普通小麦-柔软滨麦草易位系M852-1抗条锈基因的遗传分析和分子作图

 M852-1是经杂交和回交培育的普通小麦-柔软滨麦草易位系,苗期对我国小麦条锈菌流行小种均表现良好抗性。为明确其抗条锈性遗传规律,本研究选用条锈菌流行小种（类型）CYR29、CYR32、CYR33和Su11-7的单孢菌系对其与铭贤169杂交F₁、F₂、F₃及BC₁代群体进行遗传分析, 同时应用420对SSR引物对接种CYR32的M852-1/铭贤169 F₂代144个单株作图群体进行抗病基因定位。结果表明,M852-1对供试小种均表现免疫或近免疫,对CYR29的抗锈性由1对显性基因控制,对CYR32、CYR33和Su11-7的抗锈性均由1对隐性基因控制。筛选到3个与抗CYR32基因连锁的SSR标记Xbarc124、Xbarc200和Xgwm429,遗传距离分别为6.3、5.6 和 9.7 cM。根据SSR标记锚定性将该基因定位于小麦2BS染色体,暂命名为YrM852。基因来源、分子标记检测及染色体位点分析表明,YrM852很可能是1个不同于目前已知抗条锈病基因的新基因。     

源于柔软滨麦草抗小麦条锈病基因YrElm的遗传分析与SSR标记

 M852-1是由柔软滨麦草和普通小麦7182经杂交和回交培育的易位系。苗期抗病性鉴定结果表明,M852-1对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4、Su11-7和V26等7个中国小麦条锈菌主要生理小种或新的致病类型均表现免疫至高抗,是一个较好的抗条锈资源材料。用条锈菌流行小种CYR33对M852-1与铭贤169杂交F₁、F₂、F₃和BC₁代进行抗性鉴定与遗传分析,发现M852-1对CYR33的抗条锈性由1对隐性基因控制,暂定名为YrElm。以F₂代分离群体构建作图群体,利用集群分离分析法,筛选到与YrElm连锁的5个SSR标记:Xcfd35、Xgwm161、Xwmc630、Xgwm533和Xcfd34,并将YrElm定位于小麦染色体3DS上。YrElm两侧最近2个SSR标记Xcfd35与Xgwm161的遗传距离分别为6.5 cM和4.2 cM。抗锈性鉴定、系谱分析以及分子标记检测结果表明,该抗病基因来源于柔软滨麦草。综合基因来源、分子检测及染色体位点等方面的分析,认为YrElm可能是一个新的抗条锈病基因。用该基因两侧最近两个标记Xcfd35和Xgwm161 检测68个甘肃和黄淮麦区小麦品种(系),10个(14.7%)品种能扩增出与M852-1相同的条带。进一步进行抗病性及系谱分析表明,这10个品种均不含YrElm。本研究结果为利用YrElm进行分子标记辅助育种和进一步的精细定位奠定了基础。     

小麦品种贵农22 抗条锈基因的遗传分析及分子标记

 贵农22 是由簇毛麦、硬粒小麦以及普通小麦杂交选育而成的普通小麦品种,其对我国目前所有已知条锈菌生理小种均表现高度抗病。为了明确其抗条锈性遗传基础,并对抗条锈基因进行分子作图,本研究选用条锈菌重要小种CYR29、CYR30、CYR32、CYR33 和Su11鄄11,对贵农22 与条锈病感病品种辉县红或铭贤169 杂交F2 代、BC1 F1 代、BC1 F2 代进行抗锈性遗传分析,并对贵农22 控制Su11鄄11 抗病性的1 对隐性基因进行SSR 标记。结果表明,贵农22 至少含有3 对抗条锈病基因。利用272 株贵农22 / 铭贤169 BC1 F2 群体筛选到2 个与贵农22 控制Su11鄄11 抗性的隐性基因连锁的SSR 标记Xwmc44 和Xcfa2147,遗传距离分别为5. 1 和7. 3 cM,并将抗病基因定位于小麦1BL 上,暂命名为YrGn22。基因来源、抗病性分析以及分子检测结果表明,YrGn22 不同于1BL 上的已知小麦抗条锈病基因Yr3、Yr9、Yr21 和Yr29,可能是1 个新基因。     

