利用分子标记解析小麦新种质YW243的抗锈病基因

 【目的】对兼抗条锈病、秆锈病、叶锈病、黄矮病、白粉病等5种病害的小麦新种质YW243中抗锈病基因的组成和来源进行解析。【方法】通过系谱推断，利用了抗条锈病基因Yr9、YrX、Yr2、Yr1以及抗秆锈病基因Sr31的特异PCR标记和醇溶蛋白蛋白质电泳图谱，分析YW243及其部分相关亲本材料丰抗8号、丰抗13、陕7859中相关的抗条锈病基因和抗秆锈病基因的有无，解析YW243中抗锈病基因的组成。【结果】YW243含有抗条锈病基因Yr1、Yr2、Yr9、YrX，抗秆锈病基因Sr31、抗叶锈病基因Lr26。Yr1源于亲本陕7859或丰抗13，Yr2源于陕7859或丰抗8号或丰抗13；YrX源于丰抗13；Yr9 、Sr31和Lr26源于陕7859或丰抗8号中。【结论】解析了YW243中抗条锈病基因和抗秆锈病基因的组成，证明YW243是一个含有Yr1、Yr2、Yr9、YrX、Sr31等抗锈病基因的多基因聚合体，这些基因特异的SSR，STS特异标记可用于检测多基因聚合体YW243中目标基因，为在抗锈育种中利用、选择YW243的抗锈基因提供了快捷方法。     

美洲南瓜裸仁基因的AFLP和SCAR分子标记分析

以美洲南瓜有壳品系“金辉二号-2”和无壳品系“0516-2”进行杂交,获得193个F2单株作为作图群体,利用AFLP分子标记技术和集群分析法(BSA)对与美洲南瓜裸仁基因连锁的分子标记进行研究.结果表明,找到了与裸仁基因n连锁的4个AFLP标记:E19M60-C、E22M48-B、E13M60-A和E25M51-D,连...     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育恢复基因的分子标记及定位

以甘蓝型油菜恢复系CP015和不育系77A构建的F2群体为供试材料,运用RAPD,SSR和AFLP 3种标记技术,对甘蓝型油菜恢复基因进行分子标记和图谱定位。在260条RAPD引物、185对SSR引物、58对AFLP引物中,在两亲本间筛选多态性高的RAPD引物121条,SSR引物128对,AFLP引物组合26对,进一步通过BSA法筛选,获得了与甘蓝型油菜恢复基因Rf连锁的1个RAPD标记S1009-750和1个AFLP标记E5M11-150,标记与基因Rf之间的遗传距离分别为4.9cM和8.6cM。     

一个谷子新抗锈基因的AFLP标记

【目的】研究谷子抗源的抗锈遗传规律,寻找和定位与谷子抗锈基因连锁的分子标记,为谷子抗锈病基因的定位、克隆和抗病育种等研究奠定基础。【方法】用谷子锈菌单胞菌系93-5接种十里香和豫谷1号及杂交后代F1、F2进行抗锈鉴定,并根据鉴定结果构建抗、感基因池;利用AFLP技术筛选128对EcoRⅠ/MseⅠ引物组合,从中寻找和定位与谷子抗锈基因连锁的分子标记;根据AFLP分析结果进行抗锈基因连锁分析并进行SCAR标记转化。【结果】根据十里香×豫谷1号杂交后代F2群体(131株)抗感谷锈病分离比例,确定十里香抗锈性由显性单基因控制。筛选获得3个与谷子抗锈基因Rusi1(暂命名)连锁的AFLP分子标记,经计算标记与该抗锈基因的遗传距离分别为7.4、9.2和27.4cM。将3个标记片段回收、克隆和测序,成功地将AFLP标记E+CTT/M+TAC-256转化为SCAR标记。初步构建了谷子抗锈基因Rusi1的遗传连锁图谱。【结论】谷子十里香抗锈性由显性单基因控制,Rusi1是一个新发现的谷子抗锈基因。     

分子标记辅助选育兼抗白粉病、条锈病、黄矮病小麦新种质

 选育和推广多抗、兼抗型小麦品种是今后小麦育种发展方向之一。本研究通过复合杂交、回交，将抗白粉病基因聚合体Pm4 +Pm13 +PmV、抗条锈病基因YrX（源自YW243）、抗黄矮病基因Bdv2向优异农艺亲本转育。利用抗病性鉴定和分子标记辅助选择，选育出聚合了3～5个抗病基因的兼抗白粉、条锈和黄矮病的冬性小麦新种质和春性小麦新种质，其中聚合Pm4 +Pm13 +PmV +YrX +Bdv2等5个抗病基因的冬性材料1株，聚合Pm4 +Pm13 +YrX +Bdv2d 的冬性、春性（BC2F3）材料分别为2株、3株，聚合Pm4 +PmV +YrX +Bdv2等4个抗病基因的冬性、春性（BC2F3）材料分别为6株和18株，聚合Pm13 +YrX +Bdv2、PmV +YrX +Bdv2等3个抗病基因的春性材料分别为7株和46株。本研究可为小麦多抗、兼抗育种提供遗传组成明确的丰富抗源和快捷的选择方法。     

