小麦对秆锈菌新小种Ug99的抗性研究进展

为了及时了解国际小麦育种的发展动态,介绍了国外在小麦秆锈病新小种Ug99抗性方面的研究进展,主要包括成立国际锈病研究协作网,负责全球范围的小麦锈病研究;基本明确了Ug99的可能传播路线;在肯尼亚对17个国家和组织的4157份小麦品种进行了抗性鉴定,337份表现抗病,为抗病育种提供了重要亲本;明确了现有抗性基因的利用价值,建议利用Sr2、Sr24、Sr26、Sr36、SrTmp和来自1A／1R易位的未知抗性基因,采用持久抗性与主效基因相结舍的策略,通过分子标记辅助选择提高品种选育效率。最后提出了国内技术储备的主要内容。     

春小麦品种抗秆锈病基因Sr33的分子检测

为了给小麦抗秆锈病品种的选育提供理论依据,利用与Sr33紧密连锁的SSR引物BARC152对国内外引进的58份抗Ug99的春小麦品种以及黑龙江省主栽小麦品种18份进行SSR检测.结果表明,国内外引进的58份抗Ug99春小麦材料中仅有1份材料含有Sr33,占检测材料的1.7％;黑龙江省18份主栽春小麦品种中有3份材料中含有Sr33,占检测材料的16.7％.表明Sr33在引进的抗Ug99材料和黑龙江省主栽小麦品种中占有的比例均很少,今后要加强Sr33在小麦抗病育种中的应用.     

2007-2008年我国小麦秆锈菌小种种群结构及其对Ug99抗性新种质的毒性分析

为明确我国目前小麦秆锈菌小种种群结构,利用复合鉴别寄主体系对2007-2008年采于黑龙江、四川和云南等地的59个菌株进行了小种鉴定,共鉴定出21C3CTH、21C3CFH、21C3CPH和34MKG四个小种。其中21C3CTH为优势小种,出现频率为72.9%,未发现新的小种和Ug99。利用47个Sr单基因系测定了21C3CTH和21C3CFH等的毒力谱,将我国优势小种与Ug99的毒力谱进行了比较。结果表明,Ug99能够克服Sr5、Sr9e、Sr11、Sr21、Sr30、Sr31、Sr38等我国大多数有效抗秆锈病基因,对我国小麦生产具有潜在威胁。利用我国优势小种21C3CTH、21C3CFH和34MKG对从CIMMYT引入的131份抗Ug99的小麦材料进行了成株期抗性鉴定。结果表明,有近30％的材料只对其中一个或两个小种具有抗性或者全无抗性;有92份材料对全部供试小种具有良好的抗性,可做为今后育种的抗源材料。     

小麦四个多效抗病基因的分子检测

锈病和白粉病是小麦的主要病害,目前小麦中已发现的多效抗病基因有四个,包括 Lr34/ Yr18/ Pm38/ Sr57、 Lr27/ Yr30/ Sr2、 Lr46/ Yr29/ Pm39/ Sr58和 Lr67/ Yr46/ Pm46/ Sr55,这些基因在我国的利用程度不高。为了明确这4个多效抗病基因用于育种的情况,本研究对来自世界各国的367个小麦品种(系)进行了分子标记检测。在所有检测的材料中,有174份材料至少携带1个多效抗病基因,其中携带 Lr34的有23份,携带 Sr2的有12份,携带 Lr46的有138份,携带 Lr67的仅有对照品种;有8份材料携带2个基因,分别是郑麦9023、西农1376、德抗961、Pavon76、TX03A0148、lasen、MV LAURA和Mason/Jagger;仅有Aca 801携带3个基因。     

小麦几个多效抗病基因的利用现状及展望

小麦是中国最重要的粮食作物之一,对全球粮食安全有重要意义。锈病和白粉病是小麦的毁灭性病害。小麦多效抗病基因在成株期同时对上述病害具有持久抗性,将其用于小麦抗病育种有积极作用。目前,已发现4个小麦多效抗病基因,这些基因主要来源于国外春麦品种,但单个基因的抗病效应较小,聚合多基因可以提高抗病效果。已有研究显示,同时含有2个以上多效抗病基因的小麦品种（品系）仍较少,据此,本文对几个小麦多效抗病基因的利用现状进行综述,并对其成因进行分析,以期为今后多效抗病基因资源的利用提供参考。     

