华山新麦草对小麦全蚀病菌的抗病性研究

利用人工接菌方式,测定了华山新麦草以及２０份小麦－华山新麦草异染色体系对禾顶囊壳小麦变种（小麦全蚀病菌）的抗病性。结果表明,华山新麦草高度抗全蚀病菌的侵染,是一个新的野生抗全蚀病种质。７份附加系、３份代换系和２份易位系中度抗病,其中附加系Ｈ１抗病性接近高抗,其余８份异染色体系为中度感病至高度感病。     

普通小麦-华山新麦草异附加系的SSR分析

为了建立一套完整的小麦-华山新麦草异附加系,从筛选出的46对在华山新麦草与小麦间具有多态性的SSR引物中选出7对扩增条带清晰的引物,对20个小麦-华山新麦草二体附加系进行归类分析。结果发现:出现了11个小麦-华山新麦草异附加系类型,说明在这20个附加系中包括了华山新麦草7个同源群的附加系,并探讨了小麦与华山新麦草杂交及其后代衍生过程中发生华山新麦草染色体间重排的可能。     

麦类作物对小麦全蚀病菌抗病性的研究

用菌饼接种法研究了小麦、黑麦、小黑麦和燕麦苗期对小麦全蚀病菌的抗病性。结果表明，燕麦对小麦全蚀病菌病抗至免疫，黑麦和小黑麦中抗，小麦高感。供试麦类品种间抗病性有差异，燕麦品种晋６０２，晋６０６，晋５８５，新西兰１６免疫，其余品种高抗。黑麦品种中美国黑麦和法国黑麦，小黑麦品种中劲松５号抗病性均较强，小麦品种中陕２２９感病较轻。     

普通小麦-华山新麦草异附加系的分子细胞遗传学研究

利用荧光原位杂交和染色体C-分带技术,对普通小麦-华山新麦草的异附加系进行了研究。荧光原位杂交结果显示:异附加系H9015-17-1-9,H9017-14-16-5都附加有2条华山新麦草的染色体。对这2个材料和华山新麦草进行染色体C-分带带型比较,初步推断,H9015-17-1-9附加的是Nh5染色体,H9017-14-16-5附加的是Nh6染色体。     

普通小麦-华山新麦草二体附加植株减数分裂中期染色体行为及形态学分析

为了进一步建立一套完整的普通小麦-华山新麦草异附加系,对普通小麦-华山新麦草衍生后代中,染色体数目2n=44的39个附加2条华山新麦草染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMC MⅠ)染色体行为进行了GISH检测,获得了2条华山新麦草染色体能够配对的18个小麦-华山新麦草二体附加植株;并对这18个二体附加植株进行形态学比较,将其划分为7类。说明这7类二体附加植株所附加的华山新麦草染色体是不同的,初步推测在这7类二体附加植株附加的华山新麦草染色体应是华山新麦草7个同源群的不同染色体。     

普通小麦—华山新麦草异代换系和附加系的C—分带鉴定

利用染色体C-分带技术,对普通小麦-华山新麦草异代换系和附加系进行了细胞学鉴定。鉴定结果表明,普通小麦-华山新麦草的3个异代换系H921-6-12为5A/Nh5代换、H922-9-12为3B/Nh4代换、H924-3-4为3D/Nh4代换,2个异附加系H8911-1-2-6为Nh4附加、H9014-154-2为Nh7附加。初步推断华山新麦草的Nh5和Nh4染色体分别能补偿普通小麦的5A和3B,3D的缺失。     