普通小麦-柔软滨麦草易位系抗条锈病基因的遗传分析和微卫星标记

【目的】M853-2是一个通过杂交和回交选育的普通小麦-柔软滨麦草易位系,苗期对中国小麦生产上流行的条锈菌(Puccinia striiformsf.sp.tritici)主要生理小种表现良好抗性。研究易位系M853-2抗条锈菌的遗传规律,对揭示其遗传机制和抗源的筛选具有重要意义。【方法】以感病品种铭贤169和易位系M853-2作亲本,通过杂交制备F2代种子,用人工接种方法研究M853-2及其杂交后代对小麦条锈菌不同生理小种的苗期抗性,并进行了遗传分析,最后对其中一个接种群体进行了SSR标记。【结果】M853-2对条中29的抗锈性遗传受2对显性和1对隐性基因的独立控制,对条中30的抗锈性遗传受2对隐性和1对显性核基因以及3对隐性胞质基因的共同作用,对条中31的抗锈性遗传受2对显性(互补作用)基因的独立控制,对Su-4的抗锈性遗传受1对显性和1对隐性核基因以及2对显性(互补作用)胞质基因的共同控制,对Su-11的抗锈性遗传受1对显性基因的独立控制,将该抗锈基因暂命名为YrElm2,并对该接种群体利用BSA法进行了SSR标记。从305对SSR引物中筛选到1个位于4BL上的SSR标记Xgwm495,连锁分析表明,YrElm2与Xgwm495的遗传距离为7.60 cM,该抗病基因位于4BL上。【结论】普通小麦-柔软滨麦草易位系M853-2对小麦条锈病有良好的抗性,对所接种的菌系CY29、CY31和Su-11表现为核基因遗传,对CY30和Su-4表现为与核质互作有关的抗病性遗传,说明易位系M853-2可以作为抗源在我国小麦抗锈育种中应用。     

甘蓝型油菜胞质雄性不育育性恢复基因的分子标记

以甘蓝型油菜不育系212A和恢复系1521C组配的含144个单株的F2群体为试验材料,用RAPD和SRAP两种分子标记,结合BSA法,对可育DNA池与不育DNA池筛选,存在差异的引物再用分离群体进行检测。在690条RAPD引物、270对SRAP引物中,获得了与甘蓝型油菜恢复基因Rf连锁的1个RAPD标记OPS11-850和1个SRAP标记M17E13-150,标记与基因Rf之间的遗传距离分别为6.8 c M和10.8 c M。     

小麦条锈菌中国鉴别寄主维尔中抗条锈病基因YrVir1的微卫星标记

【目的】明确中国小麦条锈菌重要鉴别寄主维尔的抗条锈病基因及其遗传特点,建立与其连锁的微卫星标记,将病菌小种监测和抗病性分析提高到基因水平。【方法】由维尔为基因供体转育而成的含有小麦重要抗条锈基因YrVir1的近等基因系Taichung29*6/YrVir1,用小麦条锈菌单胞菌系2E16对近等基因系Taichung29*6/YrVir1、轮回亲本Taichung29及其杂交后代进行遗传分析;选用YrVir1所在2B染色体上的141对引物对近等基因系和轮回亲本的基因组DNA进行SSR分析。【结果】近等基因系Taichung29*6/YrVir1对2E16的抗病性由1对显性基因控制;引物Xbarc349在近等基因系与轮回亲本间稳定扩增出特异性DNA片段,同时在近等基因系和基因供体维尔间存在相同扩增片段,经F2代群体200个抗、感单株检测证实,Xbarc349标记位点与抗条锈病基因YrVir1连锁,遗传距离为4.2 cm。【结论】Xbarc349引物扩增出的特异性DNA片段可作为抗条锈病基因YrVir1的SSR标记;根据小麦SSR遗传图谱,将YrVir1基因定位在小麦2B染色体上。     

