确定了对“通吃”真菌的抗性变异，Gaeumannomyces茎var。tritici在不同的祖先和现代小麦品种之间

背景

小麦祖先近缘系是现代面包小麦新性状遗传多样性的重要来源。本研究的目的是评价34份二倍体小麦材料的易感性小麦属植物monococcum(基因组)到Gaeumannomyces茎var。tritici (Ggt)是全身性疾病的致病因子。第二个目的是探索四倍体小麦(t .硬质)和B基因组祖先物种山羊草属speltoides来Ggt。

结果

现场试验进行了5年多，确定了7种t . monococcum在英国田间条件下暴露于自然接种时，具有良好抗全蚀性的品种。所有其他品种都是高度易感的，或者在不同年份没有表现出一致的表型。DArT标记基因分型显示，全基因组多样性与耐全蚀性关系不密切t . monococcum这表明该物种可能存在多种抗性遗传来源。相比之下，四倍体小麦品种和Ae。speltoides都很容易感染这种疾病，包括那些已知苯并恶嗪类药物水平升高的人。

结论

二倍体小麦种t . monococcum可能提供一种抗全身性疾病的遗传来源，可以用来提高动物的表现t . aestivum在疾病风险高的情况下。这是实现经济和可持续地对这种根病进行遗传控制的极其宝贵的资源。

面包小麦(小麦)是种植最广泛的驯化小麦品种，也是世界四大粮食作物之一。子囊菌是土传真菌，Gaeumannomyces茎var。tritici（Ggt)引起一种毁灭性的小麦根病，称为全蚀病。全食病在世界主要小麦产区普遍存在，这种真菌还对大麦、小黑麦和黑麦等谷类作物造成损害。1]。全蚀病是一种典型的土壤传播病原体，它在连续的易感谷物种植期间积累，大大降低了所获得的谷物的产量和质量。历史上，有大量关于在优质六倍体面包小麦品种中寻找抗全病性的文献[2]、[3.]。没有任何小麦品种显示出高度的抗全蚀病能力，而发现的任何较小的差异通常被认为太不一致，不能用于小麦育种计划[4]、[5]。然而，培育抗“通吃”的品种仍然是一个重要的目标，因为它在环境和经济上都很有吸引力，并且会给农民更多的轮作自由。已证明对小麦改良有价值的遗传资源包括优良品种、地方品种和野生亲缘品种[6]。

小麦属植物monococcum小麦的二倍体亲缘种t . aestivum，据报道含有许多潜在的有用性状，可以用于改善现代六倍体小麦，包括影响盐和干旱胁迫下萌发的性状[7以及对一系列病虫害的抵抗力。后者的例子包括对俄罗斯小麦蚜虫的抗性[8]，谷类蚜虫[9]、[10]，黑森蝇[11]、谷类囊线虫[12]、根损线虫[13]，眼点[14]、枯萎病[15]、茎锈病[16]-[18]，叶锈病[19]，白粉病[20.]、[21]，叶斑病[22]及土传谷物花叶病毒[23]。t . monococcum(一个^米一个^米)与四倍体硬粒和六倍体面包小麦AA基因组的主二倍体祖先密切相关;t . urartu(24]，但它本身并没有参与创造硬粒小麦和普通面包小麦的杂交事件[25]。小麦属植物monococcum也没有在小麦育种中广泛使用，所以A^米基因组代表了现代小麦改良中潜在的新抗性来源[7]。

的易感性小麦属植物monococcum通病尚未得到广泛探讨。Mielke [26报道说，一些t . monococcum在温室育苗试验中，品系的易感程度略低于其他小麦品种。然而，当同样的品系在田间条件下进行测试时，所有品系都受到了非常严重的感染。尼尔森(27]整理了一份关于几百种草对全食病易感性的文献摘要。在这个总结中，与t . monococcum从高度抗性到非常易感。这些差异可能是由于不同研究之间测试的数据不同。

