400份小麦品种（系）条锈病成株期抗性鉴定与评价

发掘新抗源,不断拓宽抗病遗传资源,是确保农业生产可持续发展的重要战略储备。为明确400个小麦品种(系)的抗条锈表现及抗条锈基因分布状况,本研究利用混合小种(CYR31、CYR32和CYR33)在田间进行成株期条锈病抗性鉴定,同时以Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26已知抗条锈病基因的分子标记进行检测筛查,综合分析供试材料可能携带的抗病基因。结果表明,在400份材料中,成株期对混合菌种表现高抗至免疫(IT=0～1)的品种(系)有177份,占44.25%;中抗(IT=2)品种(系)62份,占15.5%;中感或高感(IT=3/4)品种(系)161份,占40.25%。结合抗病表现和已知Yr基因分子检测结果表明:供试小麦中121份材料携带Yr5,占30.25%;96份携带Yr9,占24%;10份携带Yr10,占2.5%;19份携带Yr15,占4.75%;150份携带Yr17,占37.5%;15份携带Yr18,占3.75%;127份携带Yr26,占31.75%。其中定西24、N7187等25份材料未发现携带Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26,推测可能含有其他未知抗性基因或新基因。该研究结果建立了小麦条锈病抗源鉴定和评价体系,筛选出177份具有不同抗病性特征的抗源材料,其中25份可能含有新抗源,为进一步培育抗条锈病新品种奠定了基础。     

小麦条锈菌鉴别寄主抗条锈病基因Yr9的微卫星标记

以含有Yr9的抗条锈病近等基因系Taichung29＊6／Yr9及其轮回亲本Taichung29为材料,用目的基因所在1B染色体上32对微卫星引物对其基因组DNA进行PCR扩增,发现引物Xgwm582在近等基因系与轮回亲本间可扩增出特异性DNA片段。经F2代分离群体177个抗、感单株检测证实,该片段位点与抗条锈病基因Yr9紧密连锁,遗传距离为3．7cM,确定Xgwm582可作为抗条锈病基因Yr9的标记。     

小麦高代品系中抗条锈病基因Yr69的分子标记检测

利用抗病基因改良品种的抗病性是防治条锈病危害的有效途径,育种过程中使用分子标记辅助选择(MAS,markerassisted selection)能够有效提高目标基因的选择效率。为了检测长4738/CH7086和烟农999/CH7086后代选系中是否含有抗条锈病基因Yr69并验证Yr69连锁标记的有效性,利用分子标记2AS33和人工接种鉴定的方法对2个群体的63个F6品系进行了标记检测和抗性评价。结果表明,长4738/CH7086后代的35个品系中有32个含有Yr69,且全部表现为抗病,1个品系未检测到Yr69但也表现为抗病;烟农999/CH7086后代的28个品系中有8个含有Yr69,其中7个抗性稳定,1个出现抗、感分离现象;63个品系中有3个基因型与表型不一致,2AS33检测的准确率为95.2%,可有效用于抗条锈病基因Yr69的分子标记辅助选择。筛选出的40个稳定抗病品系经过产量与适应性鉴定后可用于参加品种比较试验,也可作为优良亲本用于抗病育种。     