小麦条锈菌滇黔群体遗传结构分析

为探明小麦条锈菌滇黔群体菌源关系,利用扩增片段长度多态性标记对云南、贵州具有不同AFLP基因型的71个小麦条锈菌分离物(云南39个,贵州32个)进行了遗传结构分析。结果表明:小麦条锈菌云南和贵州群体共享AFLP基因型达32.3%;AMOVA分析显示:小麦条锈菌云南和贵州群体间的遗传变异仅占总变异的7%;最大简约树枝长评估揭示小麦条锈菌滇黔群体自由重组的可能性较低。因此,小麦条锈菌滇黔群体间重组几率较低而菌源交流较顺畅。     

贵州小麦条锈菌群体遗传结构分析

为了解贵州省小麦条锈菌群体的遗传多样性,本研究采用扩增片段长度多态性标记(AFLP)对其进行研究。结果显示:贵州省6个县市分离到的128个小麦条锈菌单孢子堆分离物中共获得32个AFLP基因型,没有检测到频率占绝对优势的AFLP基因型,其中1个AFLP基因型(zy6)频率(0.195)较高,AFLP基因型频率介于0.050~0.100的有3个,其余28个AFLP基因型的频率均低于0.050。香农系数及Φpt方法均显示亚群体间遗传差异不明显;Mantel test显示小麦条锈菌贵州群体遗传差异程度与地理距离无关;最大简约树步长评估结果显示小麦条锈菌贵州群体自由重组的可能性较低。表明,贵州省小麦条锈菌群体具有丰富的遗传多样性。     

条锈菌诱导的小麦C3HC4型锌指蛋白基因的克隆及其特征分析

应用电子克隆和RT-PCR方法,从小麦叶片中首次分离出1个条锈菌诱导的编码C3HC4型锌指蛋白基因的cDNA序列,暂被命名为TaZFP1。TaZFP1包含一个完整的849 bp的开放阅读框,编码282个氨基酸,具有C3HC4保守结构域;小麦TaZFP1氨基酸序列与水稻OsZFP1相似性达89%,与玉米ZmZFP1相似性达81%。TaZFP1在小麦根、茎、叶组织中表达量基本一致。在小麦与条锈菌的亲和、非亲和互作中,TaZFP1基因均受条锈菌诱导高水平表达,且非亲和组合表达量高于亲和组合,表明TaZFP1可能参与小麦对条锈菌的防御反应。     

小麦条锈病和白粉病成株抗性研究进展与展望

 利用成株抗性是小麦抗病育种的重要方向,本文综述了小麦条锈病和白粉病成株抗性鉴定方法、基因定位和克隆及其在育种中的应用。将报道的72个条锈病成株抗性数量性状遗传位点（quantitative trait loci,QTL）和82个白粉病成株抗性QTL整合到一张连锁图谱上,控制2种病害的基因簇（≥5个QTL）有8个,其中位于7DS的Yr18/Lr34/Pm38和1BS的Yr29/Lr46/Pm39对条锈病、叶锈病和白粉病均表现成株抗性,位于4DL的Yr46/Lr67位点可能也对白粉病表现成株抗性,Yr18/Lr34/Pm38和Yr36已被克隆,Yr29/Lr46/Pm39的克隆已取得良好进展,为培育兼抗和成株抗性相结合的品种提供了可用基因。总结了成株抗性在中国小麦育种中的应用现状,并用实例证实了培育成株抗性品种的可行性,建议对兼抗条锈病和白粉病成株抗性的咸农4号和小偃6号等进行遗传分析,育种工作者和品种审定部门需要转变观念,将成株抗性利用作为国内条锈病和白粉病抗性育种的重要内容。     

Identification of a new stripe rust resistance gene in Chinese winter wheat Zhongmai 175

Stripe rust is a serious foliar disease posing a grave threat to wheat production worldwide. The most economical and environmentally friendly way to control this disease is to breed and deploy resistant cultivars. Zhongmai 175 is an elite winter wheat cultivar conferring resistance to a broad spectrum of Puccinia striiformis f. sp. tritici(Pst) races. To identify the resistance gene in the cultivar, genetic analysis was conducted using the parents, F1, F2 and F2:3 populations derived from the cross of Lunxuan 987/Zhongmai 175. Segregations in the F2 and F2:3 populations indicated a single dominant gene conferring resistance to stripe rust in Zhongmai 175, temporarily designated Yr ZM175. Bulked segregant analysis(BSA) with wheat i Select 90 K SNP array determined a preliminary location of Yr ZM175. Subsequently, Yr ZM175 was mapped on chromosome 2AS using simple sequence repeats(SSR), expressed sequence tags(EST) and newly-developed kompetitive allele specific PCR(KASP) markers, being flanked by Xgwm636 and Xwmc382 at genetic distances of 4.9 and 8.1 c M, respectively. Comparison of reaction patterns of Yr ZM175 on 23 Pst races or isolates and pedigree analysis with other genes on chromosome 2AS suggested that it is likely to be a new gene for resistance to stripe rust. The resistance gene and linked molecular markers will be useful in wheat breeding targeting for the improvement of stripe rust resistance.     