在这项研究中，主要目的是确定内部是否存在对全身性疾病的高水平抗性t . monococcum通过对34t . monococcum野外条件下的植物。34t . monococcum选择的品种涵盖了广泛的地理来源，并以种子可得性和英国田间条件下的良好生长为基础。将这些材料与一些对照品种进行了比较试验:小黑麦、黑麦、燕麦和六倍体面包小麦。一般来说，六倍体小麦对全蚀病非常敏感，黑麦被认为具有中等至高度抗性，小黑麦具有中等抗性[2]、[28]-[30.]。燕麦对小麦全蚀病几乎完全免疫，因为在植物根组织中产生抗真菌化合物维那酸[31]。整个基因组的多样性t . monococcum使用分集阵列技术(DArT)对研究中使用的资料进行评估。目的是确定是否存在遗传多样性之间的关系t . monococcom加入和他们对通吃的敏感性。

第二个主要目的是测试五个四倍体硬粒小麦品种对全蚀病的抗性。四倍体小麦B基因组的祖先物种，山羊草属speltoides他也参与了其中一项实地实验。两种四倍体小麦品种Lahn和Cham 1是在ICARDA开发的适应品种[32]。据报道，Cham 1表现出高产性能和中等抗旱性，而Lahn在一系列环境条件下表现出良好的产量稳定性[32]、[33]。另外两个硬粒小麦品种RWA 9和RWA 10也起源于ICARDA，对俄罗斯小麦蚜虫具有抗性。最终的硬粒小麦品种，阿里芬，和二倍体山羊草Ae。speltoides被列入，因为它们被认为产生不同水平的游离苯并恶嗪类代谢产物2,4-二羟基-7-甲氧基-1,4-苯并恶嗪-3-one (DIMBOA)和2,4-二羟基-1,4-苯并恶嗪-3-one (DIBOA) [34]。Gordon-Weekset al。(34报道说Ae。speltoides而阿利芬的根系中这些代谢物的含量高于六倍体小麦或小麦t . monococcum。这两种代谢物之前在在体外抑制研究Ggt成长与威尔克斯等。(35表明黑麦相对于小麦的相对抗性可能是DIBOA和DIMBOA在黑麦根系中共同作用的结果。目的是测试这些硬粒小麦品系是否有趣Ae。speltoides在田间对全身性疾病的抵抗力有所提高。

为了确保所得结果的稳健性及其对现代小麦育种改良的适用性，所有材料在轮作的第三个小麦位置进行了田间条件下的抗全蚀性试验。在开始田间试验之前的前几年，连续种植了两种小麦作物，确保了当环境条件有利于连续季节的全菌接种积累时，有一个相当高和均匀的疾病压力。为了比较t . monococcum2008-2011年田间试验的材料还在控制环境条件下进行了为期五周的盆栽试验，评估了苗期对全蚀病的抗性。

我们的研究揭示了二倍体小麦品种对全蚀病的一系列易感性t . monococcum包括一些在多个田间试验年份中始终表现出高水平抗性的品种。四倍体硬粒小麦品种均呈高易感。我们还表明，全基因组多样性与内部全毒易感性并不密切相关T.monococcum这表明可能有多种抗性基因来源在起作用。苗盆试验不能作为田间生产的可靠指标t . monococcum强调了多次田间试验的重要性，以准确识别有可能在植物育种计划中利用的抗性材料。小麦抗全蚀病材料的鉴定为小麦全蚀病的遗传和机理分析提供了重要的资源Ggt相互作用和用于小麦育种计划，以提高现代商品小麦品种抗这种重要根病的性能。

磁化率的t . monococcum在野外条件下通吃

在2005-2006年的油田季，初始筛检量为27个t . monococcum资料显示，这一二倍体小麦品种对全蚀病有一定的敏感性(图2)1;P< 0.01)。平均全蚀指数为49.1，六倍体小麦对照cv指数为44.3。向下看，反映出今年的疾病量中高。在这些条件下，大多数材料具有与六倍体(t . aestivum)的小麦品种，但也有证据表明，某些品种对全蚀病具有潜在的部分抗性(图2)1;综合指数在30以下:MDR279和MDR286)。