抗病基因Bdv2抑制大麦黄矮病毒复制和运动的分子证据

小麦-中间偃麦草易位系YW642含有一个源于中间偃麦草7X染色体的抗性基因Bdv2,对大麦黄矮病毒GAV株系具有高度抗性。为有效控制该病毒和阐明抗黄矮病机制,采用半定量RT-PCR的方法,研究了大麦黄矮病毒GAV株系在YW642及其感病姊妹系YW641中积累浓度的差异。分别在接种病毒不同时间、不同部位上取样,用半定量RT-PCR的方法来检测GAV的积累浓度。在接种部位,抗病植株中病毒的浓度远远低于感病植株。在侵染的前5d,抗病植株YW642中病毒会有一定程度的复制和积累,但随后病毒浓度开始下降,接种14—16d时没有检测到病毒;而在感病株系中,病毒积累的浓度远远高于抗病植株,并一直维持一个较高的浓度。在未接种部位．感病植株中可检测到较高浓度的病毒,说明病毒能从接种点很快运动到未接种部位,并大量复制。而在抗病系YW642中,未接种部位始终未检测到病毒。实验结果从分子水平上证明,在抗病植株中BYDV的复制和运动均受到了极大的抑制：这是抗病基因Bdv2与BYDV互作后,激活了一系列防御基因的结果。另外还确定了防御基因诱导表达的时间,为从抗病植株中分离抗病相关基因、研究抗黄矮病机制提供了取样的依据。     

一粒小麦抗白粉病和条锈病基因的分析

一粒小麦是普通小麦抗性改良的宝贵资源.本研究对24份一粒小麦分别进行了白粉病和条锈病混合菌种苗期接种鉴定,进一步分别用一套白粉病菌菌株(15个)对2份乌拉尔图小麦和条锈病菌小种(21个)对1份栽培一粒小麦进行接种鉴定,其中乌拉尔图小麦UR206能抵抗所有供试白粉菌菌株,UR204除对白粉菌菌株E11感病外,对其余菌株表现抗性;栽培一粒小麦MO205对不同条锈菌小种表现出不同的抗性反应,研究表明乌拉尔图小麦UR206、UR204和栽培一粒小麦MO205分别含有与已知抗白粉病和抗条锈病基因不同的新基因.对乌拉尔图小麦UR204、UR206和栽培一粒小麦MO205分别进行抗白粉和条锈病基因的遗传分析,结果表明乌拉尔图小麦UR204和UR206分别含有一对显性抗白粉病基因,栽培一粒小麦MO205含有两对独立遗传的显性抗条锈病基因.     

人工合成小麦CI184条锈病成株抗性基因的鉴定及分子标记定位

以硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦CI184、感病品种‘铭贤169’及其杂交组合的正反交F1以及CI184/‘铭贤169’F2、F2:3家系为材料,鉴定其条锈病抗性,对CI184条锈病抗性进行遗传分析;采用SSR分子标记技术和集群分离分析法进行多态性筛选,以F3抗病鉴定数据为依据,对CI184中条锈病抗性基因进行分子标记定位。结果显示:(1)CI184在苗期抗性鉴定中,对30种小麦条锈菌生理小种表现抗性,但对中国四川新出现的条锈菌生理小种V26表现苗期感病;在田间成株抗性接种鉴定中,CI184对中国流行的小麦条锈菌生理小种条中32、条中33、水源4、水源5、水源7和V26等表现出成株抗性。(2)CI184中条锈病抗性由隐性基因位点控制。(3)仅检测到一个控制条锈病抗性的QTL位点,位于1B染色体上Xgwm18和Xwmc626之间,暂时命名为Qyr.zz_1B,在四川和北京2个环境中可分别解释CI184中13.36%和18.07%的成株抗性贡献率。(4)Qyr.zz_1B位点的3个SSR标记和Yr15的1个SSR标记可以区分该位点与1B染色体上的其他抗条锈病基因,如Yr15、Yr24和Yr26/YrCH42。表明Qyr.zz_1B位点在小麦条锈病的抗病育种中具有潜在的应用价值。     

