小麦品系5R618抗叶锈基因的初步定位

5R618是高抗叶锈病小麦品系。为了确定该品系所携带的抗叶锈基因,以5R618与感病小麦品种郑州5389杂交获得F1,自交获得F2分离群体以及F2∶3家系,用叶锈菌生理小种THJP对亲本、F2分离群体以及F2∶3家系进行叶锈抗性鉴定,然后进行分子标记分析。结果显示,5R618对生理小种THJP的抗病性由1对显性基因控制,该基因暂命名为Lr5R。经过亲本和抗感池间分子标记筛选以及F2∶3家系的标记检测,Lr5R定位于染色体3DL上,barc71和STS24-16是Lr5R最近的2个标记,遗传距离分别为0.9 c M和2.1 c M。     

小麦品种莱州137抗叶锈性鉴定及基因检测

摘要：小麦叶锈病是小麦生产中的重要病害,培育持久抗叶锈性品种可以有效、经济地控制该病害。本文通过基因推导、分子检测结合系谱分析成株抗性鉴定对小麦重要生产品种中抗病基因进行分析,从而确定小麦品种中所携带的抗病基因。本试验用20个不同毒力的叶锈菌菌系、36个已知抗叶锈基因载体品种以及感病对照品种郑州5389对供试品种莱州137进行苗期抗叶锈病基因推导分析,并分别用12个与抗叶锈病基因连锁的分子标记进行目的基因的分子检测,同时利用系谱分析法来验证莱州137所携带的已知抗叶锈病基因;在2014-2015年度和2015-2016年度将莱州137、慢锈性对照品种SAAR和感病对照品种郑州5389种植于河北农业大学小麦试验田和河南周口黄泛区农场试验田,用田间混合生理小种（FHRT、THTT、THJT）接种进行成株期抗病性鉴定。结果表明,通过苗期基因推导分析,莱州137对小种FGBQ、PGJQ、TGTT、THSM、PHGM、PHST、FHJS、FHGQ、FNTQ、PRSQ和KHGQ表现抗病,而Lr26对FGBQ、PGJQ和TGTT高抗,Lr10和Lr14b分别对小种THSM、PHGM和PHST、PHGM、THTT表现高抗,同时系谱分析和分子检测也验证已知抗叶锈基因Lr26和Lr10,因此在供试品种莱州137中鉴定出Lr26、Lr10、Lr14b以及未知的抗叶锈病基因;根据2年2点的田间抗叶锈病鉴定,莱州137表现出成株抗性特点,且经分子标记检测该品种中未含有Lr34和Lr46,故小麦品种莱州137中含有未知的成株抗叶锈性基因,可作为新的小麦叶锈病抗源加以利用。     

8个小麦育种亲本抗叶锈基因分析

选取19个小麦叶锈菌生理小种对8个小麦育种亲本进行成株期和苗期抗叶锈病鉴定及基因推导,同时利用与24个抗叶锈基因紧密连锁或共分离的31个分子标记进行分子检测。推测出L83#-5与L83#-6含有Lr1,可能含有Lr2c和Lr42;L/PL2003-1含有Lr1,可能含有Lr2c、Lr28和Lr42;贵农13号可能含有Lr28;92R137可能含有Lr2c和Lr28;L201含有Lr1,可能含有Lr2c、Lr16和Lr28;TM可能含有Lr41和其他抗叶锈基因。研究结果表明,测试的8个小麦育种亲本中TM的抗叶锈性最好,具有很好的抗叶锈病应用潜力,可作为小麦抗叶锈病育种的重要抗源。     