小麦抗源武汉2号和品冬34的抗条锈性遗传分析

为明确小麦品种武汉2号和品冬34对小麦条锈菌流行小种的抗病性及抗病遗传规律,用小麦条锈菌生理小种CYR29、CYR31、CYR32、CYR33以及致病类型Su11-4、Su11-5、Su11-11、PST-Ch42在苗期接种小麦品种武汉2号和品冬34进行抗病性鉴定,并用武汉2号和品冬34分别与感病亲本铭贤169进行杂交,对F₂群体和F_2：3家系在温室进行苗期遗传分析。结果表明：武汉2号对CYR29和CYR32表现感病,对其它小种和致病型均表现抗病,且对CYR31的抗性由1对隐性基因控制;品冬34对所测试的小种和致病类型均表现高抗,且对CYR32的抗性由1对显性基因控制。     

欧洲小麦品种Mega抗条锈病基因的遗传分析及分子标记

 本研究表明欧洲小麦品种Mega对我国小麦条锈病重要流行小种CYR30、CYR31、CYR32、Su-4和Su-14在苗期都具有良好的抗病性。采用小麦条锈菌小种CYR30对Mega与感病小麦品种铭贤169杂交的F₁、F₂和BC₁代及双亲进行苗期抗病性遗传分析,结果表明,Mega对CYR30的抗性由1对显性基因独立控制。采用SSR标记技术对其携带的抗性基因进行分子标记,在237对SSR引物中,发现位于5BL上的2个SSR引物位点Barc232、Wmc640在双亲和抗、感池间能扩增出稳定的特异性片段,与抗病基因连锁的遗传距离分别是3.7cM和8.6cM,暂命名为YrMe。本研究结果为科学利用Mega抗条锈基因培育抗病品种提供了依据。     

小麦品种天选43抗条锈性遗传分析及抗病基因的分子标记

 天选43是由8845-01-01-1-1和抗源材料贵农22杂交选育而成的普通小麦品种,对我国目前所有条锈菌生理小种均表现良好抗性。为明确其抗条锈性遗传基础,本研究选用当前条锈菌流行小种CYR32和CYR33,对天选43与感病品种铭贤169杂交F₁、F₂和F₃代群体进行遗传分析,同时应用460对SSR引物对接种CYR32的天选43/铭贤169 F₂代150个单株群体进行抗病基因定位。结果表明,天选43对CYR32抗性由1对显性基因控制,而对CYR33抗性由1对隐性基因控制。筛选到10个与抗CYR32基因连锁的SSR标记Xwmc134、Xgwm413、Xbarc187、Xwmc406、Xcfd65、Xgwm18、Xbarc181、Xbarc137、Xwmc419和Xgwm230,两侧距离目的基因最近的标记为Xgwm18和Xgwm413,遗传距离分别为0.8 cM和3.4 cM,并初步将其抗病基因定位于小麦染色体1BS上,暂命名为YrTx43。基因来源、抗病遗传分析、分子标记检测及染色体位点分析表明,YrTx43很可能是与Yr24、Yr26具有等位性的抗条锈基因。     

小麦持久抗病品种N. Strampelli的抗条锈病基因分析和微卫星标记

 N. Strampelli是由意大利引入我国的小麦持久抗病性品种,对我国目前多数的条锈菌流行小种均有良好的抗性。为了明确其抗条锈病基因的遗传机制,利用小麦条锈病小种CYR30、CYR31、Su-4和Su-14对N. Strampelli与中国春杂交后代进行遗传分析,结果表明N. Strampelli对CYR30、CYR31的抗病性均由1对显性基因和1对隐性基因互补控制,对Su-14、Su-4的抗病性各由1对隐性基因控制,将其中控制Su-14抗病性的隐性基因暂时命名为YrNS-1。利用分离群体分析法(BSA)对接种Su-14的正交F₂代群体进行SSR分子标记,在1BL上找到4个与YrNS-1紧密连锁的微卫星标记Xwmc719、Xgwm124、Xwmc44和Xcfa2147,遗传距离分别为3.2、4.6、5.7和10.3cM。与已知位于1BL染色体上的抗条锈基因比较分析表明,YrNS-1可能是1个新的抗条锈病基因。     