一些t . monococcum在2008-2011年和新的田间试验中对加入的材料进行了重新测试t . monococcum根据种子可得性和数量有限的全采苗罐试验结果纳入的资料(RJG，未发表的数据)。在所有4个田间试验中，检测到受试材料间全蚀性的显著差异(图2)2模拟;2008年，2009年和2010年P< 0.001;2011年,P< 0.05)。全蚀病水平各年差异较大，2008年平均全蚀指数为30.3(中等)，2009年为50.9(高)，2010年和2011年平均全蚀指数小于15(低)。这很可能是四个生长季节环境条件不同的结果。对照谷物品种，用于基准的反应t . monococcum加入，按预期执行。在燕麦上没有明显的通吃损伤，非宿主对Ggt。这与洛桑研究所的其他研究结果一致，在这些研究中，燕麦被用作试验作物，并表明相关的“通吃”物种Gaeumannomyces茎var。avenae在洛桑的田地里是没有的。与六倍体小麦相比，黑麦作为一种高抗性的谷物品种，在4个田间试验中均表现出最低的全蚀指数。小麦与黑麦杂交种小黑麦的全蚀根侵染率高于黑麦和对照品种赫里沃德。

两个t . monococcum在2008-2011年的田间试验中，MDR031和MDR046表现出对全蚀病的最低易感性，介于对照品种黑麦和小黑麦之间(图2)2）.MDR286在2006年的田间试验中首次被发现显示出对全蚀菌的潜在部分抗性，在2008年、2010年和2011年的试验中也显示出相当低的全蚀菌根感染水平。MDR286未被纳入2009年的试验。其他具有与小黑麦类似全病水平的有希望的品种包括MDR650、MDR232、MDR217和MDR218。相比之下t . monococcumMDR002、MDR043和MDR308对全蚀病最敏感，全蚀指数与六倍体小麦对照cv相近或更高。至。MDR280和MDR229在2008年和2009年全蚀病发病率较高时表现良好(六倍体小麦对照cv)。Hereward TAI在2008年= 54.7,2009年= 59.0)。相比之下，2010年和2011年总体病害水平较低时(六倍体小麦对照cv。赫里wardtai(2010 = 11.0, 2011 = 12.9)与对照种相比，这些品种的易感程度更高t . monococcum在之前的审判中。

在四个试验年中的每一年(图1)2)和2006年的初始屏幕(图1)，还包括其他一些六倍体小麦品种。在2006年、2008年和2009年中高全蚀年，这些品种全蚀指数较高，反映了已知的现代小麦对全蚀病的高易感性。六倍体小麦品种冬至(2009年、2010年和2011年)呈现出全蚀根感染水平较低的趋势，而Robigus(2006年和2008-2011年)是感染最严重的品种之一。研究中的许多其他六倍体小麦，如Cordiale(2006年、2008年、2009年和2010年)和Einstein(2008年、2009年和2010年)，每年的表现都不稳定。

2009年和2010年，对5个四倍体硬粒小麦品种的全蚀性进行了评价(图2)2b和图2c). 5个品种均表现出很高的全蚀性。这在2010年尤为明显，尽管整个试验中全蚀病的总体数量较低(平均TAI = 13.7)，但5个四倍体品种的全蚀指数在29至42之间。而被认为完全易患全蚀病的六倍体小麦品种全蚀指数仅为5.4 ~ 13.3。2010年(图2C，野生山羊草Ae。speltoides也包括在田间试验中。该品种在六倍体和四倍体小麦品种中表现出中等水平的全蚀根侵染。

磁化率的t . monococcum在苗盆试验中全取

苗木盆栽试验揭示了对全蚀性病害的一系列敏感性t . monococcum从MDR217的13.9%到MDR280的38.1%(表2)1）.以黑麦和小黑麦为研究对象，比较它们作为成年植株在田间对全蚀病的已知敏感性和幼苗期的表现。黑麦根系侵染率最低，为2.8%。小黑麦的根侵染率为11.4%。通过比较全感冬小麦品种赫里沃德的根系侵染率为33.2%，说明黑麦和小黑麦在苗期和田间成株对全蚀病的抗性都是有效的。

