小麦品种梭条花叶病抗性基因遗传分析及分子标记筛选

选用3个抗梭条花叶病的小麦品种“仪宁小麦”、“徐87633”和“西风”为抗病亲本、以感病品种“镇9523”为感病亲本配制了3个杂交组合,对4个亲本及其杂种后代(F1及F2代)单株的田间抗病鉴定表明,3个抗病亲本的抗性均由核基因控制,为显性遗传方式。“仪宁小麦”和“西风”的抗性受两对表现互补效应的显性基因控制;“徐87633”的抗性受一对显性基因控制。选取涉及小麦21条染色体上的266对SSR引物在“仪宁小麦”和“镇9523”间进行筛选,其中108对引物在两亲本间表现多态。根据“仪宁小麦”ד镇9523”F2代单株的田间抗病鉴定结果,采用BSA的方法,将已初筛的108对引物在抗、感池间进行扩增,发现引物Xgwm261在抗、感池间表现多态,表明该引物与“仪宁小麦”的抗病基因连锁,并将该抗病位点初步定位于2DS上。用该标记对F2代224个单株进行PCR扩增,根据扩增结果,采用Mapmaker3.0软件计算遗传距离,结果显示,该标记与抗病位点间的遗传距离为22.9cM。     

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。     

水稻抗纹枯病遗传育种研究进展

纹枯病是世界性水稻病害, 在中国南方部分水稻种植区已成为水稻第一大病害. 但对水稻抗纹枯病遗传育种研究却进展缓慢. 抗性鉴定方法、抗病基因定位和抗性资源发掘是抗病遗传育种研究中的最重要内容, 亦是抗病品种选育的基础. 本文综述了近年提出的水稻纹枯病抗性鉴定方法, 对抗病基因QTL进行物理图谱整合, 分析了抗病QTL的定位概况, 同时对抗源发掘和抗病育种方面的新进展进行了归纳与讨论, 最后提出下一步研究方向, 以期为加速水稻抗纹枯病遗传育种进程提供帮助.     

小麦改良的可利用资源：黑麦抗病基因

黑麦(Secale cereale)蕴藏着丰富的抗病基因,是改良小麦抗性的重要资源,黑麦抗病基因的导入一直是小麦育种的重要研究课题。本文综述了黑麦抗病基因的染色体定位、分子标记研究和含黑麦抗病基因的小麦种质资源在我国小麦育种中的应用,对应用中存在的问题进行了分析,并对今后的研究方向进行了展望。     

小麦农家品种赤壳中一个主效抗条锈病基因的微卫星标记和定位

小麦农家品种赤壳(苏1900)对当前我国小麦条锈菌(Puccinia striiformis Westend.f.sp.tritici)多个流行小种均有较好抗性。遗传分析表明,该品种对条中32号小种的抗性是由一对显性基因控制。本文采用分离群体分析法(bulked segregant analysis,BSA)和微卫星多态性分析方法,对该基因进行了分子标记和定位研究。用Taichung29×赤壳的F2代分离群体建立抗、感DNA池,共筛选了400多对SSR引物,发现5个标记Xwmc44、Xgwm259、Xwmc367、Xcfa2292、Xbarc80在抗、感DNA池间与在抗、感亲本间同样具有多态性,它们均位于1BL染色体臂上。经用具有140株抗病株、60株感病株共200株植株的F2代分离群体进行的遗传连锁性检测,上述5个标记均与目的基因相连锁,遗传距离分别为8.3cM、9.1cM、17.2cM、20.6cM和31.6cM。用全套21个中国春缺-四体材料进行的检测进一步证实了这5个SSR标记均位于小麦1B染色体上。综合上述结果,将赤壳中的主效抗条锈病基因YrChk定位在1BL染色体臂上。与以前已定位于1B染色体上的抗条锈病基因的比较研究表明,YrChk基因可能是一个新的抗条锈病基因。小麦农家品种中抗病基因资源的发掘和利用将有助于提高我国小麦生产品种中的抗病基因丰富度,有助于改善长期以来小麦生产品种中抗病基因单一化的局面。     