河南省16个主栽小麦品种抗叶锈基因分析

为了明确河南省小麦品种的抗叶锈性及抗叶锈基因的分布,为小麦品种推广与合理布局、叶锈病防治及抗病育种提供依据,本研究利用2015年采自河南省的5个小麦叶锈菌流行小种混合菌株,对近几年河南省16个主栽小麦品种进行了苗期抗性鉴定,然后选用12个小麦叶锈菌生理小种对这些品种进行苗期基因推导,同时利用与24个小麦抗叶锈基因紧密连锁(或共分离)的30个分子标记对该16个品种进行了抗叶锈基因分子检测。结果显示,供试品种苗期对小麦叶锈菌混合流行小种均表现高度感病;基因推导与分子检测结果表明,供试品种可能含有Lr1、Lr16、Lr26和Lr30这4个抗叶锈基因,其中先麦8号含有Lr1和Lr26;郑麦366和郑麦9023含有Lr1;西农979和怀川916含有Lr16;中麦895、偃展4110、郑麦7698、平安8号、众麦1号、周麦16、衡观35和矮抗58含有Lr26;周麦22中含有Lr26,还可能含有Lr1和Lr30;豫麦49-198和洛麦23可能含有本研究中检测以外的其他抗叶锈基因。因此,河南省主栽小麦品种的抗叶锈基因丰富度较低,今后育种工作应注重引入其他抗叶锈性基因,提高抗叶锈性,有效控制小麦叶锈病。     

15个小麦农家品种抗叶锈基因分析

本研究旨在明确小麦农家品种中可能含有的抗叶锈病基因,为抗源的选择和利用提供理论依据。以15个小麦农家品种、感病对照品种郑州5389和36个含有已知抗叶锈病基因的载体品种为材料,苗期接种19个具有鉴别力的叶锈菌生理小种进行基因推导,同时利用12个与抗叶锈病基因紧密连锁的分子标记进行分析。为明确其成株期抗性,分别于2016-2017年和2017-2018年在河北保定对小麦农家品种、感病对照品种郑州5389与慢锈品种SAAR进行田间接种,调查并记录田间严重度及普遍率。基因推导和分子标记检测结果显示,在15个小麦农家品种中共检测到7个抗叶锈病基因,其中部分品种还有多个抗性基因,如红狗豆含有Lr1和Lr46;黄花麦含有Lr13和Lr34;大白麦含有Lr14b和Lr26;洋麦含有Lr37和Lr46;成都光头含有Lr34和Lr46;墨脱麦和西山扁穗含有Lr26和Lr46。部分品种含有1个成株期慢叶锈病抗性基因,如同家坝小麦、武都白茧儿、边巴春麦-6、白花麦含有Lr34;红抢麦、白扁穗和白火麦含有Lr46。这些携带有效抗叶锈病基因的农家品种,可为小麦抗叶锈病育种提供抗源。     

小麦品系19HRWSN-76的抗叶锈性研究

小麦叶锈病是影响小麦产量的最主要病害之一,CIMMYT品系19HRWSN-76高抗小麦叶锈病,以该品系与感病品系郑州5389杂交得到F2群体,利用叶锈菌生理小种FHJP对F2群体接菌鉴定,结果显示群体的抗感比例符合3∶1的理论比值,推测19HR WSN-76的抗叶锈性由一对显型基因控制,暂命名为Lr HR76。利用分子标记技术和分离群体分组分析法对F2群体进行分子标记检测,位于3DL的SSR标记barc71与该抗病基因连锁,遗传距离为3.0 c M。     