小麦成株期高温抗条锈基因Yrxy54-1的RGAP分子标记定位

采用我国当前流行的7个小麦条锈菌(菌系),在高温条件下对其进行成株期抗条锈性鉴定,并用条锈菌CYR32对小麦品种小偃54与铭贤169的杂交后代及其双亲进行高温成株期抗条锈性遗传分析,以揭示小偃54成株期抗条锈性遗传机制。结果显示,小偃54成株期对多个条锈菌小种具有良好的抗病性,对CYR32的抗病性由2对隐性核基因独立控制,分别暂命名为Yrxy54-1和Yrxy54-2,并对Yrxy54-1进行分子标记定位。从528个RGAP引物组合中筛选到4个与抗病基因Yrxy54-1紧密连锁的多态性标记M1、M2、M3和M4,分布于Yrxy54-1的两侧,遗传距离分别为15.8、16.6、7.3和9.97cM。遗传分析结合分子标记结果表明,Yrxy54-1是一个与已知抗条锈基因不同的新基因。     

源于华山新麦草抗条锈病基因 YrH122遗传分析和SSR标记

 H122是1个通过杂交和回交选育的普通小麦-华山新麦草易位系。为明确其抗条锈病基因及遗传特点,建立抗病基因SSR标记,利用我国小麦条锈菌流行小种CYR29、CYR31、CYR32、CYR33和致病类型Su11-4、Su11-11对H122进行苗期抗性鉴定,根据鉴定结果选用CYR32、CYR33和Su11-4对其与铭贤169杂交F1、F2及BC1代进行了遗传分析,同时应用258对SSR引物对将H122/铭贤169 F2代接种Su11-4的185个单株构建的作图群体进行了PCR扩增和电泳分析。结果表明,H122对供试小种均表现免疫或近免疫,对CYR32的抗病性由1对显性基因控制,对CYR33的抗病性由1对隐性基因控制,对Su11-4的抗病性亦由1对显性基因控制,将其暂命名为YrH122。筛选到3个与YrH122连锁的SSR标记Xbarc229、Xwmc339和Xwmc93,遗传距离分别为7.7、4.3和11.0 cM,并将该基因定位于小麦染色体1DL上。SSR标记回检显示,YrH122来源于华山新麦草。通过基因来源、分子检测及染色体位点比较,YrH122可能是1个不同于目前已知抗条锈病基因的新基因。     

小偃6号成株期高温抗条锈性遗传分析

为揭示小偃6号抗病机制和培育持久抗病品种,采用常规杂交分析方法,在小麦抽穗期利用小麦条锈菌小种CYR30、CYR32和Su11-4对小偃6号、铭贤169及其杂交F1、F2、F2∶3接种,平均气温达到21℃时对小偃6号进行了抗条锈性调查和遗传分析。结果显示,接种CYR30、CYR32时,F1代表现高感,F2代群体中抗感分离比例符合1 R∶15 S的理论比例。接种Su11-4时,F1代表现高抗,F2代群体中抗感分离比例符合3R∶1S的理论比例。研究表明小偃6号对CYR30、CYR32的抗病性均由2对隐性基因累加作用控制,对Su11-4的抗病性由1对显性基因控制。     

小麦条锈菌新菌系V26的SCAR检测标记

 建立小麦条锈菌生理小种的快速分子检测技术体系对小麦条锈菌的监测和防治策略的制定具有重要价值。条锈菌V26是近年来出现的,对我国目前小麦抗病育种中普遍应用的抗条锈病基因Yr26具有毒性的新菌系。该菌系的出现,对我国当前小麦生产、抗病育种都造成了严重威胁。本研究选用189条随机引物对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、T4、Su11-4和V26等7个条锈菌生理小种(菌系)进行了扩增,筛选V26的特异性RAPD片段,并对其进行克隆和测序。根据测序结果,设计并合成SCAR特异性引物, 将V26的RAPD标记转化为稳定的SCAR标记。使得对该菌系的快速检测成为可能,同时也将会为条锈菌新小种的监测提供更为准确的科学依据。     

