定出的抗性材料可作为有价值的预育种资源（pre-breeding resources），用于向普通小麦导入针对多种生物胁迫的抗性。进一步的遗传学鉴定及多环境评价将促进其在小麦改良中的有效利用。
该文发表于《Plants》，围绕中间偃麦草导入普通小麦材料的抗病虫育种价值展开系统评价。研究背景在于，现代普通小麦（Triticum aestivum L.）育种长期依赖较窄的优异种质库，导致栽培小麦遗传多样性下降，限制了对新发病原、害虫及环境胁迫的持续应对能力。白粉病是全球性重要叶部病害，持续威胁小麦产量形成；麦蚜不仅通过刺吸取食削弱植株生长，还可传播大麦黄矮病毒（BYDV），对产量与品质均造成显著损害。尽管寄主抗性仍是最经济、最可持续的防控策略，但现有白粉病抗源常面临病原小种快速变异带来的失效风险，而蚜虫抗性则通常受数量性遗传控制，遗传基础复杂、环境稳定性不足。因此，从野生近缘种中发掘兼具多种生物胁迫抗性且农艺表现可接受的新种质，已成为现代小麦育种的重要方向。
中间偃麦草是小麦野生近缘种中极具价值的抗源库之一，已被证明能够提供对白粉病、条锈病、叶锈病、茎锈病、病毒病及蚜虫等多种逆境的抗性。“中”系列部分双二倍体是20世纪80年代在中国育成的重要普通小麦–中间偃麦草桥梁材料，细胞遗传学研究已证实其含有不同的中间偃麦草染色质片段，并在抗小麦线条花叶病毒、小麦卷叶螨、BYDV、条锈病和禾谷胞囊线虫等方面表现出重要价值。然而，源于“中”系列的高级衍生材料对白粉病和麦蚜的抗性尚缺乏系统鉴定，尤其对其是否能够在不同遗传背景下兼顾抗性与农艺稳定性，仍认识不足。基于这一问题，研究人员以159份来源于6类“中”系列部分双二倍体背景的普通小麦–中间偃麦草衍生材料为对象，系统评估其苗期与成株期白粉病抗性、田间麦蚜抗性及关键农艺性状，并据此筛选新的抗源、分析复合抗性出现频率以及判断抗性与农艺表现之间的关系。
本研究主要采用以下技术方法：以159份“中”系列来源的普通小麦–中间偃麦草高级衍生材料为样本；在中国山西农业大学东阳试验站开展2023—2025年连续田间试验，采用随机区组设计评估成株期白粉病抗性与自然虫口条件下麦蚜抗性；在温室条件下采用Bgt27分离物进行苗期白粉病接种鉴定；同步测定株高、穗长、每穗小穗数和每穗粒数等农艺性状；应用方差分析（ANOVA）、混合效应模型、方差组分分析及Spearman秩相关分析，解析年份、谱系背景、抗性类别及其交互作用对农艺性状变异的影响。
在结果部分，论文首先以“Parental Background Influences the Frequency and Stability of Powdery Mildew Resistance”为题，说明亲本背景显著影响白粉病抗性的频率与稳定性。研究人员通过连续3年的成株期田间鉴定发现，159份材料中有34份表现稳定抗性，27份表现中抗，说明成株期白粉病抗性在该批材料中较为普遍，但不同背景之间差异明显。其中“中2 × 中5”衍生群体稳定抗性比例最高，而“中3”背景材料更多表现为年际间反应波动。苗期接种鉴定进一步表明，共有63份材料具苗期抗性，比例低于成株期抗性，提示相当一部分材料可能携带成株期抗性（APR）或数量性表达抗性，而非强效苗期抗性。
在“Limited and Unevenly Distributed Resistance to Naturally Occurring Wheat Aphids Among Zhong-Derived Wheat–Th. intermedium Lines”一节中，研究人员通过连续两年田间自然发生条件下的目测分级，揭示“中”系列来源材料对麦蚜的抗性总体较少且分布不均。159份材料中仅61份被归为抗性，包括2份高抗、17份中抗和42份低抗材料；其余98份材料为不同程度感虫。高抗材料仅见于“中3”和“中1 × 中3”背景，表明强蚜虫抗性在该类种质中较为稀少，但仍可从特定背景中挖掘到有价值材料。
在“Uneven Distribution of Single, Dual, and Triple Resistance Across Zhong-Derived Genetic Backgrounds”一节中，论文比较了单一抗性、双重抗性和三重抗性的分布格局。结果显示，针对单一胁迫的抗性在多数背景中较常见，但复合抗性明显减少。共有32份材料同时具备苗期和成株期白粉病抗性；21份材料兼具成株期白粉病抗性与蚜虫抗性；23份材料兼具苗期白粉病抗性与蚜虫抗性。最值得关注的是，仅9份材料同时具备成株期白粉病抗性、苗期白粉病抗性与蚜虫抗性，且仅分布于“中5”“中2 × 中5”以及少量“中2”背景中。这一结果表明，多重抗性虽然能够被聚合，但其出现频率仍然较低，是后续预育种重点利用的核心材料。