Genetic Analysis and Molecular Tagging a Novel Yellow Rust Resistance Gene Derived from Synthetic Hexaploid Wheat Germplasm M08

Yellow rust of wheat （caused by Puccinia striiformis Westend. f. sp. tritici Eriks.） has been periodically epidemic and severely damaged wheat production in China. The development of resistant cultivars could be an effective way to reduce yield losses of wheat caused by yellow rust. Rust reaction tests and genetic analysis indicated that M08, the synthetic hexaploid wheat derived from hybridization between Triticum durum （2n = 6X = 28; genome AABB） and Aegilops tauschii （2n = 2X = 14; genome DD）, showed resistance to current prevailing yellow rust races at seedling stage, which was controlled by a single dominant gene, designated as YrAm. Bulked segregant analysis was used to identify microsatellite markers linked to gene YrAm in an F2 population derived from cross M08 （resistant） × Jinan 17 （susceptible）. Three microsatellite marker loci Xgwm77, Xgwm285, and Xgwml31 located on chromosome 3B were mapped to the YrAm locus. Xgwml31 was the closest marker locus and showed a linkage distance of 7.8 cM to the resistance locus. Thus, it is assumed that YrAm for resistance to yellow rust may be derived from Triticum durum and is located on the long arm of chromosome 3B.     

小麦及其近缘种中Yr10第一外显子功能标记初步研究

条锈病是小麦生产上危害最严重的病害之一。抗条锈病基因Yr10是抗性优良且在生产上还未被大量利用的基因。为给Yr10基因的筛选及利用提供理论参考和技术支撑,以对条锈菌抗性不同的小麦及其近缘种共28个材料,采用PCR扩增技术对Yr10基因的第一外显子进行了功能标记初步研究。结果表明:小麦抗性材料中不含有Yr10基因,这些抗性材料中的抗性由其他抗性基因决定;感病材料26号(提莫菲维)的基因组中含有与Yr10基因第一外显子序列相似性较高的等位基因或抗性相关等位基因,该材料中扩增产物与Yr10中在决定氨基酸的关键位点上应该存在序列差异,进而导致抗性上的对立。     

A-3中抗条锈新基因YrTp1和YrTp2的分子标记定位分析

【目的】半个多世纪的中国小麦育种史基本是育种家与条锈病的赛跑史。因此，筛选、鉴定、储备和利用新抗源是我国育种和资源研究中的一个长远战略性课题。【方法】利用小麦条锈菌条中31、32号生理小种，对来自小麦与十倍体长穗偃麦草［Thinopyrum ponticum (Host) Liu & Wang］的杂交后代材料A-3进行抗性遗传分析。用荧光SSR分子标记技术，鉴定所携带抗条锈病基因是否为新基因，并对其进行染色体定位研究。【结果】遗传分析表明，A-3对条中31号和32号的抗性由一显一隐2对基因控制。经过对196对微卫星引物的筛选，发现2B染色体短臂上的WMC477-167bp与显性基因紧密连锁，遗传距离为0.4 cM,将该显性基因定位于2BS上；7B染色体短臂上的WMC364-208bp与隐性基因连锁，遗传距离为5.8 cM。图位比较、系谱分析和抗谱分析表明，A-3所含抗条锈基因不同于已知抗条锈基因，暂定名为YrTp1和YrTp2。【结论】可利用A-3中与条锈病抗性紧密连锁的分子标记YrTp1和YrTp2将抗性基因转移到主栽品种中，在小麦育种和生产上发挥作用。     

中国小麦条锈菌4个流行小种的RAPD标记

以210条随机引物,对目前中国小麦条锈菌(Pucciniastriiformisf.sp.Tritici)的主要优势菌系进行了RAPD片段的规模筛选,寻找到了条中31号、条中29号、条中23号、水源类型4个流行生理小种的特异性RAPD标记。此结果表明,通过寻找小麦条锈菌生理小种的特异性RAPD片段,能够建立起中国小麦条锈菌生理小种的分子检测体系。     

小麦条锈菌条中29号生理小种SCAR检测标记的建立

用210条随机引物对中国小麦条锈菌(Pucciniastriiformisf.sp.tritici)5个主要生理小种进行了RAPD分析,寻找到了2个条中29号特异性的RAPD标记。根据其中一个特异片段的测序结果,设计了特异PCR引物,成功获得了条中29号小种专化的SCAR标记。