小麦品种抗叶锈性遗传研究

本研究是按生物间遗传学的原理,在温室条件下,不通过杂交,直接根据叶锈菌株对小麦品种的侵染型资料,来推导小麦品种抗病性和叶锈菌致病性的基因数和基因型,从而确定供试的各个品种对叶锈菌株之间的反应表现,并阐明了供试品种间抗病性的差异,为抗病育种工作亲本的选择提供依据。     

我国28个小麦品种抗叶锈基因的推导

本项研究根据寄主—病原物相互作用的低侵染型首次分析了我国28个小麦品种（系）抗叶锈病基因的状况。在供试的18个基因中，推导出了Lr1、Lr2c、Lr3a、Lr10、Lr16、Lr26等6个基因，分布在12个小麦品种（系）中。龙麦12、蒙杂7987、泉麦1号和泉麦891279含有Lr16基因；克丰3号、宁8675具有Lr3a和Lr10基因；皖宿8623、中梁7553携     

中国小麦品种对白粉病的抗性反应与抗病基因检测

利用来自不同生态区的8个白粉菌菌株对20世纪80年代以来国家审定(认定)品种、近期参加国家区域试验的品系和核心种质等小麦材料进行抗病性评价,同时利用与Pm4a、Pm8和Pm21基因连锁的分子标记检测了相关抗病基因的存在。在148个国家审定品种中有16.9%的品种能够抗多个菌株,其中大多是近10年选育的品种。不同年代审定的品种中感病品种的频率均超过50%。各个小麦生产区抗病品种的频率高低与该地区白粉病的严重性和育种的关注程度有一定关系。在1 160份小麦核心种质中抗E09菌株的地方品种和育成品种的比例只有3.4%和4.2%。西南冬麦区和新疆冬麦区入选的品种抗病频率较高,华南冬麦区、东北春麦区和北方春麦区没有发现抗E09菌株的品种。多菌株鉴定结果表明,263份微核心种质中33.7%的品种表现抗病性,其中大多数品种能够抗1~2个菌株,因此在核心种质的利用中应注意选用抗性强的品种作为轮回亲本,同时有必要构建抗白粉病的应用核心种质,以提高核心种质的利用效果。根据抗病基因分子标记检测结果,我国小麦品种有43.2%含有Pm8基因,该基因在区域试验参试品种中的频率也很高,特别是在黄淮麦区培育的品种中频率仍高达50%;Pm4a和Pm21基因主要出现在长江流域培育的品种中。有些抗性突出的品种可能含有其他抗病基因。     

40份CIMMYT小麦品系苗期及成株抗叶锈病基因鉴定

为了对40份来自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的小麦材料进行抗叶锈病基因鉴定,试验结合系谱分析、基因推导和分子标记检测等方法在苗期对36个已知抗病基因载体品种和供试的40份小麦材料接种17个具有毒性差异的叶锈菌生理小种,通过对比供试小麦材料与已知单基因载体品种侵染型,推导出供试小麦材料中可能携带的已知抗叶锈病基因,同时利用12个与已知抗病基因紧密连锁的标记对供试材料进行标记检测,检测结果与基因推导相互验证。进一步将40份供试品系分别种植于河北保定和河南周口试验田,接种叶锈菌混合小种进行田间成株期抗叶锈性鉴定。结果表明,7个供试小麦材料含有Lr1,携带Lr10的有9个品系,携带Lr11和Lr34的分别有10个品系,含有Lr14a、Lr15和Lr26的分别有2,4,3个小麦品系;另外,经标记检测成株抗叶锈病基因Lr37和Lr46分别存在于22,39个小麦品系中,经田间鉴定有22个小麦品系表现成株抗性。     