182份黄淮海麦区小麦品种（系）苗期抗叶锈病基因分析

利用KHST、FHKT和FHJT②3个小麦叶锈菌混合菌株对182份小麦品种(系)进行苗期抗叶锈鉴定,对筛选出的抗性品种利用15个小麦叶锈菌生理小种进行基因推导,结合与20个抗叶锈基因连锁的25个分子标记进行抗叶锈基因分析。182份小麦品种(系)中,14个品种(泰科麦5303、驻麦305、豫圣麦118、存麦18号、轩麦6号、农丰川、丹麦118、郑麦103、郑麦119、赛德麦5号、郑麦369、许科918、豫麦668和AF116-120)表现抗性,其余品种(系)均表现高感;基因推导结果显示,驻麦305、存麦18号、农丰川、郑麦119、赛德麦5号、郑麦369、许科918含有抗叶锈基因Lr33+34;郑麦103含有抗叶锈基因Lr10和Lr33+34;AF116-120含有抗叶锈基因Lr10、Lr16、Lr20和Lr33+34;泰科麦5303、豫圣麦118、丹麦118和豫麦668可能含有其他抗叶锈基因;分子检测结果显示,农川丰、轩麦6号、郑麦103和许科918含有抗叶锈基因Lr1和Lr26;泰科麦5303、豫圣麦118、郑麦119和郑麦369含有抗叶锈基因Lr1;驻麦305、存麦18号和豫麦668含有抗叶锈基因Lr26;AF116-120含有抗叶锈基因Lr1和Lr2c;丹麦118含有抗叶锈基因Lr26和Lr37。所检测小麦品种含抗叶锈基因丰富度低,缺乏有效抗叶锈基因。182份黄淮海麦区小麦品种对小麦叶锈菌的抗病性及抗性品种中抗性基因组成的分析,可以为该地区小麦品种推广、合理布局及叶锈病防治与抗病育种提供科学依据。     

山东省12个主栽小麦品种(系)抗叶锈性分析

本研究旨在明确山东省12个小麦主栽品种(系)抗叶锈性及抗叶锈基因,为小麦品种推广与合理布局、叶锈病防治及抗病育种提供依据。利用2015年采自山东省的5个小麦叶锈菌流行小种的混合小种对这些材料进行苗期抗性鉴定,然后选用15个小麦叶锈菌生理小种对这些品种(系)进行苗期基因推导,并利用与24个小麦抗叶锈基因紧密连锁(或共分离)的30个分子标记对其进行抗叶锈基因分子检测。结果显示,山东省12个主栽小麦品种(系)苗期对该省2015年的5个小麦叶锈菌混合流行小种均表现高度感病。通过基因推导与分子检测发现,济南17含有Lr16,矮抗58和山农20含有Lr26,其余济麦系列、烟农系列、良星系列等9个品种(系)均未检测到所供试标记片段。此外,本研究还对山东省3个非主栽品种进行了检测,结果发现,中麦175含有抗叶锈基因Lr1和Lr37,含有成株抗性基因;皖麦38只检测到Lr26,济麦20未检测到所供试标记片段。综合以上结果,山东省主栽小麦品种(系)所含抗叶锈基因丰富度较低,尤其不含有对我国小麦叶锈菌流行小种有效的抗锈基因,应该引起高度重视,今后育种工作应注重引入其他抗叶锈基因,提高抗叶锈性。     

新疆的小麦品种（系）苗期和成株期抗叶锈性鉴定

对来自新疆的104个小麦品种、高代品系及35个含有已知抗叶锈基因载体品种,在苗期接种12个中国小麦叶锈菌生理小种进行抗叶锈基因推导分析和分子检测;2007-2008年和2008-2009年连续2年度对这些材料进行成株抗叶锈性鉴定并筛选慢叶锈性品种。研究结果显示,在41个品种中共鉴定出6个已知抗叶锈基因Lr26、Lr34、Lr50、Lr3ka、Lr1和Lr14a,其中Lr26存在于21个品种中,Lr34在17个品种被发现,Lr1和Lr14a分别存在于3个品种中,还有2个品种携带Lr3ka以及1个品种携带Lr50。2年田间抗叶锈性鉴定筛选出7个慢叶锈性品种,可用于小麦抗病育种。     

河北省12个小麦主栽品种(系)抗叶锈性鉴定及基因分析

为明确河北省12个小麦主栽品种(系)的抗叶锈性及抗叶锈基因,在苗期选用20个不同毒性谱的小麦叶锈菌菌系接种12个小麦品种(系)以及37个含有已知抗叶锈病基因的载体品种以进行基因推导,同时利用11个与已知抗叶锈病基因紧密连锁的分子标记对12个品种(系)进行标记检测。为进一步鉴定成株期抗性,2014-2015年和2015-2016年连续2年分别在河北保定和河南周口对供试材料进行田间严重度调查。结果表明,在12个品种(系)中检测到Lr1、Lr26、LrB和Lr46共4个抗叶锈病基因,其中8个品种(系)推测含有Lr26,石新618可能含有Lr1,藁优2018可能含有LrB,冀5265可能含有Lr46。2年2点的田间鉴定结果表明,石新733、藁优2018和石优17为慢锈品种(系),可作为抗源材料加以利用。     