小麦属植物monococcum幼苗盆栽试验中，MDR217、MDR031和MDR229的全蚀病发生率最低(根系侵染率低于20%)(表2)1）.在田间，这些品种的全身性感染水平也有降低的趋势。通过比较，田间其他部分抗性品种(MDR046、MDR650、MDR286和MDR232)在苗期未表现出任何抗性，其根系侵染率与田间高度敏感品种(MDR002、MDR043和MDR308)相似。因此，苗期的结果不能准确地反映田间条件下的表现。

t . monococcumDArT多样性分析

二十t . monococcum使用澳大利亚Triticarte (http://www.diversityarrays.com）.使用超过1000个DArT标记进行基因分型。多态性信息含量(PIC)值在0.087 ~ 0.50之间，平均为0.30。主坐标分析显示了基于基因型的分离(图2)3.）.主坐标图显示了相对Jaccard相似性矩阵的前两个坐标所跨越的空间中每个附加项的位置。前两个坐标一起解释了25.33%的数据变化。根据本研究报道的田间试验，这种遗传聚类与品种全蚀性的易感性之间没有很强的相关性。然而，在该领域，两个最耐“全吃”的加入(MDR031和MDR046)确实非常紧密地聚集在一起。利用来自不同种子库的DNA，采用DArT基因分型方法对MDR037的3个独立样本进行了分析。它们被显示非常紧密地组合在一起(图1)3.)，尽管种子库存之间仍然存在一些差异，这表明不同的来源在遗传上并不纯净。

在五个不同的生长季节进行的田间试验提供了证据，证明在七个季节内对全蚀病具有可复制的抗性t . monococcum登记入册。抗性最强的两个品种MDR031和MDR046的抗性介于黑麦和小黑麦之间。其他五个品种与小黑麦相似。没有发现任何加入包含几乎完全的豁免Ggt这在燕麦中一直很明显。另外27个t . monococcum入会很容易被通吃。这些实验提供了证据证明小麦属植物即使在高疾病压力情况下进行测试，物种也具有对经济上重要的根入侵全食真菌的抗性。

迄今为止，个别田间试验中报道的六倍体小麦品种之间有时存在较大而显著的差异，但这些差异通常不能在不同地点和季节重现[2]。斯科特等。(4]表明这些差异是真实存在的，但是环境对寄主-病原体相互作用以及由此产生的小麦品种的易感性有非常大的影响。因此，为了确定对植物育种有用的任何差异，在不同的领域对选材进行多年的试验是非常重要的。在这项研究中，我们已经证明了非常一致的差异之间的易感性t . monococcum在英国田间条件下，在不同季节，在总体自然疾病水平低和高的情况下，加入全吃。这些结果表明，抗性最强的材料MDR031和MDR046是研究全蚀病抗性遗传基础和提高分子育种性能的有希望的线索t . aestivum。

所有材料都在田间条件下进行了测试，以确保发现的任何抗性都可以在小麦育种计划中实际应用。在有限的时间内在受控条件下进行的温室研究中，通常很难证明所发现的任何抗性的实际用途。在Rothamsted，首先建立了一种苗盆试验方法来测试全毒菌株对小麦和黑麦幼苗的致病性[30.]。该试验最初在锅中使用银砂-粗砂混合物。此后，洛桑开发了一种改良版的致病试验，该试验使用全游离土壤。该方案使用从无全蚀病田(未播种谷物的田)收集的田间土壤和人工接种物来评估全蚀病幼苗的感染情况。在这里，我们评估这种方法作为一种方式筛选小麦属植物monococcum抗全身性疾病的加入。苗盆试验结果不能准确反映这些材料的田间表现，可能是由于苗期抗性机制不活跃。正在对苗盆试验进行进一步的修改，以确定这种方法是否可以用来表征Ggt- - - - - -t . monococcum更详细的交互。