陕西省115个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测

 为掌握陕西省主栽与后备小麦品种对我国条锈菌的抗性水平,明确其抗锈基因分布,本研究选用条锈菌流行小种CYR32和新毒性小种V26对115份陕西省主栽和后备小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定,并分别利用抗条锈病基因Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr10、Yr18和Yr26的紧密连锁分子标记对这115份材料进行了分子检测。结果表明,供试小麦品种(系)中,抗CYR32的有61份,占53.04%;抗V26的有84份,占73.04%;对2个小种均抗病的有50份,占43.48%。分子检测发现115份材料均不含有Yr10;可能携带Yr9基因的有41份,占35.65%;可能含有Yr5、Yr18和Yr26的材料分别为3份、3份和2份,占2.61%、2.61%和1.74%。因此,当前陕西省主栽与后备小麦品种(系)对CYR32和V26的抗性整体水平还有待进一步提高,Yr9分布频率较高,而Yr5、Yr10、Yr18和Yr26分布频率较低,建议在以后小麦育种中减少Yr9的使用,加强利用Yr5和Yr18与其他有效基因聚合培育持久抗条锈病品种。     

2002—2014年陕西省小麦条锈菌生理小种变化动态和小麦品种(系)的抗病性

为明确陕西省小麦条锈菌的群体结构、变异动态和新育成小麦品种(系)的抗病性,为病害流行预测、防治以及抗病育种提供依据,本研究于2002—2014年从陕西省8个市(区)的28个县(区)和毗邻的甘肃省、四川省和湖北省部分地区共采集鉴定小麦条锈菌标样2 779份,监测到条锈菌生理小种和致病类型45个,其中,CYR33和CYR32为目前陕西省小麦条锈菌主要流行小种,新致病类型G22-9和G22-14虽然目前出现频率不高,但对贵农系列、92R系列以及Moro均有毒性,且出现频率呈上升趋势。目前小麦条锈菌群体中Hybrid46致病类群和水源11致病类群占绝对优势,这与我国小麦品种抗病基因单一化有较大关系,应加强开发和利用新的、多元化的抗源材料。对2 952份陕西省新育成小麦品种(系)抗病性测试结果表明,其整体抗性水平呈上升趋势。综合条锈菌生理小种监测和抗病性分析结果,目前小麦抗条锈病育种应以抗CYR33和CYR32为主,同时注意对G22-9和G22-14的抗病性研究。     

远缘杂交衍生后代中筛选小麦抗条锈病新抗源

 针对小麦远缘杂交的一系列衍生系,在陕西杨凌人工条锈病圃(CYR32和CYR33混合小种)选择压力下,兼顾抗病性与农艺性状,经过连续6年系统选择,筛选了106份远缘杂交衍生后代选系。在此基础上,通过杨凌人工混合小种接种鉴定圃和甘肃天水自然诱发鉴定圃,对其进行成株期抗条锈病鉴定;利用当前流行小种CYR32、CYR33和G22-9进行苗期分小种鉴定;结合Yr26的分子标记检测评估抗源价值。建立基于成株期与苗期抗病性鉴定相结合,异地抗病表型鉴定与分子标记筛查的抗源筛选和评价体系。结果表明:106份远缘杂交后代衍生系中,筛选出54个能够抵抗包括G22-9在内的多个流行小种的选系;结合标记筛查结果,筛选到36份不含Yr26的抗病材料,其中4份为全生育期抗条锈病性类型(ASR),32份为成株期抗性(APR)类型。推测这些抗性选系可能具有抗条锈病新基因。     