12个小麦品种(系)白粉病抗性的遗传分析

利用17个不同来源和毒力的白粉菌菌株对12个小麦品种(系)进行苗期抗性鉴定和抗病性遗传分析,同时利用Pm2和Pm8基因的特异分子标记检测了相应基因。供试的12个品种至少能够抗11个白粉菌菌株。用E09、E20和Bg2菌株接种F₂群体,抗感植株分离比例和适合性测验证明这12个品种对不同白粉菌菌株的抗性均受1对显性基因控制。抗谱分析和基因紧密连锁分子标记(Xcfd81)分析表明良星66很可能含有Pm2或其等位基因。ω-黑麦碱基因(1RS染色体)和Glu-B1基因(1BS染色体)特异分子标记分析结果证明,山农20和郑麦9962含有T1BL·1RS易位染色体,即可能携带Pm8基因。由于Pm8基因对大多数菌株表现感病,所以这2个品种除Pm8外,还具有其他抗病基因。偃展4110与天民668对参试菌株的反应型表现一致,其他材料对不同菌株的反应型表现不同。     

山西省小麦主栽品种抗叶锈病研究

选用14个具有不同毒性基因组合的叶锈菌系，推导分析了来自山西省6个育种单位和种子部门的24个重要小麦品种所携带的抗叶锈病基因状况。在供试的44个已知抗叶锈病基因(或基因组合)中，推导出了Lr1，Lr3，Lr13，Lr23，Lr26，Lr30等6个抗叶锈病基因，以单基因或基因组合形式分别分布在19个小麦品种中，其中Lr1，Lr3，Lr26是供试材料的主要已知抗叶锈病基因。成株期抗病性鉴定结果表明，在24个供试品种中，仅有晋麦62号和鲁麦14号两个品种表现出对叶锈病良好的抗性，晋麦31号、晋麦56号和晋麦61号3个品种表现为中抗至中感(杂合类型)，晋春9号、晋春13号、晋偃746—9等12个品种具有慢叶锈病特征。     

小麦品种对赤霉病的抗性鉴定

用孢子悬液小花注射接种法测定了47个小麦品种对赤霉病的抗性，分析了小穗侵染率与小麦农艺性状间的相关性。结果表明，47个小麦品种中，没有高抗品种，抗病品种8个，占17．02％，中抗品种27个，占57．44％，感病品种10个，占21．28％，高感品种2个，占4．26％。小穗侵染率与株高、穗长、千粒重、千粒重损失率，穗密度等农艺性状相关皆不显著，与生育期相关极显著。     

小麦品种汶农14抗白粉病基因的染色体定位

汶农14是近年山东省和国家审定一个半冬性小麦品种。采用来自不同地区的52个小麦白粉菌菌株对汶农14进行抗性鉴定,并利用分子标记分析定位了其抗白粉病基因。汶农14对43个菌株(82.7%)表现抗性反应型,对9个菌株表现感病反应型。这些菌株对汶农14的毒力谱与已知抗白粉病基因Pm2相似,但汶农14对11个菌株的反应与携带Pm2的Ulka/8*Cc不同。此外,利用26个菌株的鉴定结果表明,汶农14与携带Pm46的Tabasco相比,与3个菌株的反应型表现不同。汶农14在成株期对白粉病混合菌株表现高抗。利用汶农14×邯4564的F₂和F_2:3群体进行遗传分析,发现汶农14对E09菌株的抗性受1对显性基因控制,暂命名为PmW14。分子标记分析显示,PmW14与Xcfd8、Xcfd81和SCAR203连锁,遗传距离分别为7.5、1.8和7.7 cM。由于这些分子标记被定位于小麦5DS染色体的5DS-1-0-0.63区间,且与Pm2基因紧密连锁,因此推测,PmW14可能与Pm2位于相同的基因座。     