普通小麦-华山新麦草矮秆种质B62的分子细胞学鉴定

【目的】对普通小麦(Triticum aestivum L.)品种7182与华山新麦草(Psathyrostac hyshuashanica)杂交后代中选育的矮秆种质B62进行农艺性状考察和外源遗传物质检测。【方法】以普通小麦-华山新麦草矮秆种质B62为材料,在田间农艺性状考察的基础上,采用细胞学及基因组原位杂交(根尖与花粉母细胞中期Ⅰ)技术,检测B62中的华山新麦草遗传物质。【结果】根尖细胞学鉴定表明,B62染色体条数为44条;根尖细胞染色体原位杂交(GISH)表明,B62携带2条华山新麦草染色体;花粉母细胞减数分裂Ⅰ中期染色体GISH结果显示,2条外源染色体能够配对,说明2条异源染色体是华山新麦草的1对同源染色体。【结论】矮秆种质B62为普通小麦-华山新麦草二体异附加系,其农艺性状优于其小麦亲本7182。     

华山新麦草易位系9020-17-25-6抗条锈病遗传分析及细胞学鉴定

【目的】通过对华山新麦草与7182远缘杂交获得的抗条锈病新种质系9020-17-25-6进行抗条锈病鉴定和遗传分析,明确9020-17-25-6含有的抗病基因以及细胞学特性。【方法】在温室内以9020-17-25-6、感病对照铭贤169及其杂交后代F1、F2、F3和BC1群体为材料,采用我国目前流行的条锈菌生理小种CYR29、CYR30、CYR31、CYR32和CYR33对供试群体进行苗期抗条锈性鉴定,分析抗病基因的遗传规律,并利用基因组原位杂交(GISH)技术对9020-17-25-6含有的外源染色体片段进行鉴定。【结果】9020-17-25-6在苗期对5个条锈菌生理小种均表现免疫或近免疫,其抗性可能来源于华山新麦草。9020-17-25-6对CYR32和CYR33的抗病性都是由1对显性基因控制。GISH分析表明,9020-17-25-6含有来自华山新麦草的染色体或大的染色体片段,是一个普通小麦-华山新麦草易位系。【结论】华山新麦草易位系9020-17-25-6对我国目前流行的小麦条锈菌生理小种具有良好的抗病性,可以作为抗源在我国小麦抗锈育种中应用。     

小麦秆锈病新抗源及抗病基因所在染色体特异分子标记

【目的】小麦秆锈病是具潜在毁灭性的小麦病害之一,秆锈菌小种Ug99严重威胁全球小麦生产。本研究通过对165份小麦-近缘植物染色体系进行抗秆锈病鉴定,筛选小麦秆锈病新抗源并建立抗病基因所在染色体特异分子标记,以发掘小麦秆锈病新抗源,培育抗病品种,有效防御Ug99导致的秆锈病。【方法】将供试的165份小麦-近缘植物染色体系、3份六倍体小麦及感病对照小密穗分别播种于直径10 cm的瓦盆中,生长到一叶一心时,用中国小麦秆锈菌流行小种34MKGQM和21C3CTHSM进行接种,当感病品种小密穗充分发病时,按照0-4级标准调查记载侵染型,对供试材料的抗秆锈病级别进行统计。同时,提取免疫、近免疫、高抗秆锈病附加系/代换系及其对应的整套染色体系、中国春等材料的基因组DNA,利用101对PLUG引物进行PCR扩增,扩增产物经限制性内切酶酶切后进行电泳检测,筛选并建立抗秆锈基因所在染色体特异分子标记。【结果】在165份小麦-近缘植物染色体系中,中国春-卵穗山羊草7M^g#1附加系、中国春-卵穗山羊草7M^g#1(7A)和7M^g#1(7B)代换系、中国春-帝国黑麦1R附加系、中国春-中间偃麦草?Ai附加系（?表示外源染色体同源群未鉴定）、中国春-单芒山羊草6N附加系、中国春-易变山羊草6S^vS端体附加系和中国春-智利大麦6H^ch附加系9份材料对秆锈病表现为免疫或近免疫;ALCD-尾状山羊草7C#1附加系、中国春-卵穗山羊草7M^g#1(7D)代换系、中国春-帝国黑麦6R附加系、中国春-高大山羊草6S^l#3附加系、中国春-高大山羊草6S^l#2(6B)代换系、中国春-希尔斯山羊草3S#1附加系和中国春-拟斯卑尔脱山羊草2S^g#3附加系7份材料对秆锈病表现为高抗;其余材料均表现为中感或高感。抗秆锈性基因定位信息比较分析发现,高大山羊草6S^l#2和6S^l#3、帝国黑麦6R、智利大麦6H^ch、卵穗山羊草7M^g#1、尾状山羊草7C、中间偃麦草?Ai染色体上可能含有抗秆锈新基因。分子标记筛选、定位及特异性验证研究共获得8个新的多态性标记,其中5个（TNAC1715、TNAC1718、TNAC1737、TNAC1739和TNAC1753）和3个（TNAC1740、TNAC1751和TNAC1756）分别被定位在6R和6S^l染色体上。【结论】筛选得到8份可能含有抗秆锈新基因的材料,建立了抗秆锈基因所在染色体特异新标记8个。     