小麦品种莱州137抗叶锈病鉴定及基因检测

叶锈病是小麦生产中的重要病害,培育持久抗性品种可以有效控制该病害。本研究以抗病品种莱州137、感病对照品种郑州5389、慢锈性品种SAAR以及36个已知抗叶锈病基因的载体品种为材料,在苗期和成株期进行了2年2点的接种鉴定,通过系谱分析、基因推导和12个与抗叶锈病基因连锁的分子标记检测,发现莱州137携带Lr26、Lr10、Lr14b以及其他未知抗叶锈病基因,且表现成株抗性的特点,说明其可能含有未知的成株抗性基因,可作为新的小麦抗叶锈病抗源加以利用。     

小麦叶锈病抗性基因在山西的有效性研究

采自山西省各地的小麦叶锈菌菌株分别接种在含有已知抗叶锈病基因的小麦近等基因系(或单基因系)上,测定其毒性频率,根据已知抗病基因对叶锈菌群体的抗性程度,对其进行抗性效能的评价。结果表明：抗性基因Lr9、Lr19、Lr24、Lr38的毒性频率较低,分别为23．08％、16．03％、12．82％和1．92％,为山西省小麦叶锈菌的有效抗病基因。在发现的诸多毒性类型中,THT、THK、PHT、TRT的出现频率居前四位,分别为19．23％、8．97％、7．05％、5．77％,为山西省目前小麦叶锈菌群体中的优势毒性类型。     

基于转录组测序开发的一个小麦叶锈菌特异分子标记

小麦叶锈菌毒性变异频繁,新的毒性小种不断出现,往往导致小麦抗叶锈病品种在推广种植几年后的抗性丧失。因此,开发用于田间小麦叶锈病的诊断与预测预报的特异性分子标记具有重要意义。在前期已经完成小麦叶锈菌PHNT转录组测序的基础上,本研究拟在数据库中挑选候选效应蛋白,利用实时荧光定量PCR明确其在叶锈菌侵染小麦后不同时间点的表达模式,根据差异表达分析筛选出候选效应蛋白,再根据编码候选效应蛋白的基因序列设计引物,对小麦叶锈菌PHNT基因组DNA进行PCR扩增,旨在开发小麦叶锈菌特异性分子标记。结果在转录组数据库中筛选出24个候选效应蛋白,qPCR检测明确其中17个具有明显的表达差异。PCR扩增结果表明,基于候选效应蛋白基因PTTG-05290设计的引物在小麦叶锈菌PHNT中获得一条920 bp的条带,且在检测的25种叶锈菌生理小种中均稳定存在,而在小麦条锈菌、菜豆锈菌、枣树锈菌、柳树锈菌、苹果树锈菌及芦苇锈菌6种锈菌中不能获得有效扩增,表明该引物在小麦叶锈菌中具有特异性。qPCR结果表明,PTTG-05290在叶锈菌侵染小麦4 d时达到表达高峰,表达量为0 d的218倍,而0.5 d时便大量检测到该基因。因此,PTTG-05290可作为分子标记用于小麦叶锈菌的田间早期检测及预测预报,对小麦抗叶锈病品种在田间的合理布局具有重要意义。     