56个小麦品种（系）的苗期和成株抗叶锈鉴定

为了研究中国小麦品种中所携带的抗叶锈基因,对56个小麦品种（系）进行苗期接种推导其中所含有的抗叶锈基因,同时连续2年对供试材料进行田间成株抗叶锈鉴定。通过苗期基因推导结合分子标记辅助检测,结果表明,在36个小麦品种中共鉴定出Lr26、Lr34、Lr1、Lr2a、Lr11、Lr20、Lr30、Lr33和Lr44等9个抗叶锈基因,其中28个品种含有Lr26,Lr1和Lr20分别存在于6个品种中,4个品种含有Lr30,Lr11和Lr44各存在于2个品种中,Lr2a、Lr33和Lr34各自在1个品种中出现。经过2年的田间抗叶锈鉴定共筛选出46个慢锈品种。筛选到的这些苗期和成株抗病品种均可用于小麦持久抗叶锈品种的培育。     

50个小麦品种抗叶锈基因鉴定

选育抗性品种是小麦叶锈病防治举措中最经济、可行的方法。为进一步挖掘抗病基因,选取河南、河北、山东等8个省小麦产区50个小麦品种。首先在苗期将16个叶锈菌生理小种(THFS、TGTS、THJS、FHKT、FGJN、KHKS、FCJQ、RFKS、THFM、MHGT、KHGS、KBGT、FHGT、PHHT、FHJT、FCJT)接种在36份小麦抗叶锈病近等基因系材料以及50个供试小麦品种上。因各菌种带有不同毒力,可根据表现型的差异,再将已知抗病基因紧密连锁的特异性分子标记与之结合分析,进而推测50份小麦材料中可能含有的抗叶锈病基因。通过基因推导、分子标记以及系谱分析综合鉴定抗锈性基因,结果表明,在50个品种中共检测出9个(Lr1、Lr2c、Lr10、Lr16、Lr26、Lr34、Lr37、Lr45和Lr46)已知抗叶锈性基因和少量未知基因。含有Lr1基因的有淄麦12等22个品种;含有Lr2c基因的有鲁麦14等10个品种;含有Lr10基因的只有莱州9361一个品种;含有Lr16基因的有科农199等25个品种;含有Lr26基因的有徐州24等15个品种;含有Lr34基因的有宝麦3号和京冬8号;含有L...     

河南优质小麦品种结构分析

河南小麦经济的重要支柱是优质小麦的生产、加工和贸易。影响优质小麦发展的第一要素是品种及其结构。本文对跨世纪以来河南优质小麦的品质结构、品种结构及其相应的贡献状况作了具体的比较和分析,对今后河南优质小麦生产及小麦经济的发展趋势进行了推导、预测。结果表明,河南优质小麦仍然保持强劲的发展势头,总趋势呈现出“S”型。品种向多元化发展,但是,2~3个优势品种仍然遥遥领先。“十五”以来,河南优质小麦中郑麦系列品种做出了突出贡献。     

农杆菌介导遗传转化敏感基因型小麦的筛选鉴定

敏感型受体小麦品种鉴定的匮乏制约了农杆菌介导小麦的发展.以Gus基因检测及PCR检测为方法,对68个品种的成熟胚愈伤检测Gus基因表达,对8个品种的幼胚转化植株进行PCR检测,结果表明:受体材料扬麦10、师栾02-1、石家庄5号、周麦18、山东01-35、泰山008、Y9-63、邯郸3475经PCR检测,检测到目标基因,为农杆菌侵染敏感型受体材料;扬麦10、师栾02-1侵染后,Gus基因能够表达,且以恢复培养14 d的侵染效果最好,Gus基因表达的愈伤数量增加与蓝斑体积增大,可作为体系优化的受体材料.     