籽用美洲南瓜叶片对白粉病菌的抗逆生理响应

以籽用美洲南瓜(Cucurbita pepo L.)白粉病抗病品系F2和感病品系M3为试材,在人工气候箱内接种白粉病生理小种2US孢子悬浮液,考察在接种白粉病菌后南瓜幼苗植株与白粉病菌的互作、叶片活性氧代谢及保护酶活性的变化,探讨南瓜抵御白粉病的生理机制。结果表明：(1)与感病品系M3相比,接种白粉病菌后,抗病品系F2叶片上病原菌发育缓慢,较难侵染叶片。(2)抗病品系F2在感病初期叶片H₂O₂、O₂^-·含量迅速升高后逐渐下降,而感病品系在感病初期H₂O₂、O₂^-·含量上升缓慢,在达最大值后始终保持较高水平,且感病品系叶片MDA含量始终高于抗病品系;组织化学染色分析发现,抗病品系叶片着色比感病品系快,之后着色面积有所减少并趋于较低水平。(3)抗病品系F2和感病品系M3叶片抗氧化酶CAT、SOD、POD活性及PAL、PPO活性在接种白粉病菌后均显著增加,但抗病品系的活性及其增幅均高于感病品系。研究发现,籽用美洲南瓜抗病品系叶片上白粉病菌发育缓慢,较难受到侵染,生成菌丝体后叶片上粉状斑点较小;抗病品系在被白粉病菌侵染初期依靠活性氧的增加抵御病原菌的入侵,随着活性氧含量增加抗病品系通过迅速增加自身抗氧化酶活性来防止氧化胁迫;与感病品系相比,抗病品系在受病原菌侵染后能迅速增加PAL、PPO活性以抵御病原菌侵染。     

条锈病对小麦(Triticum aestivum L.)叶片光合功能及光合功能蛋白D1表达的影响

测定了小麦(Triticum aestivum L.)感染小麦条锈病后的光合常数,以及叶绿素含量、类囊体膜光合电子传递速率和光合反应中心D1蛋白的变化.实验显示,条锈病侵染导致感病小麦叶片净光合速率与叶绿素含量降低;抗病小麦经侵染后净光合速率却有恢复过程,叶绿素含量先降后升.此外,感病小麦叶片被侵染后全链电子传递速率受到抑制,PSII电子传递速率的变化与全链电子传递速率的变化趋势相似,但PSI电子传递速率受到的影响较小;抗病小麦小麦叶片被侵染后电子传递速率所受影响较小.同时发现,病程中,感病和抗病小麦PSII的光合反应中心D1蛋白含量变化总是与PSII电子传递速率的变化类似,推测D1蛋白的表达量变化是引起PSII电子传递活性与全链电子传递速率变化的主要因素之一.     

青枯病病菌对茄子相关防卫信号基因表达及活性氧含量的影响

本文以茄子抗青枯病自交系和感病自交系为试材,在接种青枯病菌后,对调控抗性反应的不同信号传导基因进行表达特性分析。结果表明,在9个基因中,EDS1、PAD4、NPR1、SGTI和WRYK70等5个基因的表达均随着接种诱导时间延长而增加,而且在抗病自交系‘E-31’中的表达量要高于感病自交系‘E．32’;而JAR1、NDR1、EIN2YeaRARl等基因的表达随着接种诱导时间的增加,表达水平变化不大。初步推断EDS1、PAD4、NPRI、SGTI和WRYK70可能与调节茄子抗青枯病抗性反应有关。同时茄子在接种后活性氧的含量均增加,但是感病植株的含量高于抗病植株。     

小麦新抗源贵农775抗条锈性特征与遗传分析

发掘并利用不同类型抗条锈病基因,构建区域间抗病基因多样性差异布局,是阻遏条锈菌大区域传播、实现小麦条锈病持续控制的重要策略。为了明确小麦新抗源贵农775抗条锈性特征和抗性遗传规律,为其合理布局应用提供依据,文章利用10个条锈菌菌系进行苗期分小种鉴定;构建贵农775与感病品种Avocet(S)杂交后代F2:3及回交BC1遗传群体,利用小麦条锈菌流行小种CYR32和最近发现的对Yr26基因有毒性的新致病类型CH42,对贵农775进行抗条锈性遗传分析。结果表明,贵农775对包括CH42致病类型在内的所有10个供试菌系均表现为免疫或近免疫的抗病性反应,而中国当前主要条锈病抗源品种92R137、川麦42(YrCH42)、贵农22(YrGN22)及Yr24等均不抗CH42;抗病遗传分析结果表明,贵农775对小麦条锈菌小种CYR32和CH42的抗性分别由一对显性核基因控制,并且为不同的小种专化抗性基因。     

