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。     

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。     

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。     

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。     

小麦抗白粉病基因定位与分子标记

对小麦抗白粉病基因的遗传定位与分子标记进行了综述,介绍了小麦抗白粉病的遗传,并对今后的研究方向进行了讨论。     

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。     

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。     

图位克隆小麦抗叶锈基因Lr1

图位克隆小麦抗叶锈基因Lr1@凌宏清$InstituteofPlantBiology!UniversityofZurich,Zollikerstrasse107.CH-8008Zurich,Switzerland@BeatKeller$InstituteofPlantBiology!UniversityofZurich,Zollikerstrasse107.CH-8008Zurich,Switzerland图位克隆;;抗叶锈;;小麦     

Genetic and Molecular Mapping of Stripe Rust Resistance Genes in Wheat Cultivar Zhongliang 12

Stripe rust, caused by Puccinia striiformis f.sp. tritici (Pst), is one of the most widespread and destructive diseases of wheat worldwide. Resistance breeding is constantly pursued for decades to tackle the variations of prevalent Pst races. Zhongliang 12 has strong resistance to abiotic stresses, wide adaptability, higher resistance to stripe rust and excellent biological characteristics. To identify the resistance gene(s) against stripe rust, Zhongliang 12 was crossed with stripe rust susceptible genotype Mingxian 169, and F₁, F₂, F_2 : 3 and BC₁ progenies were tested with Chinese Pst race CYR30 and CYR31 in seedling stage in greenhouse. Zhongliang 12 possessed different dominant genes for resistance to each race. Linkage maps were constructed with four simple sequence repeats (SSRs) markers, Xwmc695, Xcfd20, Xbarc121 and Xbarc49, for the gene on wheat chromosome 7AL conferring resistance to CYR30 (temporarily designated as Yrzhong12‐1) with genetic distance ranging from 3.1 to 10.8 cM and four SSR markers, Xpsp3003, Xcfd2129, Xwmc673 and Xwmc51, for the gene on wheat chromosome 1AL conferring resistance to CYR31 (temporarily designated as Yrzhong12‐2) with genetic distance ranging from 3.9 cM to 9.3 cM. The molecular markers closely linked to each gene should be useful in marker‐assisted selection in breeding programmes for against stripe rust.     

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。     

Evaluation of Macroscopic and Microscopic Components of Partial Resistance to Leaf Rust in Durum Wheat

Leaf rust, caused by the fungus Puccinia triticina, is considered one of the most important foliar diseases in durum wheat. Hypersensitive resistance (HR) may be rapidly overcome by the pathogen when resistant cultivars are grown on a large acreage or following changes in virulence in the pathogen population. Prolonging the durability of the resistance requires uses of other types of resistance such as partial resistance (PR). In this study, six durum wheat lines provided by the International Center for Corn and Wheat Improvement (CIMMYT) with a high level of PR to leaf rust were studied in monocyclic tests in a growth chamber. Inoculations were performed on both primary and fifth leaves using the Spanish race DGB/BN. UV fluorescence microscopy was employed to determine microscopic components of the resistance, such as the number of early aborted infection units not associated with plant cell necrosis (EA?) and relative colony size (RCS) of the established infection units. Macroscopic components of PR such as latency period, infection frequency and uredinium size were measured as well. All six resistant lines were characterized by a higher EA? and smaller RCS respect to the susceptible control ‘Don Rafael’. Line 3 showed the highest level of PR. It had 22% of EA? compared with 4% in the susceptible control, and the smallest RCS (17% respect to RCS of ‘Don Rafael’) at adult plant stage. Both EA? and RCS had a high heritability (more than 97%) and the correlation with macroscopic parameters (latency period and uredinium size) was also high (significant at 0.001 level). Hence, PR to leaf rust in these durum wheat genotypes has been revealed at microscopic level (higher EA? and smaller RCS).     

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。