基因之间的关系不同t . monococcum入盟问题尚未得到广泛探讨。京等。(36]之前报道了DArT标记系统的开发t . monococcum。作者发现，基于遗传多样性的聚类只与各自的原产国适度相关。本研究的DArT基因分型与Jing的研究共有13篇文献等。(36]。此外，本研究独有的7个入选(MDR031、MDR049、MDR218、MDR232、MDR280、MDR286和MDR298)和3个入选(MDR001、MDR045和MDR657)未包括在先前的研究中。添加额外品系的目的是扩展全基因组多样性分析，以包括在实地研究中对全病具有中等至高度抗性的品系和洛桑研究所的同事对蚜虫抗性研究感兴趣的品系。尽管在两项研究中所测试的材料之间存在差异，但在两种情况下，材料的聚类和多样性范围非常相似。在本研究中，DArT基因分型显示全基因组多样性与赤霉病的易感性关系不密切t . monococcum把所有。抗性最强的品种MDR031和MDR046聚集性较强，其他中等抗性品种聚集性较强。MDR031和MDR046均由Vavilov研究所(圣彼得堡，俄罗斯)收集。它们分别来自土耳其和罗马尼亚，收集时间间隔43年(表1)2) [7]。这表明，抗性的多种遗传来源可能存在t . monococcum起源于世界这一地区的。从植物育种的角度来看，这可能是一个优势，因为它可以将不同的来源结合起来，进一步提高对“通吃”的抗性水平。

对全蚀性抗性的遗传或机制基础在一些研究中都没有观察到t . monococcum入会是已知的。的二倍体t . monococcum与现代四倍体和六倍体小麦品种关系较近，抗叶锈病和白粉病的遗传位点已经成功地渗入现代小麦中[37]-[39]。较小的二倍体基因组t . monococcum不同品种对全食的不同敏感性使其成为抗性遗传研究的理想选择。为此目的，已经在小麦遗传改良网络方案内开发了几个绘制地图的种群(http://www.WGIN.org.uk）.然而，这些绘制群体一旦产生，就需要在几个田间季节中进行评估，以确保在本研究中确定的抗性得到正确的绘制，这种抗性在作物收获之前有效地降低了根系中的疾病水平。这种遗传分析应该揭示该性状是由单个位点还是多个位点控制，以及在不同的品种中是否存在不同的抗性遗传来源。渐渗现象的t . monococcum利用携带同源配对位点突变的Paragon系转化为现代六倍体面包小麦目前也在进行中ph-1(40]。一些结果F₁线路将在现场测试3^{理查德·道金斯}小麦的情况与两个亲本系一起给出了全蚀型表型在50%的早期指示t . aestivum背景。

以黑麦为例(Secale cereale)在世界不同地区进行的许多研究报告说，该物种对全身性疾病具有良好的抵抗力[27]、[28]、[30.]、[41]、[42]。然而，到目前为止，还不可能确定抗性的遗传基础，并随后将这种抗性引入六倍体小麦。将黑麦单条染色体引入小麦染色体附加系后，黑麦对小麦的抗性并未发生转移，说明抗性可能是多基因的，涉及多个染色体上的位点[28]。黑麦抗全蚀性性状的遗传分析也因黑麦品种间抗全蚀性缺乏变异而变得更加困难。相比之下t . monococcum我们有机会在对照材料之间建立作图群体，现在可以用于调查田间条件下抗性表型的遗传基础。渗透抵抗的潜在成功t . monococcum小麦能否进入六倍体取决于所鉴定的基因座的数量和效果。到目前为止t . monococcum产品也只在英国当地的现场条件下进行了测试。用他们不同的方式来评估他们在世界其他地区的表现将会很有趣Ggt病原体种群、气候条件和作物养殖系统，以评估该物种在更大范围内提高对全病抗性的有用性。