小麦-长穗偃麦草异染色体系筛选与鉴定

二倍体长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum(Host) A. Löve,2n=2x=14,EE)具有抗病性强、耐盐碱、抗旱、多花多实等优异性状。为明确引进的小麦-长穗偃麦草后代种质系的染色体遗传组成,本研究综合利用原位杂交与分子标记技术结合田间农艺性状对其进行鉴定。结果表明,16份小麦-长穗偃麦草种质系中,L20161461、L20161462两份材料是二体异附加系,分别附加6E和7E染色体;L20160940、L20160942、L20161457、L20161459四份材料是二体异代换系,分别是4E/4D、4E/4D、1E/1D、3E/3B;与中国春相比,L20160947的千粒重增幅57.02%,达到极显著水平;在2.2%NaCl溶液处理下,L20160940的耐盐性高于中国春。本研究为这些材料在小麦遗传改良中的进一步利用奠定了基础。     

小麦全蚀病抗病性研究进展及其育种途径探讨

阐述了小麦全蚀病致病性遗传规律,并从黑麦、燕麦、冰草属、粗山羊草、簇毛麦和华山新麦草等6个近缘种属中抗全蚀病基因的发现,回顾了国内外小麦全蚀病抗性研究取得的成就。在此基础上,提出了将小麦全蚀病抗性基因导入普通小麦的5条思路或途径。     

Molecular Characterization of a Triticum durum-Haynaldia villosa Amphiploid and Its Derivatives for Resistance to Gaeumannomyces graminis var. tritici

Take-all is a serious disease found in wheat across the world. Haynaldia villosa is considered to be resistant to take-all at a high level. TH3 was an amphiploid （2n =42, AABBVV） between Triticum durum and Haynaldia viUosa with significant resistance to take-all fungus isolated from China. In greenhouse experiment, the derivatives of the hybrid between wheat and TH3 showed better resistance to take-all than that of the wheat control. One of the derivatives named HW918-5 was selected for further analysis. Cytological and genomic in situ hybridization （GISH） analysis indicated that a monotelosome originated from H. villosa existed in the genome of the offspring of the line HW918-5. The monotelosome with promising resistant gene for take-all was located on the 3V chromosome of H. villosa in the further PCR-based molecular analysis.     

小麦抗条锈病染色体异源易位系的选育

利用小麦品种Jubilar作为受体 ,黑麦自交系L15 5为供体 ,培育了 1个抗条锈病 ,叶锈病和白粉病的小麦异源易位系A1882。使用C -带技术证明 ,这个易位系含有 1RS/ 1BL易位染色体。研究表明 ,与其它的 1RS/ 1BL易位系相比 ,本研究创制的这个 1RS/ 1BL易位染色体含有不同抗病基因。用这个异源易位系与高产品种杂交 ,并利用易位染色体作标记辅助选择 ,培育了抗小麦条锈病兼抗白粉病材料R14- 12、R14- 2 2和R16 5 - 2。经接种鉴定 ,这些品系对小麦条锈菌条中 30号和 31号生理小种免疫 ,抗叶锈病并中抗白粉病。这 3份材料的农艺性状较好 ,抗病性稳定 ,容易在小麦育种中应用。本研究证明 ,通过初级易位系与优良品系的杂交和选择 ,把异源易位染色体放在协调的小麦遗传背景上 ,是在小麦育种中克服易位染色体不良作用的有效方法     