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。     

小麦赤霉病抗病机制研究进展

小麦赤霉病是一种小麦穗部病害,严重影响小麦的产量和品质。挖掘小麦赤霉病抗性基因,揭示其抗病机制,对于提高小麦赤霉病抗性,推动小麦赤霉病抗性育种进程具有重要的意义。系统阐述了抗赤霉病相关QTL、多组学研究、细胞壁防卫、信号转导、次生代谢物合成、识别应答等小麦赤霉病抗性机制的研究进展,并对未来小麦赤霉病抗性机制的研究方向进行了探讨。希望以此加深研究者对小麦赤霉病抗性机制的了解,为未来小麦抗赤霉病分子机制研究提供理论基础,为小麦抗赤霉病遗传改良提供丰富的基因资源。     

小麦抗赤霉病研究现状与展望

小麦是我国最重要的口粮作物之一。在小麦生产所面临的各种病害中,赤霉病的发生具有愈来愈严重的趋势,引起小麦产业界的高度关注。近几十年来,科研人员在小麦抗赤霉病遗传育种以及防控技术领域进行了持续不懈的努力,在赤霉病病原菌致病基因、小麦赤霉病抗性基因定位、克隆及功能研究以及抗赤霉病分子育种等方面取得了重大进展。本文主要从赤霉病抗性基因资源的发掘和鉴定、不同抗源遗传基础解析、小麦赤霉病抗性基因、抗赤霉病分子标记辅助选择育种与基因聚合以及小麦抗赤霉病基因的克隆和功能研究等方面进行了综述,分析了目前小麦抗赤霉病研究中存在的问题,并提出应加强基因克隆、功能分子标记开发以及应用单体型辅助选择(HAS)和标记组辅助选择(MSAS)等小麦抗赤霉病研究的相关建议。     

小麦抗条锈病基因YrCN19的诊断检测和遗传分析

用小麦条锈病抗性基因YrCN19的诊断标记Xgwm410对19个小麦品种或品系进行PCR筛选,其中川农19、新抗5号、爱民5号和爱民6号扩增出与条锈病抗性基因YrCN19共分离的特征片断,其大小为391个碱基,而在其他的小麦品种或品系中未能检测到该片断。系谱分析和抗性鉴定结果表明川农19、新抗5号、爱民5号和爱民6号含有小麦条锈病基因YrCN19。抗性遗传分析发现小麦条锈病抗性在川农19,新抗5号和爱民5号中的遗传符合单个显性基因的遗传规律(3抗:1感);杂交组合烟辐188/爱民6号的抗性遗传也符合单个显性基因的遗传规律,而另外一些杂交组合(如R25/爱民6号,鲁955159/爱民6号和苏3110/爱民6号)中的抗性分离则符合两对基因互补的遗传规律(9抗:7感)。本研究揭示了小麦条锈病抗性基因YrCN19在不同遗传背景和杂交组合的抗性表达和分离有差异,从而加速YrCN19在小麦抗条锈育种中的开发与利用。     

小麦农家品种红麦(京2747)主效抗条锈病基因的RAPD标记

小麦农家品种红麦(京2747)可抗中国小麦条锈菌多个生理小种。遗传分析表明,该品种对于小麦条锈菌条中19号生理小种的抗性由1对显性基因控制。本研究采用铭贤169×红麦的F2分离群体建立抗、感DNA池,用RAPD方法进行DNA多态性分析。共筛选236个10碱基随机引物,其中引物S1167所扩增出的1条约245 bp的多态性DNA片段只出现在抗病DNA池和红麦中,而不出现在感病DNA池和感病品种铭贤169中。经用201株杂交F2植株对多态性DNA片段S1167245与目的基因的遗传连锁性进行分析,在164株抗病单株中有156株可稳定扩增出该特异DNA片段,而在37株感病单株中则有34株不能扩增出该特异DNA片段,经统计共有11株发生了交换,标记S1167245与目的抗病基因间的遗传距离为6.1cM。本研究得到的RAPD标记S1167245表现稳定、重复性强,可用于小麦抗锈育种中的标记辅助选择,促进红麦的抗条锈基因的利用。     

Identification of RFLP markers for resistance to wheat spindle streak mosaic bymovirus (WSSMV) disease.