小麦遗传背景对黑麦抗叶锈基因Lr26的抗性表达的影响

利用1套从小麦纯系和黑麦自交系培育出的1R附加系、代换系和易位系,研究了1RS上的抗叶锈基因Lr26在小麦中的表达。结果发现,1R二体附加系和纯合1RS/1BL易位系高抗小麦叶锈病;而其小麦亲本、1R(1B)代换系和1BS/1RL易位系重感叶锈病。这一结果指出了黑麦染色体臂1RS上的抗小麦叶锈病基因Lr26在小麦中的表达受小麦染色体臂1BL上的基因的强烈影响,指出了外源基因在小麦中的表达可受染色体臂或基因水平上的相互作用的制约。文中讨论了外源基因与小麦遗传背景相互作用在小麦育种中的意义。     

小麦品种潍麦8号成株抗叶锈QTL定位

小麦品种潍麦8号是一个良好的抗叶锈病资源,为了解其抗叶锈基因在染色体上的位置,对潍麦8号×郑州5389杂交组合的179个F2∶3家系进行了抗叶锈病QTL分析。在染色体2AS上检测到一个主效的QTL,暂命名为QLr.hbau-2AS。QLr.hbau-2AS由抗病亲本潍麦8号提供,位于SSR标记Xcfd36和Xbarc1138之间,区间长度为2.58 c M,2010-2011年度、2011-2012年度和2012-2013年度,QLr.hbau-2AS分别解释了25.79%、71.55%和60.72%表型变异。本研究筛选出与QLr.hbau-2AS连锁的13个分子标记。     

在小麦和叶锈菌互作过程中TCTP的表达特征

翻译控制肿瘤蛋白是调节植物生长发育、参与植物抵抗逆境胁迫的重要调节因子。本研究以叶锈菌生理小种260与4种含有不同抗叶锈基因的近等基因系分别组成亲和程度不同的组合为对象,采用RT-qPCR和Western Blotting方法,从转录和翻译两个水平探讨TCTP在小麦与叶锈菌互作过程中的表达模式。研究结果表明,无论是转录水平还是翻译水平上,TCTP在不亲和组合中均表现为表达量显著上调,但在不同的Lr基因背景下其表达模式有所不同;而在亲和组合中并未表现出明显的变化趋势。基于TCTP mRNA和蛋白水平的结果,发现在小麦与叶锈菌互作体系中TCTP在转录水平和翻译水平均受到调控,推测其在小麦抵抗叶锈菌侵染的防卫反应中可能发挥正调控作用,这将为进一步研究TCTP的功能及其作用机制奠定了基础。     

28份人工合成小麦对禾谷孢囊线虫、纹枯病、条锈病和叶锈病的抗性

为了发现具有兼抗多种病害的小麦种质,本研究采用田间病圃法和人工接种法,对28份人工合成小麦的禾谷孢囊线虫、纹枯病、条锈病和叶锈病进行了抗性鉴定。人工合成小麦对这些病害表现不同程度的抗性反应。C2和C20对鉴定的4种病害都具有抗性,C5、C10和C25对这些病害都表现感病。8份材料对Heterodera avenae和H. filipjevi两种病原线虫都表现抗性反应型,也有的材料只抗一种线虫。供试材料对纹枯病的抗性表现较好,其中19份材料表现抗性反应型。9份材料对接种的条锈菌小种CY30、CY31、CY32和CY33均表现抗性反应型,5份材料对叶锈菌小种THT和PHT都具抗性。     

小麦品种贵农22号抗条锈基因遗传分析

贵农22号是利用簇毛麦(Haynaldia villosa)、硬粒小麦(Triticum durum)及普通小麦(Triticum aestuvum)杂交而育成的普通小麦品种,其抗中国目前流行和出现的条锈菌小种,已成为目前重要的抗小麦条锈病抗源。为了明确该品种抗锈遗传规律并进行应用前景评价,用一个流行的强毒性小种条中31号和一个突变弱毒性小种CY29-mut3,分别接种贵农22与国际已知抗锈基因品种Moro及感病品种辉县红双列杂交F2、F2代各株系幼苗,对贵农22号进行了抗锈性遗传分析,以便于在抗病育种中进一步应用。研究结果表明,贵农22号有三对独立遗传的抗条锈基因,暂定名为YrGui 1、YrGui 2和YrGui 3,它们表达稳定,不受亲本正反交影响,而并不具有Yr 10。Yr10基因载体品种Moto中有二或四对基因抗中国不同的条锈菌小种,不同小种及正反交对基因的表达有影响,为父本时其对CY29-mut3小种有两对完全显性基因、一对中度抗病基因及一对隐性抗病基因,而为母本时有一对完全显性基因和一对中度抗病基因起抗病作用;对条中31号,其为父本时有一对显性基因和一对隐性基因,为母本时可能存在两对累加作用基因或两对隐性抗病基因控制抗痫作用。     

