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各位老师，大家好！我是“一麦众承”第15组“麦香九州”的陈泠，任职于湖北省农科院。今天受黄泛区地神种业朱高纪老师的委托，代表小组值日。我们组还有地神种业韦胜利老师（组长）和沈庆花老师、济源农科院彭涛老师、中国农科院植保所刘太国老师、湖北省农科院秦丹丹老师，山东农业大学田纪春老师、商丘农科院倪永静老师。非常感谢“一麦众承”这个平台，得以有机会向各位老师学习。
我从事穗发芽研究时间短，人手有限，没有很好的结果呈现给大家，现将我们具体研究的方法和一些结果介绍下，错漏之处请劳烦指出，鄙人不胜感激。
一、穗发芽相关研究
1.穗发芽鉴定方法
穗发芽性状鉴定方法如图1所示，常用室内鉴定法，考虑到整穗发芽实验更能反应品种的真实穗发芽抗性情况，我们选择整穗发芽实验。我们构建了一个鉴定环境，通过自动喷淋进行穗发芽鉴定（图2），该系统目前重复间相关系数可以达到0.92。 图1 穗发芽性状鉴定方法 图2 温室自动喷淋鉴定小麦穗发芽
A：麦穗采集后室内干燥7天后-20℃保存；B-C：麦穗放置用托盘及放置效果；
D-E：第一天至第五天喷淋后麦穗发芽情况；I：发芽后麦穗经包装后-20度保存待计数
2. 种质资源鉴定
我们对湖北省农科院中期种子库保存的小麦资源材料和亲本圃小麦品种进行了鉴定，发现了一些抗穗发芽种质，5天穗发芽率为0~5.10%，按国家标准《NY/T 1739-2009小麦抗穗发芽性鉴定方法》（4天发芽），应该属于高抗品种，但都是红皮小麦。白皮小麦穗发芽较高，最好的种质也只能达到中抗水平（标准为4天穗发芽指数0.21~0.40）。另外，长江中下游的品种具有较好的穗发芽抗性，可能是因为该地区麦穗成熟期与雨季重合造成的压力筛选有关。但目前湖北省推广的小麦品种中80%的品种感穗发芽，为粮食安全生产和制种繁种带来了威胁。
表1 湖北省推广品种的播种面积及穗发芽率分析 *注：播种面积以2019年统计结果为依据，穗发芽性状检测为2015-2020年5天发芽率的均值。 3. 分子标记有效性分析
目前，小麦穗发芽研究也受到了很多关注，获得了一些抗性基因及其分子标记，如主效基因TaPHS1、TaMKK3、TaMyb10-D等，前两者与种皮颜色不相关，可以用于白粒抗穗发芽小麦育种。但其分子标记是否有效，是否可用于分子育种，还存在不同的结论。根据报道，TaPHS1的SNP -222、 646 和 666分子标记是有效可用的，TaMKK3的SNP 660分子标记有效性不确定，TaMyb10-D与种皮红色相关，可用于红粒抗穗发芽小麦育种。
TaVp-B基因的有效性也得到了验证，但结果也不一致，我们的分析也发现，该基因的分子标记与穗发芽无相关性。其他还有一些抗性基因，如TaSdr、TaQsd1、TaDOG1L4等以及主效基因TaPHS1的其他分子标记12 bp Indel、33bp Indel和732nt，都需要研究人员对其进行验证，为育种工作者提供可靠的分子标记。
二、个人的一些体会
1. 穗发芽性状鉴定标准
目前不同单位及个人采用的鉴定方法和鉴定时间略有出入、对照不同或没有对照，造成品种或材料的鉴定结果没有可比性。实验上多以7天种子发芽计算发芽指数、5天整穗发芽计算发芽率。这都与国家标准《NY/T 1739-2009小麦抗穗发芽性鉴定方法》不一致，但以国家标准中的4天进行整穗发芽实验，时间稍短，无法很好的区分抗感材料，因此迫切需要修改标准，我个人倾向于多方法鉴定，如种子发芽7天计算发芽指数，整穗发芽3、5、7天计算发芽率。然后选择多个对照，特别是生产上大面积推广的品种，作为标准对照品。这样，大家鉴定的品种材料间的穗发芽抗性可以相互比较，能更好地交流和服务生产。
2. 选红皮小麦还是白皮小麦
大量的结果显示，红皮小麦比白皮小麦抗穗发芽，当然也有红粒品种5天穗发芽率大于70%以上的。红皮小麦穗发芽抗性高一方面跟TaMyb10-D基因相关，另一方面，可能跟种皮的厚度、吸水速率等相关。对于常发生穗发芽的区域，还是建议以红皮小麦为主，但市场偏爱白皮小麦，相互之间存在矛盾，给育种工作者提出来难题，需要大家努力一起解决。
3. 穗发芽研究和育种工作仍任重而道远
虽然已克隆了一些穗发芽抗性基因，但可用的分子标记很好，这需要我们鉴定更多更好的抗源材料，克隆更多更好的抗性基因并开发分子标记，验证分子标记的有效性，从而促进抗穗发芽小麦品种的培育工作。
最近西北农林科技大学生命科学学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室陈坤明教授团队和中国农业科学院作物科学研究所孙加强研究员团队合作的文章中，总结了20年来（2001-2020）发现的小麦穗发芽相关QTL信息，经归纳和整理后共获得66个meta-QTLs，极大地缩小了置信区间，为后续这些QTL位点控制关键基因的挖掘和克隆提供了便利，有兴趣的可以读一下。
文章名：Cereal pre-harvest sprouting: a global agricultural disaster regulated by complex genetic and biochemical mechanisms
以上是个人的一些粗陋见解，学习的路还很长，一定会多多跟大家学习，共同进步，为我们国家的小麦育种事业发展添砖加瓦。
作者简介：陈泠，2009年毕业于华中科技大学，获生化与分子生物学博士；毕业后到湖北省农业科学院粮食作物研究所从事小麦遗传育种工作，现任副研究员，以第一作者或通讯作者发表论文13篇（其中SCI论文3篇）。 |