本研究的主要重点是探讨耐药小麦属植物monococcum百病的根源。此外，还包括了其他一些六倍体和四倍体小麦品种，以供兴趣和相互比较。六倍体小麦品种间存在一些相对一致的差异趋势。赫里沃德一直对全身性疾病非常敏感，并作为完全易感性的谷物品种对照纳入田间试验。赫里沃德是一种商业精英品种，于1991年发布，在英国小麦种植和面包制作中占有重要地位。谷物的可靠质量意味着赫里沃德成为农民种植碾磨小麦的首选，今天仍然在小面积种植。本研究中其他六倍体小麦品种的表现也相当一致;例如，冬至是最不易感的品种之一，而罗比古斯通常感染更严重。这一数据确实表明，现代小麦品种在对疾病的易感性方面确实存在差异。然而，与较大的敏感性范围相比，六倍体小麦之间的大多数差异相对较小t . monococcum。

人们对面包小麦对全蚀病的抗性进行了广泛的研究，但关于硬粒小麦对全蚀病的易感性的可用信息要少得多。在这里介绍的工作中，2009年和2010年试验的五个硬粒小麦品种都非常容易患全蚀病。山羊草属speltoides(一种可能是四倍体小麦B基因组祖先物种的祖先)，也被包括在2010年的田间试验中，并被发现易受全食病的影响。智利硬粒小麦品种Alifen和二倍体山羊草Ae。speltoides在其根中产生的苯并恶嗪类物质DIMBOA和DIBOA的含量高于六倍体小麦[34]。这些代谢物与对一系列害虫和病原体(包括昆虫、真菌、线虫和杂草)的抗性有关[43]。据报道，DIMBOA和DIBOA也都能抑制细菌的生长在体外生长测试[35]。然而，我们的研究表明，无论是硬粒小麦品种阿里芬还是硬粒小麦，都没有任何抗全蚀性真菌的证据Ae。speltoides。因此，这些次生代谢物不太可能在田间对全身性疾病提供长期保护。即使在2010年总体低病的情况下，这两个品种对全蚀病都极为敏感，甚至比被认为完全敏感的六倍体小麦品种更敏感。这提供了证据，证明B基因组谱系可能不太可能成为抵抗通吃真菌的有用来源。然而，本研究中四倍体小麦的易感性高于六倍体小麦，这可能表明将D基因组引入现代六倍体小麦增加了小麦对全蚀病的抗性。

为有效评估谷物种质对全蚀病的易感性，已经制定了可靠的田间方案。二倍体小麦品种对根病的抗性在不同的田间地点和季节都有效小麦属植物monococcum。这一可靠的根内抗病能力小麦属植物物种是迈向该病潜在遗传控制的关键一步。相比之下，四倍体硬粒小麦品种都对全蚀病非常敏感，包括那些已知产生高水平苯并恶嗪类物质的品种。研究结果证实，小麦祖先亲缘系是现代六倍体面包小麦抗生物胁迫改良的重要资源。

植物材料

34t . monococcum本实地研究使用的资料最初是从19个国家收集的(表1)2）.其中23份的详细资料已在先前的研究中首次发表等。(7]、[22]、[36])。30个六倍体(AABBDD)小麦品种(表3.)和5个四倍体(AABB)小麦品种(Lahn、Cham 1、rwa9、rwa10和Alifen)也参与了田间研究。对照谷物品种包括燕麦(cv。杰拉尔德)，黑麦(cv。胡萝卜)，小黑麦(cv。三部曲)和六倍体面包小麦(cv。至)。

田间试验

在2006年和2008-2011年的每个收获年分别进行了5个田间试验，以评估小麦的易感性t . monococcum包治百病(表14）.所有试验均于秋季在英国赫特福德郡的洛桑农场播种，作为轮作的第三种小麦作物，以应对预期的高自然全蚀性病害压力。试验采用随机区组设计，每组5个重复t . monococcum除了2008年，三个新加入的(MDR037、MDR046和MDR229)每个区块有两个地块。采用50 cm × 50 cm的样地和50 cm的裸地路径进行样地分隔。每3行地块手工播种60粒种子。