小麦叶锈病新抗源筛选

小麦叶锈病是小麦生产的主要病害之一,发病严重时往往导致大幅度减产。叶锈菌生理小种的变异易导致抗病基因抗性的丧失,因此不断获得新抗源对小麦抗病育种至关重要。小麦近缘植物中含有丰富的小麦育种所需的抗病基因。本研究从小麦-近缘植物双二倍体、附加系、代换系或易位系等创新种质中筛选出小麦叶锈病新抗源,为利用这些新抗源打下基础。苗期对116份供试材料人工接种美国堪萨斯州流行的小麦叶锈菌混合生理小种 (Lrcomp) ,其中部分材料人工接种09-9-1441-1等5个中国当前流行的叶锈菌生理小种进行抗性鉴定,筛选获得新抗源。116份种质中,31份免疫、近免疫或高抗Lrcomp。含有希尔斯山羊草、尾状山羊草、拟斯卑尔脱山羊草、两芒山羊草、卵穗山羊草、沙融山羊草、柱穗山羊草、顶芒山羊草、小伞山羊草、偏凸山羊草、中间偃麦草、茸毛偃麦草、长穗偃麦草、粗穗披碱草、栽培黑麦、非洲黑麦、提莫菲维染色质的部分种质免疫或高抗Lrcomp,而含二角山羊草、无芒山羊草、沙生冰草、多年生簇毛麦和一年生簇毛麦染色质的种质表现中感至高感Lrcomp。希尔斯山羊草4S染色体、尾状山羊草C#1和D#1染色体和两芒山羊草、顶芒山羊草中可能含有未被报道的抗Lrcomp的新基因,值得进一步向小麦转育。小麦-粗穗披碱草1HtS.1BL罗伯逊易位系对Lrcomp及 09-9-1441-1和09-9-1426-1等5个中国当前流行叶锈菌生理小种近免疫,值得利用染色体工程等方法获得小片段抗病易位系应用于我国小麦抗叶锈育种。     

2012–2013年中国禾柄锈菌小麦专化型小种动态及新毒力谱分析

监测具有潜在威胁的小麦秆锈病病原菌小种动态并分析其毒力谱变化,是培育抗病品种不可或缺的基础工作。在小麦秆锈病鲜有发生的情况下,于2012–2013年获得小麦田间秆锈病标样11份和经有性生殖过程的禾柄锈菌小麦专化型菌样22份。上述菌样经过分离、纯化,得到了53个单孢子堆菌株。利用国内最新采用的禾柄锈菌小麦专化型小种与毒力鉴别寄主体系进行分析,鉴定出13个生理小种,其中34C3RTGQM和34Oro II-MRGQM为优势小种,出现频率均为13.2%,首次发现了对Sr5+Sr11具有联合毒力的6个新小种,其出现频率处在1.9%–13.2%范围内。同时测定出Sr9e、Sr26、Sr31、Sr33、Sr37、Sr38、Sr47和Sr Tt3等8个抗秆锈病单基因对全部供试菌株表现抗病,余下40个单基因系则分别表现对1个以上至全部菌株感病。结论:(1)首次报道了6个对Sr5+Sr11具有危险性的联合毒力谱的新小种类型,这类毒力类型应当被密切关注;(2)明确了当前完全有效的8个抗秆锈病基因和其他部分有效的抗病基因;(3)初步说明了有性循环菌株与无性循环菌株在毒力结构上存在差异。