Molecular mapping of a non-host resistance gene YrpstY1 in barley (Hordeum vulgare L.) for resistance to wheat stripe rust

Cultivated barley (Hordeum vulgare L.) is considered as a non-host or inappropriate host species for wheat stripe rust caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici. Most barley cultivars show a broad-spectrum resistance to wheat stripe rust. To determine the genes for resistance to wheat stripe rust in barley, a cross was made between a resistant barley line Y12 and a susceptible line Y16. The two parents, F(1) and 147 BC(1) plants were tested at seedling stage with Chinese prevalent race CYR32 of Puccinia striiformis f. sp. tritici by artificial inoculation in greenhouse. The results indicated that Y12 possessed one dominant resistance gene to wheat stripe rust, designated YrpstY1 provisionally. A total of 388 simple sequence repeat (SSR) markers were used to map the resistance gene in Y12 using bulked segregant analysis. A linkage map, including nine SSR loci on chromosome 7H and YrpstY1, was constructed using the BC(1) population, indicating that the resistance gene YrpstY1 is located on chromosome 7H. It is potential to transfer the resistance gene into common wheat for stripe rust resistance.     

1994 - 2002年小麦品种(系)抗条锈性鉴定与监测

1994—2002年经对3822份小麦品种(系)材料抗条锈性鉴定结果表明,冬小麦抗条锈性优于春小麦,甘肃品种抗条锈性优于国内其它省区品种。田间抗条锈性监测结果表明,我国主要生产品种均表现感病,甘肃主要生产品种仅陇鉴127等少数几个品种抗病,抗源材料中也仅有中四等少数品种表现抗病,结合抗病性鉴定、监测结果及田间综合农艺性状观察,筛选出20余份可供育种利用的抗源材料。同时在针对今后抗条中31、32号等主要小种类型的抗病育种、抗病性监测等方面进行了讨论。     

四川省小麦条锈菌群体遗传多样性的SSR分析

利用TP-M13-SSR自动荧光检测技术,对四川省小麦条锈菌群体遗传多样性水平进行了分析。研究结果表明,四川省小麦条锈菌群体遗传多样性比较丰富,地区之间存在明显的差异,川西北和四川盆地的种群遗传多样性相对较高,而四川西南部和四川东南部的种群遗传多样性较低。四川小麦条锈菌群体存在一定的遗传分化,地区间的遗传变异仅占14.92%,群体间的遗传变异占总变异的23.06%,群体内遗传变异占60.02%,遗传变异主要存在于群体内部。基因流和共享基因型从分子水平证实了四川小麦条锈菌在地区间的传播,且川西北和四川盆地之间的菌源交流最为广泛。     

小麦条锈菌条中31号生理小种SCAR检测标记的建立

建立小麦条锈菌Pucciniastriiformisf.sp.tritici生理小种的快速分子检测技术对我国小麦条锈病的监测和防治策略的制定具有重要价值,本文首次报道了利用SCAR—PCR技术进行条锈菌生理小种分子检测的方法。通过对我国目前主要优势小种条中31号RAPD片段的规模筛选,在对特异片段回收、克隆、测序的基础上,设计特异PCR引物,成功获得了条中31号生理小种专化的SCAR检测标记。     