宁夏小麦品种慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

Lr34/Yr18是重要的小麦慢叶锈/慢条锈基因,可用于小麦锈病抗性改良。为了明确Lr34/Yr18基因在宁夏小麦中的分布特点,利用STS标记csLV34对111份宁夏小麦品种中慢锈基因Lr34/Yr18的等位变异进行了分子检测,并且进行了成株期条锈病抗性鉴定。结果表明,20份材料携带Lr34/Yr18基因,占18.0%。不同来源的小麦品种中Lr34/Yr18基因分布频率不同,农家品种中分布频率最高,占90.9%;引进品种中所占比例为14.3%;育成品种中所占比例最低,仅占7.7%。含有Lr34/Yr18基因的品种对条锈病具有较好的抗性,可作为今后宁夏小麦抗锈病育种的重要抗源。     

我国小麦微核心种质抗锈病及白粉病鉴定与分析

为给我国小麦核心种质的合理利用提供参考依据,对我国262份小麦微核心种质进行了抗秆锈、条锈和白粉病鉴定。结果表明,我国小麦微核心种质对秆锈、条锈和白粉病的抗病频率不高,在262份微核心种质材料中,抗秆锈病的材料有40份,占全部材料的15.3%;抗条锈病的材料有59份,占全部材料的22.5%;抗白粉病的材料有20份,占全部材料的7.6%;其中,选育品种和国外引进品种对秆锈病的抗性较好,而对条锈和白粉病的抗性却较差,地方品种对条锈病的抗性较好;同时,发现部分材料分别兼抗两或三种病害,这些兼抗多种病害的材料是小麦抗病育种中很好的抗源亲本,有很大的应用价值。微核心种质材料中抗白粉病材料出现的频率较低,在抗病育种中急需发掘和引进新的抗源材料。     

黄淮海夏玉米近年国审品种及主栽品种对南方锈病的抗性分析

为明确黄淮海夏玉米区玉米国审品种和主栽品种对南方锈病的抗性,对该区域2018～2020年审定品种及2020年部分主栽品种对玉米南方锈病的抗性进行分析。结果表明,427份审定品种中未见对南方锈病高抗(HR)的品种,抗性以高感(HS)为主,占比高达62.06%,抗性(R)品种、中抗(MR)品种和感病(S)品种分别占4.45%、4.92%和28.57%。47个主栽品种中未发现高抗南方锈病的品种,抗性品种、中抗品种、感病品种和高感品种分别占12.77%、27.66%、19.15%和40.43%。黄淮海夏玉米区国审品种和主栽品种对南方锈病的抗性较差,品种抗性以高感为主。因此,应加强病原菌的监测预警工作,加快抗病育种进程,引进利用优质抗性基因资源,发掘创新抗性材料,培育多基因聚合的持久抗性品种。     

部分国外小麦种质及东北麦区生产、后备品种抗秆锈性分析

在面临Ug99及其强毒力变异菌株可能侵入我国的高风险下,为筛选和储备新的小麦抗病品种或种质,并了解东北春麦区小麦生产、后备品种对秆锈病的抗性,于2015年用小麦秆锈菌生理小种21C3CTHTM、34C3RTGQM及混合小种对190份国外小麦材料和100份黑龙江省小麦材料进行田间成株期秆锈病抗性鉴定。结果表明,190份国外小麦材料中有169份对所有供试菌种表现出抗性,其中表现免疫的有119份,表现高抗的有50份;100份黑龙江小麦材料中有71份对所有供试菌种表现出抗性,其中表现免疫的有45份,表现高抗的有23份,表现高抗-中抗的有3份。国外小麦材料和黑龙江小麦材料对我国小麦秆锈菌的抗性较高,但仍有部分国外小麦材料和部分黑龙江小麦材料对我国小麦秆锈菌表现出高度感病,这种现象应得到重视。     

小麦新品系赤霉病抗性鉴定及基因效应分析

为创制黄淮麦区小麦新品系、提高小麦抗赤霉病育种效率,2022年在小麦扬花期利用喷洒孢子液的方法对81份抗赤霉病高代品系和4份对照品种在濉溪柳湖试验基地开展了赤霉病抗性鉴定,并利用与4个抗赤霉病主效基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5紧密连锁的6个标记对供试小麦材料进行了基因型检测。结果表明,供试81份材料的赤霉病抗性整体较好,平均病小穗率为27.95%,其中13份自育品系平均病小穗率低于扬麦20;携带单个或多个赤霉病抗性基因的品系共有60份,Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5检出频率分别为64.20%、12.35%、20.99%、34.57%;携带单个抗病基因Fhb1、Fhb4、Fhb5的小麦品系分别为18份、3份、2份;有45.68%品系同时携带2～3个赤霉病抗性基因。携带抗性基因的品系平均病小穗率低于不含抗性基因的品系;聚合多个抗赤霉病基因可以有效提高小麦品种的抗赤霉病水平。