在这五年的试验中，34t . monococcum对资料进行评估(表1)2）.在2006年的田间试验中，选择了27份材料进行初步筛选。2008-2011年t . monococcum选择材料的依据是其他研究中关于其表型和遗传多样性的额外信息[7]、[22]、[36]、以前的田间试验结果和有限数量的全采小麦幼苗盆栽试验的结果(RJG，未发表的数据)。根据洛桑农场的标准做法，在试验中施用肥料。未施用植物生长调节剂和杀菌剂，使其敏感性提高t . monococcum如果适宜，可以记录叶基和茎基病害的增补情况。叶基和茎基疾病数据未在本研究中报道。2009年，Unix®和Allure®杀菌剂各有一剂误用。这两种杀菌剂均未报道对Ggt所以这个试验并没有受到全面研究的影响。小麦属植物monococcum对除草剂非常敏感。因此，在春季需要的地方，最多使用一剂除草剂Pacifica®。2008年秋季，Arelon®500和Stomp®400 SC各误用一剂除草剂。然而,t . monococcum这一剂量似乎没有对地块产生不利影响，并且在春季表现出良好的建立。

作物取样和病害评估

在7月初(生育期71-73，乳汁发育)从每个田间试验中采集植株样品(每亩3 × 20 cm行长)。植物样品被运回现场实验室，根部被洗净，根部被切断，剩余的茎基部和根系在多管洞中风干4-5天，然后在室温下保存，然后评估全蚀病。储存干燥的整株植物根系在水中浸泡大约。15-20分钟，然后在白色培养皿中进行水中评估，并对全蚀性评分，计算全蚀指数(TAI) [44]。估计全株根系受侵染的比例，并将其分为无症状、轻度1级(1-10%)、轻度2级(11-25%)、中度1级(26-50%)、中度2级(51-75%)和重度(75%以上)6类。据此计算出每个地块的全采指数:(1 ×轻1类植物百分比)+ (2 ×轻2类植物百分比)+ (3 ×中1类植物百分比)+ (4 ×中2类植物百分比)+ (5 ×重度植物百分比);按轻微1到严重(5)的类别数划分;最大TAI 100。采用Genstat (VSNI, Hemel Hempstead, UK)的方差分析程序进行比较[45]。p≤0.05为显著效应。

苗盆试验

16日进行了苗木盆栽试验t . monococcum选取2008-2011年田间试验的材料，评估其在受控环境条件下对全蚀病的易感性。与田间试验相似，盆栽试验还包括对照品种黑麦(田间条件下具有高度抗性)、小黑麦(中等抗性)和冬小麦品种赫里沃德(完全敏感)。这个为期5周的盆栽试验方案使用了从全采自由田(未播种谷物的田)和人工土壤收集的田间土壤Ggt接种量的增加，以评估幼苗的感染情况。

土壤于2009年夏季从洛桑大田“Great field IV”的休耕区收集。大石头被移走，泥土被弄碎，并在室温下储存在桶里。桶装土壤在盆栽试验前混合在一起。首先用100 g园艺级银砂、3 g玉米粉和10 ml蒸馏水填充500 ml锥形烧瓶，制备全蚀菌的砂玉米粉接种物。烧瓶进行两次高压灭菌，每次间隔48小时。14的混合物Ggt在试验中，分离物被用作田间种群的代表，每个分离物制备两个烧瓶。用马铃薯葡萄糖琼脂真菌培养的琼脂盘(直径6毫米，用软木钻切割)接种瓶，每个烧瓶添加三个琼脂盘，每个烧瓶使用一个分离物。然后将砂-玉米粉培养物在室温下孵育6周，每周摇一次以均匀定植。然后将不同分离株的砂玉米粉接种物混合在1000ml无菌锥形瓶中。