在“Effects of Year, Pedigree Background, and Resistance Classes on Agronomic Traits”一节中，研究人员利用方差分析检验年份、谱系背景及抗性类别对农艺性状的影响。结果表明，无论在白粉病模型还是蚜虫模型中，年份对株高、穗长、每穗小穗数和每穗粒数均表现出显著影响，说明环境是决定农艺性状表达的主导因素。相比之下，谱系背景仅对株高表现出显著影响，而成株期白粉病抗性类别和蚜虫反应类别对各农艺性状均未显示显著主效应。这说明在所评价材料中，抗性水平差异并未对应明显的农艺惩罚。
在“Variance Components of Agronomic Traits Across Environments”一节中，方差组分分析进一步量化了不同变异来源的贡献。年份解释了25.19%—46.91%的白粉病模型表型变异，以及28.32%—47.96%的蚜虫模型表型变异，是最主要的变异来源。基因型 × 年份互作（G × Y）贡献相对较小，谱系效应对总体变异的贡献则极低。穗长、每穗小穗数和每穗粒数的大部分剩余变异主要表现为残差组分。该结果与方差分析结论一致，即农艺表现主要由环境因素驱动，而非由抗性类别或谱系背景决定。尽管不同谱系间株高存在一定差异，但这些差异幅度有限，且与白粉病或蚜虫抗性反应之间未形成稳定对应关系。
在“Association of Agronomic Traits with Powdery Mildew and Aphid Resistance”一节中，Spearman秩相关分析揭示抗性与农艺性状之间总体相关性较弱。成株期白粉病反应与株高、每穗粒数呈弱负相关，说明抗病性较好的材料在株高和每穗粒数上略有保持优势。蚜虫反应与白粉病反应之间也呈弱负相关，并与株高、穗长、每穗小穗数和每穗粒数呈正相关，但相关系数整体不高。研究人员据此认为，尽管统计上存在若干显著关系，但抗性仅解释了群体表型变异中的较小部分，不足以成为农艺表现的主要决定因子。
讨论部分首先指出，“中”系列来源普通小麦–中间偃麦草材料是成株期白粉病抗性的重要来源。研究人员强调，成株期抗性通常较苗期抗性更持久，因为其往往受数量性遗传调控，不易因病原致病性变化而迅速失效。本研究在连续3个生长季中鉴定到若干稳定抗病材料，说明这些材料在田间条件下具有重复表现的抗性表型，适合后续开展遗传定位、细胞遗传学鉴定和分子育种利用。其次，论文指出，本研究鉴定出的蚜虫抗性拓展了中间偃麦草导入种质的利用范围。尽管本次评价基于田间自然虫口和目测分级，且未定量监测蚜量动态，但结果已表明该类材料中存在可利用的抗蚜变异，为后续深入解析抗生性（antibiosis）、非选择性（antixenosis）与耐受性（tolerance）等机制提供了基础。
在抗性与农艺表现关系方面，讨论部分强调，本研究几乎未发现明显的抗性代价。无论是白粉病抗性还是蚜虫抗性，都未对株高、穗长、每穗小穗数和每穗粒数造成显著主效应影响，提示经过多代普通小麦背景选择后，这些导入材料中与抗性连锁的不利外源染色质负效应可能已被削弱。论文进一步指出，这一点对于外源导入育种尤为关键，因为野生近缘种染色质常伴随连锁累赘（linkage drag）和农艺不稳定性，而“中”系列衍生材料作为较高世代的桥梁种质，显示出在保留有利抗性片段的同时，已在一定程度上减轻不良农艺效应。研究人员因此认为，这些材料具有较高预育种价值，适于进一步借助分子标记、基因组原位杂交（GISH）、高密度单核苷酸多态性（SNP）分型和全基因组基因分型等手段，精确解析导入片段的位置和大小，并通过染色体工程进一步缩短外源片段，降低残余连锁累赘。
研究结论部分可译为：来源于“中”系列的普通小麦–中间偃麦草材料是小麦白粉病和蚜虫抗性的宝贵来源。若干材料在跨年份评价中表现出有利抗性反应，但同时兼具两类胁迫抗性的材料并不常见。农艺性状变异主要受环境效应影响，而谱系背景和抗性反应对总体表型变异的贡献相对较小。抗性反应与农艺性状之间未检测到强相关性，表明在所评价材料中并不存在明显的主要农艺惩罚。这些发现突出了“中”系列来源普通小麦–中间偃麦草种质作为预育种资源的应用潜力，可用于培育对多种生物胁迫具有更高韧性的普通小麦品种。