中国黑龙江省春小麦品种与俄罗斯春小麦品种(系)光周期基因类型的比较分析

利用光周期主要基因STS分子标记技术,对126份中国黑龙江省春小麦品种和265份引自俄罗斯的春小麦品种(系)进行了研究。结果显示,黑龙江省和俄罗斯春小麦品种光周期基因型分布比率明显不同。在黑龙江省春小麦中,有53份春小麦品种携带有Ppd-Dla基因(光钝型),分布比率为42%,73份品种携带玲d-Dlb基因(光敏型),分布比率为58%。在俄罗斯春小麦中,13份品种携带Ppd-Dla基因,分布比率为5%,252份材料携带Ppd-Dlb基因,分布比率为95%。根据此结果,综合田间性状表现,合理选择两国小麦品种(系)资源作为亲本配制杂交组合,创造变异类型,可有效拓展黑龙江省小麦育种材料的遗传基拙。     

土耳其8个小麦品种农艺性状及抗叶锈性分析

为确定8个来自土耳其的普通小麦品种在我国的应用前景,对其进行全生育期农艺性状观察,并利用44个以Thatcher为背景的近等基因系(单基因系)作为已知基因的鉴别寄主,接种8个小麦叶锈菌致病型进行苗期抗叶锈基因推导,结合成株期抗病鉴定,初步明确了这些品种(系)的抗性和可能携带的抗病基因。利用20个与Lr基因紧密连锁或共分离的分子标记,对8个土耳其小麦品种进行抗叶锈病基因的进一步鉴定。推测YJ000900中可能含有Lr1、Lr3、Lr17、Lr20;YJ000906中可能含有Lr1、Lr17、Lr20;YJ000901、YJ000902、YJ000904、YJ000905、YJ000907中可能含有Lr1;8个材料中均不含Lr9、Lr19、Lr20、Lr21、Lr24、Lr26、Lr28、Lr29、Lr34、Lr35、Lr37、Lr38和Lr47基因。结果表明,来自土耳其的8个小麦材料具有较差的抗叶锈性、抗寒和抗倒伏能力,而且产量低,不适宜于大规模推广种植,也不能作为我国小麦抗叶锈的抗源使用。     

中国主要小麦品种春化基因的STS标记鉴定

本文选取来自中国各麦区的260份小麦品种,用STS标记对其Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3四个春化基因位点进行检测,并结合小麦田间生长情况记录,探讨春化基因的4个位点显隐性情况对品种冬春性的影响.结果表明,各位点显性基因频率以Vrn-D1位点最高,而Vrn-A1和Vrn-B1显性等位基因对品种冬春性的影响高于Vrn-D1和Vrn-B3基因,且所含显性春化基因越多的品种生长习性越偏向春性.另发现,Vrn-A1仅存在于春性品种中;而对于冬性品种来说,各位点均不含显性春化基因.本文标记鉴定结果与田间冬春性观察具有较高的一致性,在小麦育种及品种推广中具有较高的指导意义和应用价值.     

12个主产区历史小麦品种抗叶锈病基因分析

近年来,小麦叶锈病发生有加重趋势,培育抗病品种是减轻小麦叶锈病危害的环保有效途径。用12个小麦品种及35个含已知抗叶锈病基因的载体品系在苗期接种19个不同毒性的叶锈菌生理小种,通过基因推导和系谱分析发掘待测品种中的抗叶锈病基因,并通过分子标记检测进一步验证;在田间接种强毒性混合生理小种,进行成株期病情严重度与普遍率调查,筛选慢锈性品种。结果表明,在石新828、百农3217、济南2号、泰山1号、石特14、晋麦2148、烟农15、小偃6号、温麦6号共9个品种中检测到Lr1、Lr26、Lr34、Lr37和Lr46共5个抗叶锈病基因,其中部分品种中发现多个抗性基因。成株期筛选出百农3217、平阳27、济南2号、泰山1号、石特14、晋麦2148、碧蚂4号、烟农15、小偃6号、温麦6号共10个慢叶锈性品种,其中碧蚂4号和小偃6号等品种是我国小麦育种的骨干亲本,探究这些品种中的抗病基因对培育小麦抗叶锈病品种具有重要意义。     