陇南地区不同海拔区域内小麦条锈菌群体遗传多样性的分析

小麦条锈病是世界范围内小麦上最重要的流行性病害之一,可造成严重的产量损失。陇南地区是我国小麦条锈菌主要越夏易变区和新小种发源地,了解该地区不同海拔高度区域内条锈菌遗传多样性有重要意义。本研究采用TP-M13-SSR荧光标记技术对11个种群330个小麦条锈菌分离株基因组DNA进行了SSR标记分析。不同海拔区域的条锈菌遗传多样性有明显的差异,高山区的遗传多样性比较丰富,半山区次之,川道区相对比较低。不同生态区域内,小麦条锈菌群体遗传分化程度不同,高山区和半山区遗传分化程度大,基因流小,川道区群体遗传分化程度比较小,基因流大。来自不同海拔区域的菌系具有相同的基因型,这一结果从分子水平证明了在陇南地区小麦条锈菌在山区与川地之间存在广泛的菌源交流,可就地完成周年循环。     

Alterations in some oxidative parameters in susceptible and resistant wheat plants infected with Puccinia recondita f.sp. tritici

We studied the systemic effects after infection of susceptible and resistant (expressing HSR) wheat plants with leaf rust (Puccinia recondita f.sp. tritici) on the amount of hydrogen peroxide and activity of some ROS scavenging enzymes. Measurements were performed 7 and 21 days after inoculation. In susceptible cultivar (Sadovo 1), an inhibition of activity of catatase and GST was found. By contrast, in resistant cultivar (Kristal), the infection caused an activation of these enzymes. Moreover, it was established that cv. Kristal plants possess constitutive higher levels of hydrogen peroxide, as well as higher superoxide dismutase activity.     

两系杂交小麦恢复系MR168抗条锈病基因遗传分析及分子标记定位

小麦条锈病是影响杂交小麦普及推广的重要因素。文章利用基因推导法和SSR分子标记技术,研究了温光型两系杂交小麦恢复系MR168的抗条锈性遗传规律及其控制基因染色体位置。结果表明,MR168对CY29、CY31、CY32、CY33等条锈菌生理小种表现高抗至免疫;对SY95-71/MR168杂交组合的正反交F1、BC1、F2和F3群体分单株接种鉴定显示,MR168对CY32号小种的抗性受1对显性核基因控制,该抗病基因来源于春小麦品种辽春10号。利用集群分离分析法(Bulked segregant analysis,BSA)和简单重复序列(Simple sequence repeat,SSR)分子标记分析抗病亲本MR168、感病亲本SY95-71及183个F2代单株,发现了与MR168抗条锈病基因连锁的5个微卫星标记Xgwm273、Xgwm18、Xbarc187、Xwmc269、Xwmc406,并将该基因初步定位在1BS着丝粒附近,暂命名为YrMR168;构建了包含YrMR168的SSR标记遗传图谱,距离YrMR168最近的两个微卫星位点是Xgwm18和Xbarc187,遗传距离分别为1.9 cM和2.4 cM,这两个微卫星标记可用于杂交小麦抗条锈病分子标记辅助育种。     

中国小麦条锈菌转主寄主小檗的鉴定

用萌发的小麦条锈菌冬孢子接种采自陕西省境内的陕西小檗、少齿小檗和长穗小檗,3种小檗均产生了性孢子器和锈孢子器。用人工接种小麦条锈菌冬孢子在陕西小檗上产生的锈孢子器接种小麦铭贤169产生了典型的条锈菌夏孢子堆症状。特异性PCR和DNA序列分析表明,人工接种产生于小檗上的锈孢子、接种锈孢子于小麦上产生的夏孢子堆与小麦条锈菌DNA的ITS区序列完全一致。更为重要的是,用采自田间受锈菌侵染的小檗叶片产生的锈孢子接种小麦铭贤169,经培养在小麦铭贤169叶片上产生了典型的条锈病症状。从而证实,在自然条件下,在中国,小檗不仅可作为小麦条锈菌的转主寄主,而且小麦条锈菌可在小檗上完成其有性繁殖过程。这一发现对进一步揭示我国小麦条锈菌高度的群体遗传多样性与毒性变异机理、完善小麦条锈病的防治策略具有十分重要的理论和实际意义。