Wheat spindle streak mosaic bymovirus (WSSMV) causes an economically important disease of winter wheat in Europe and North America. Artificial inoculation with this virus to identify resistant wheat genotypes is difficult. This study was conducted to identify restriction fragment length polymorphism (RFLP) markers associated with resistance to this disease. A population, consisting of 104 F5 recombinant inbred lines from a cross between hexaploid Triticum aestivum cultivars 'Geneva' (resistant) and 'Augusta' (susceptible), was evaluated for WSSMV symptoms under field conditions for four years. Two linked markers on the long arm of chromosome 2D, Xbcd1095 and Xcdo373, were determined to be associated with WSSMV resistance by bulked segregant analysis of the 10 most resistant and 10 most susceptible lines. Marker Xcdo373 accounted for 79% and Xbcd1095 for 73% of the phenotypic variation. Our results suggest that resistance to WSSMV in this population is qualitative in nature and is controlled by few genes. These markers should be useful in the development of wheat cultivars resistant to WSSMV and perhaps also to wheat yellow mosaic bymovirus (WYMV).     

我国“十三五”育成小麦新品种（系）抗赤霉病进展分析与展望

小麦赤霉病严重威胁我国粮食和食品安全,培育抗赤霉病小麦品种是解决该病害最经济有效的途径。20世纪90年代后,以扬麦158为代表的扬麦、宁麦系列中抗赤霉病品种的育成和大面积推广有效抵御了长江中下游麦区的赤霉病危害,使我国抗赤霉病育种处于国际领先水平。尽管全球明确了7个抗赤霉病基因,为开展抗赤霉病育种提供了重要支撑,但由于赤霉病抗性机制复杂,实现高抗与高产的协调仍极其困难,抗赤霉病仍是当前及未来我国小麦育种的主要目标。对“十三五”期间我国小麦新品系和审定品种的抗性情况以及我国抗赤霉病育种方面取得的进展进行了综述,并提出了重视挖掘和利用扬麦等推广品种中优异抗性基因、将Fhb1导入扬麦等主栽品种的育种技术路线和重视表型精准鉴定等建议,以期为实现我国抗赤霉病育种突破提供借鉴。     

我国小麦抗麦长管蚜(Sitobion avenae)研究概况

麦长管蚜是我国小麦的重要害虫之一。选育和种植抗虫品种是防治麦长管蚜的理想方法。本文就我国小麦抗麦长管蚜种质资源筛选、抗性机制和小麦品种对麦蚜种群动态影响等方面的研究进展进行了概括,同时指出今后应加强小麦抗麦长管蚜基因的研究。     

Quantitative studies of the post-penetration phase of infection by Puccinia graminis tritici

Data obtained during the first 120 h after several resistant and susceptible varieties of wheat and some non-host species were inoculated with uredio-spores of Puccinia graminis tritici provided further evidence in support of the suggestion that hypersensitive necrosis is a consequence, and not the cause, of resistance. No evidence was obtained that individual genes for stem-rust resistance specifically influenced colony growth or the histological changes that occurred during infection. However, combinations of major resistance genes or the presence of minor genes for resistance apparently did affect colony growth and hypersensitive cell collapse. Three groups of varieties – resistant, intermediate and susceptible – were distinguished on the basis of colony growth and the amount and proportion of necrotic tissue associated with colony development. The boundary between the intermediate and susceptible groups was not as distinct as that between the intermediate and resistant groups.     

不同生态区小麦品种的穗发芽抗性评价

本研究对来自不同生态区的137个小麦品种进行穗发芽抗性鉴定,计算相对发芽指数,并分析这些品种穗部籽粒性状、品质指标、吸胀萌发后0～72 h α-淀粉酶活性及其基因表达量与穗发芽抗性之间的关系。结果表明: 长江中下游麦区小麦的平均发芽指数最低,抗穗发芽品种最多,其次是长江上游麦区,黄淮麦区抗穗发芽品种相对较少。红粒品种小麦的相对发芽指数低于白粒品种,相对发芽指数与籽粒长度、宽度呈极显著正相关,与小穗数呈显著正相关,与穗型、穗色、穗长、小穗密度、穗粒数、千粒重无显著相关性。相对发芽指数与容重呈极显著负相关,与面团形成时间和出粉率呈显著负相关,与蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率、稳定时间、沉降值、拉伸面积、延展性、最大阻力无显著相关性。不同品种的α-淀粉酶活性随吸胀萌发时间的延长呈上升趋势,萌发24～72 h的相对发芽指数与α-淀粉酶活性呈极显著正相关,穗发芽中抗以上品种萌发48 h后α-淀粉酶活性聚类分析结果与穗发芽鉴定结果一致。萌发后各时段α-淀粉酶基因表达量与相对发芽指数呈极显著正相关。     