甘肃陇南感病小檗在小麦条锈病发生中起提供(初始)菌源作用的直接证据

 陇南是中国小麦条锈菌易变区、小麦条锈病的常发流行区和防治的关键地区。明确陇南小麦条锈菌转主寄主小檗在小麦条锈病发生中的作用,对阐释该地区小麦条锈菌新小种产生的来源和指导小麦条锈病的综合防控具有重要意义。本研究从陇南春季自然受锈菌侵染的堆花小檗及其邻近的小麦上分离获得小麦条锈菌菌系,19个来自发病小檗的单夏孢子堆菌系在中国小麦条锈菌鉴别寄主上产生5个不同毒力类型VP1~VP5,均为新小种;在近等基因系和载体品种组成的鉴别寄主上产生17个不同毒力类型。29个来自邻近发病小檗的小麦上条锈菌菌系在中国小麦条锈菌鉴别寄主上产生了10个不同的毒力类型VP1~VP10,均为新小种;在近等基因系和载体品种组成的鉴别寄主上产生了24个不同的毒力类型。两个小麦条锈菌群体享有共同的毒力类型VP1~VP5,同时来自发病小檗上菌系的一些毒力类型不同于小麦上的毒力类型。主坐标分析(PCoA)和毒性表型聚类分析表明来自于自然受锈菌侵染小檗及其邻近小麦上的小麦条锈菌存在菌源交流。综合研究表明在自然条件下,陇南小麦条锈菌在野生感病小檗上进行有性生殖是常年发生的,感病小檗在新小种产生和在陇南小麦条锈病的发生中起提供菌源的作用。因此,在陇南小麦条锈病的综合治理策略上加强对小檗的处理,降低新小种产生速率和品种抗性丧失速率,从而延长品种使用年限,同时减少新小种向东部广大麦区传播,保障小麦生产安全。     

小麦品系ICA56抗条锈病鉴定及其抗性基因SSR标记

 小麦品系ICA56对条锈菌优势生理小种CYR30、CYR31和CYR32均表现免疫反应;遗传分析表明,ICA56携带一个显性抗条锈病基因。基因等位性测定显示,ICA56所含抗条锈病基因不同于已知抗锈基因Yr5、Yr10、Yr15和Yr26,暂将该基因定名为YrICA56。利用川麦28/ICA56的F₂群体及抗感亲本筛选到5对SSR引物WMC503、Xgwm261、Xgwm296、WMC112和Xgwm210与YrICA56连锁,遗传距离分别为16.6、10.4、7.0、4.5和14.1cM。根据Mapmaker3.0确定标记、YrICA56和着丝点在染色体上的顺序为:-WMC503-Xgwm261-Xgwm296-YrICA56-WMC112-Xgwm210-着丝点-。根据作图结果,将YrICA56定位在2DS。目前定位在2DS上的抗条锈病基因有Yr16和YrKat。Yr16为成株期抗性,YrKat属温敏抗性,而YrICA56在苗期和成株期对条锈病均表现免疫,由此推测YrICA56是一个新的抗条锈病基因。     

小麦条锈病重要抗源Gaby抗性遗传分析及分子作图

小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)引起的小麦条锈病是小麦生产上最重要的病害之一.国内外的研究和生产实践证明,利用抗病品种是防治该病最有效、经济和安全的途径.然而,在生产实践中由于抗源单一化和小麦条锈菌的高度变异性,品种抗病性很容易被病原菌新小种所克服,这已经成为应用抗病品种防治小麦条锈病的世界性难题.因此,不断地鉴定和筛选新的抗条锈病基因以选育替代抗病品种是解决这一难题的重要途径.     

普通小麦-华山新麦草易位系9020-17-25-6抗条锈性遗传分析及分子标记

为明确普通小麦-华山新麦草易位系9020-17-25-6的抗条锈病基因及其遗传特点,利用中国条锈菌小种CYR29对9020-17-25-6、铭贤169及其杂交后代F1、F2、F3代进行苗期抗条锈性鉴定及遗传分析,选取48条RGAP引物和491对SSR引物对接种CYR29的F2代群体进行筛选,寻找与抗病基因连锁的分子标记。结果表明:9020-17-25-6对CYR29具有良好的抗条锈性,由1对显性基因独立控制,暂定名为Yr Hua9020。筛选到2个RGAP标记(M1和M2)和位于染色体3AS上的4个SSR标记(Xwmc11、Xwmc532、Xcfd79、Xgwm2)与Yr Hua9020连锁,与目的基因的遗传距离分别为6.9、9.5、17.8、12.2、7.2和17.8 c M。与已定位于3A染色体上的抗条锈病基因的比较研究表明,Yr Hua9020是一个与已知基因不同的新的抗条锈病基因。