山西省中部地区主栽小麦品种的分子标记分析

山西省中部地区是山西小麦生产的重要地区,了解该区当前主栽小麦品种的基因组成特点,对于进一步选育新品种具有指导作用。采用SDS-PAGE方法分析了10个小麦品种的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白组成,并利用5个功能基因标记分析了其矮秆基因、硬度、多酚氧化酶等基因组成。结果表明,供试材料HMW-GS存在4种组合类型,其中晋太9923亚基组合为1,7+8和5+10,评分为10分;根据醇溶蛋白和黑麦专化标记分析说明4个品种含有T1RS·1BL易位;3个品种含Rht2,7个品种含Rht8,1个品种为Rht2+Rht8组合;4个品种扩增出Pinb-D1b位点,5个品种具有Pinb-D1a位点,1个品种为杂合型;利用多酚氧化酶基因标记在10个品种检测出3个不同位点,表明该基因在品种间存在多样性,其中4个品种含有长度为876bp的低活性位点。     

小G蛋白Rab2基因参与小麦抗叶锈病反应的研究

为了解叶锈菌侵染小麦后小G蛋白Rab2基因的表达情况,明确其与抗病性的关系,从分子水平上探讨小麦的抗叶锈病机制。以普通六倍体小麦近等基因系TcLr1和叶锈菌小种05-22-64①和05-8-63①为试验材料,构建小麦亲和与非亲和组合,利用实时定量PCR技术对小麦小G蛋白Rab2基因的表达情况进行检测。结果表明:在小麦叶锈菌侵染过程中,Rab2基因主要在侵染的前期表达迅速,随着时间的推移表达量有所下降。非亲和叶锈菌菌株可以诱导小G蛋白Rab2基因表达量的升高,而亲和叶锈菌菌株抑制小G蛋白Rab2基因的表达。由此表明,小G蛋白可能与寄主和病原物的亲和程度有着直接的关系。     

Pm52——小麦品种良星99抗白粉病基因的有效性

良星99是黄淮冬麦区和北部冬麦区推广的抗白粉病冬小麦品种,其抗白粉病基因位于2BL染色体,已被命名为Pm52。利用来自不同小麦生产区的123个小麦白粉菌菌株进行抗性鉴定,良星99可抗80%的菌株。2012-2016年连续5个生长季抗性鉴定中,良星99在成株期对接种的白粉菌混合菌株都表现免疫或高抗。采用Pm52基因紧密连锁分子标记Xgwm120和27个菌株对10个利用良星99培育的品系进行分子检测和抗性分析发现,衡4568、邯农2312、中信麦99和DH51302可能携带Pm52基因,而郑麦369和冀麦729的白粉病抗性基因可能与Pm52不同。石U09-4366、XR4429、衡10-5039和农大3486苗期和成株期都表现感病,不含Pm52基因。这些品种的成株期抗性反应与苗期的抗性反应一致。本研究的结果有利于良星99的抗白粉病基因Pm52在育种和生产上的有效利用。     

湖北省主要小麦品种抗病基因分析

明确主导品种和有潜力新品种的抗病基因的组成及其抗性形成机制,可为利用MAS方法高效利用抗病基因、快速聚合主效基因以及多抗小麦新品种的培育提供参考。本研究在明确具有代表性湖北品种抗病性的基础上,选用52个小麦抗赤霉病、条锈病、白粉病和纹枯病的基因(QTL)的功能标记或连锁标记对其进行分子鉴定和分析。分析表明:湖北省主要小麦品种的抗病性整体不强,特别是纹枯病和赤霉病抗性亟待提高;除Fhb1和Fhb4外,其他检测的抗赤霉病主效位点均可以在参试品种中检出3个抗条锈病性基因(Yr2,Yr5和Yr48)和8抗条锈病基因(Pm2,Pm8,Pm16,Pm24,Pm32,Pm33,Pm34和Pm35)可以在参试品种中检出,其中Yr2、Yr48和Pm2存在于所有参试品种中;13个抗纹枯病抗性标记在参试品种中可以被检出。分子检测部分解释了湖北省主要小麦品种的抗病分子基础,为分子标记辅助选择高效利用抗病基因提供参考。