Synthetic hexaploid wheat enhances variation and adaptive evolution of bread wheat in breeding processes

Synthetic hexaploid wheat (SHW) that combines novel and elite genes from the tetraploid wheat Triticum turgidum L. and wild ancestor Aegilops tauschii Coss., has been used to genetically improve hexaploid common wheat. The abundant genetic diversity in SHW can effectively make breakthroughs in wheat genetic improvement through the inclusion of increased variation. In this paper, we reviewed the current advances in research and utilization of the primary SHW lines and SHW-derived wheat varieties that have enhanced evolution of modern wheat under conditions of natural and artificial selection in southwestern China. Using primary SHW lines, four high-yielding wheat varieties have been developed. In addition, using the SHW-derived varieties as breeding parents, 12 new wheat varieties were also developed. Results of genotype–phenotype and fingerprint analysis showed that the introgressed alleles from SHW lines have contributed a great number of elite characters to the new wheat varieties, and these elite characters include disease resistance, more spikes per plant, more grains per spike, larger grains, and higher grain-yield potential. We found that the primary SHW lines and SHW-derived varieties have identifiable effects to enhance genetic variation and adaptive evolution of modern hexaploid wheat, which significantly increased the grain yields of hexaploid wheat in recent years. These findings have significant implications in the breeding of high-yielding wheat varieties resistant to biotic and abiotic stresses using SHW as genetic resources.     

兼抗抗白粉病和黄矮病小麦育种材料的创造与鉴定

白粉病和黄矮病是小麦生产上的重要病害,近几年来这两种病害经常在我国一些小麦产区同时发生。为解决该问题,本研究通过杂交、回交方法将抗黄矮病的Bdv2基因（源自于YW642）和抗白粉病的Pm21基因（源自于CB037）聚合在一起,育成了兼抗黄矮病和白粉病的小麦新材料。通过田间抗病性鉴定与分子标记辅助选择相结合,得到聚合了Bdv2基因和Pm21基因的BC1代小麦22株,F2代小麦51株。农艺性状调查显示,这些含Pm21和Bdv2基因的双抗白粉病和黄矮病小麦新材料的农艺性状优于感病植株和原先的亲本,可以在小麦白粉病和黄矮病兼性抗病育种中作为优异种质资源加以利用。     

小麦体内生化物质在抗蚜中的作用

综述了小麦体内生化物质的抗蚜作用 ,主要包括不同抗性品种对麦蚜的影响、小麦体内氨基酸、糖类、酚类物质、生物碱和非蛋白氨基酸等与抗蚜性的关系 ,以及蚜虫对小麦体内抗虫生化物质的诱导作用 ,并提出了深入研究小麦生化物质与抗蚜性关系的前景和意义。     

小麦赤霉病新抗源的发掘与抗性位点的检测分析

小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的世界性重要病害,发掘优异的抗性种质资源、培育抗病品种是持续防治赤霉病最经济且环境友好的措施。为发掘新的赤霉病抗源,本研究于2017—2021年在弥雾保湿大棚中,采用单花滴注法对642份小麦种质资源的赤霉病抗扩展性进行鉴定,同时利用已知抗赤霉病基因/位点Fhb1~Fhb7的分子标记对筛选出的抗性种质基因型进行分析。结果表明,不同年份间赤霉病病小穗率的相关性均达到极显著水平。筛选到3年及以上赤霉病抗性优于扬麦158的种质81份,主要来自长江中下游麦区,其中33份种质连续4年抗性优于扬麦158;筛选到3年及以上抗性与苏麦3号相当的种质9份,分别为望水白、Grandin、浩麦1号、剑子麦、魁小麦、农林26、软秆洋麦、苏麦2号和武农6号,其中剑子麦、软秆洋麦、苏麦2号和Grandin连续4年抗性与苏麦3号相当。对抗性种质携带的抗赤霉病基因/位点进行分析发现,浩麦1号、冀师7225-28、南农13Y110、石优17和武农6号不携带任何已知抗赤霉病基因/QTL,为小麦抗赤霉病研究和品种培育提供了新的种质资源和理论依据。