Identification of genetic locus with resistance to take-all in the wheat-Psathyrostachys huashanica Keng introgression line H148

Take-all is a devastating soil-borne disease of wheat (Triticum aestivum L.). Cultivating resistant line is an important measure to control this disease. Psathyrostachys huashanica Keng is a valuable germplasm resource with high resistance to take-all. This study reported on a wheat-P. huashanica introgression line H148 with improved take-all resistance compared with its susceptible parent 7182. To elucidate the genetic mechanism of resistance in H148, the F₂ genetic segregating population of H148×XN585 was constructed. The mixed genetic model analysis showed that the take-all resistance was controlled by two major genes with additive, dominant and epistasis effects. Bulked segregant analysis combined with wheat axiom 660K genotyping array analysis showed the polymorphic SNPs with take-all resistance from P. huashanica alien introgression were mainly distributed on the chromosome 2A. Genotyping of the F₂ population using the KASP marker mapped a major QTL in an interval of 68.8–70.1 Mb on 2AS. Sixty-two genes were found in the target interval of the Chinese Spring reference genome sequence. According to the functional annotation of genes, two protein genes that can improve the systematic resistance of plant roots were predicted as candidate genes. The development of wheat-P. huashanica introgression line H148 and the resistant QTL mapping information are expected to provide some valuable references for the fine mapping of disease-resistance gene and development of take-all resistant varieties through molecular marker-assisted selection.     

小麦异附加系种质资源的开发利用初探

为了开发利用小麦异附加系种质资源,笔者从利用小麦异附加系与相应的单、缺体杂交选育小麦异代换系;利用小麦异附加系与拟斯卑尔脱山羊草杂交,诱导部分同源染色体配对重组选育异代换系;利用小麦异附加系与Ph隐性突变体Ph1b杂交选育易位系;利用小麦异附加系进行组织培养选育异易位系;利用小麦异附加系进行辐射诱发异源易位;利用小麦异附加系可以选育小麦核不育系的XYZ系方面探讨了利用途径.     

普通小麦-簇毛麦易位系T4VS·6AL的选育

在小麦背景中离果山羊草3C染色体具有优先传递的作用.当离果山羊草3C染色体处于单体状态时会导致后代不含有杀配子染色体的配子中产生包括缺失和易位等染色体结构变异.簇毛麦4V染色体携有抗小麦眼斑病和全蚀病基因.为进一步利用簇毛麦4V染色体上的有益基因.利用染色体C-分带和基因组原位杂交分析,从普通小麦-簇毛麦4V染色体二体异附加系(DA4V)与普通小麦农林26-离果山羊草3C染色体二体异附加系(DA3C)杂种后代中选育出小麦-簇毛麦纯合易住系T4VS·6AL.该易位系为杀配子染色体诱发形成的非补偿型易位;易位系T4VS·6AL高抗梭条花叶病.是小麦抗病育种的新种质.     