150克全自由土壤，100克湿粗砂和50克1:50稀释的砂玉米粉的混合物Ggt盆栽试验采用银砂接种剂(混合在塑料袋中)。这种混合物被转移到一个11厘米高的塑料杯中，其中含有50厘米的基底层^3.杯上四个直径3毫米的排水孔上有潮湿的沙子。然后将同一株植株的10粒种子放在土壤表面，并覆盖一层薄薄的园艺砂砾。每个处理设置5个重复。不加的对照处理Ggt砂玉米粉与冬小麦品种赫里沃德一起设置，以确保所用土壤不全蚀。然后将所有花盆轻轻浇水，并按随机设计放置在受控环境室(白天16小时，昼夜温度15/10°C，每周浇水两次)。5周后，将植株移出，用水冲洗根部，然后进行病害评估。先记录总根数，再记录侵染全蚀菌的根数，计算侵染率。采用Genstat (VSNI, Hemel Hempstead, UK)的方差分析程序进行比较[45]。p≤0.05为显著效应。

DArT多样性分析

DArT标记测定由澳大利亚Triticarte (http://www.diversityarrays.com）.二十t . monococcum对所选材料进行基因分型等。(36])，使用1041个标记。从全采田间试验研究中选择16份材料，包括高抗性和中等抗性材料以及一系列易感材料。其他4个材料被纳入阵列，因为它们与洛桑的同事研究的其他性状有关，包括抗蚜虫和抗Septoria叶斑病。洛桑研究所的同事们用不同来源的MDR037种子进行蚜虫摄食试验，得出了截然不同的结果(L. Smart，未发表)。因此，对来自不同种子库的3个MDR037样本进行了分析。在每个标记处对加入的材料进行评分，以确定是否存在感兴趣的DNA片段，用“1”或“0”表示。如果标记不能可靠地为特定样本评分，则将其视为缺失数据并标记为“-”。在Genstat (VSNI, Hemel Hempstead, UK)中生成了Jaccard相似性矩阵并用于进行主坐标分析(PCoA) [45]。

研究了玉米全蚀病抗性与基因型的关系t . monococcum通过检查PCoA小区中材料的遗传聚类，并将其与第三次大田试验的全蚀水平进行比较，对材料进行了探索，特别关注2008年和2009年，在较高的总体病害水平下，材料之间存在更好的区分。的t . monococcum将材料分为易感(S)、中等耐药(MR)、耐药(R)、不一致(I)和未检测全耐药(NT)。易感品种的全蚀指数一般高于小黑麦，有时也高于六倍体小麦对照cv。至。中等抗性品种全蚀指数低于cv。赫里沃德和一般接近小黑麦。抗性品种是指全蚀指数介于黑麦和小黑麦之间的品种。不一致(I)入选是指在不同的田间试验年份给出对比结果的入选。

这项研究是小麦遗传改良网络(http://www.WGIN.org.uk)，得到了环境、食品和农村事务部(Defra, AR0709)的资助。洛桑研究所得到了BBSRC的支持。我们感谢罗杰·怀特在统计方面提出的杰出建议。我们感谢我们的同事Wing-Sham Lee为DArT标记分析准备样品。Sanja Treskic, Adrian Czaban, James Bruce, Steve Freeman, Nicola Phillips, Joseph Whittaker, Marcin Czaban, David Franklin, Martha Jones和Gail Canning对植物样本收集和手工收获表示感谢。感谢Lesley Smart提供RWA 9和RWA 10(来自ICARDA)、Alifen(来自智利大学Hermann Niemeyer教授)和Alifen的种子Ae。speltoides。感谢Dimah Habash提供Cham 1和Lahn种子(原产于叙利亚ICARDA的Miloudi Nachit)。

从属关系

1. 洛桑研究所植物生物学与作物科学部，哈彭登，赫茨，al52jq，英国

   Vanessa E McMillan, Richard J Gutteridge和Kim E Hammond-Kosack

相应的作者

对应到金·E·哈蒙德-科萨克。

相互竞争的利益

作者宣称他们没有竞争利益。

作者的贡献

RG和KHK构思了这项研究，并对研究进行了全面监督。VM和RG进行了实验工作。所有作者都严格检查和分析了数据集。VM和KHK撰写了手稿。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

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