转Bcl和Rip基因小麦的鉴定和遗传分析

 对转Bcl、Rip基因小麦的T1、T2和T3代植株进行了分子检测和抗病性鉴定，并根据检测结果对其遗传行为做了探讨与分析。T1代检测结果表明，选择标记基因nptⅡ的分离符合孟德尔遗传规律；功能基因Rip的分离比2.62∶1，符合孟德尔分离规律；功能基因Bcl的分离比为4.50∶1，偏离了孟德尔遗传规律。T1代植株Southern blot分析结果表明，功能基因Bcl和Rip已经稳定整合到小麦基因组上，多数植株为单拷贝整合。T2代纯合稳定植株Southern blot分析结果表明，功能基因Bcl和Rip在小麦染色体上多为双拷贝整合。白粉病和全蚀病鉴定结果表明，功能基因对白粉病和全蚀病均有一定的抗性。农艺性状调查结果表明，除了株高外转基因植株其它农艺性状与受体品种一致。     

抗全蚀病的转PvPGIP2-TaLTP5双价基因小麦的创制及鉴定

【目的】全蚀病是小麦的毁灭性病害。创制转PvPGIP2和TaLTP5双价基因小麦,分析外源PvPGIP2和TaLTP5在转基因小麦中的遗传与表达情况,选育抗全蚀病的转基因小麦新种质。【方法】采用基因重组技术构建了PvPGIP2和TaLTP5双价表达转基因载体pA25-PvPGIP2-TaLTP5,利用基因枪介导法将该载体转入小麦品种扬麦18,采用PCR、RT-PCR与qRT-PCR方法分析转基因小麦T0—T4植株中目的基因及其表达量,并对T3和T4逐株进行全蚀病接种与抗性鉴定。【结果】创制并选育出稳定的抗全蚀病转PvPGIP2和TaLTP5小麦株系6个。PvPGIP2和TaLTP5能够在这6个转基因小麦株系中稳定遗传,并高水平表达。对转PvPGIP2和TaLTP5小麦的全蚀病抗性鉴定结果表明,与受体扬麦18相比,转PvPGIP2和TaLTP5小麦对全蚀病抗性明显提高。【结论】创制了转PvPGIP2和TaLTP5抗全蚀病的小麦新种质,其对全蚀病具有一定的抗性。     

2个抗白粉病小偃麦异附加系的GISH鉴定

以来源于中间偃麦草的八倍体小偃麦TAI7047为供体,以高感白粉病的优质小麦品种晋太170为受体,通过回交转育的方法,从其BC1F4后代群体中筛选出2个稳定的抗白粉病株系CHadd7001和CHadd7002,并运用形态学、细胞学、抗病性、基因组原位杂交的研究方法对其进行了分析、鉴定。基因组原位杂交(GISH)结果表明,CHadd7001和CHadd7002中已分别成功导入1对中间偃麦草的染色体;其中,CHadd7001所附加的外源染色体来自偃麦草的Js组染色体,而CHadd 7002附加的染色体来自偃麦草的J组染色体;根据外源染色体来源、GISH带型和杂交信号的分布,二者为不同的小偃麦异附加系。     

大赖草染色体对小麦农艺性状和抗病、耐热性的效应研究

【研究目的】明确大赖草染色体对小麦农艺性状、抗病性和耐热性的效应,为进一步利用大赖草优异基因提供理论依据。【方法】通过黄矮病、白粉病、条锈病人工接种或自然发病鉴定抗病性,以分期播种模拟高温胁迫环境,通过千粒重变化评价耐热性,收获后调查农艺性状、再生性,对小麦-大赖草二体附加系、代换系和亲本‘中国春’进行农艺性状效应鉴定。【结果】结果表明,10个异染色体系苗期对白粉病菌株E09均表现高感,温室成株期白粉病抗性好于对照普通小麦‘中国春’;对条锈病抗性表现均优于‘中国春’。大赖草H染色体有增加穗长、小穗数、提早抽穗期、增加黄矮病抗性的正向效应。大赖草H、A染色体具有增加耐热性的正向效应;大赖草J染色体对粒长、粒宽和粒厚均有正向效应。大赖草A、L染色体含有控制芒的基因,大赖草F具有再生性和复小穗基因,【结论】10份异染色体系中未发现含高抗小麦白粉病基因的大赖草染色体,大赖草附加系DALr#A、DALr#F、DALr#H、DALr#J可用于小麦农艺性状、抗黄矮病、条锈病和耐热性的改良。