已知抗性基因的小麦品种(系)对白粉病的反应

本文报告对美国农业部 Beltsville 农业研究中心提供的一套已知抗白粉病基因小麦材料1985—1987年间在四川田间的表现,以及利用这套材料在室内进行川西小麦白粉菌的毒力分析的结果。含有 Pml,Pm2,Pm3b,Pm3c,Pm5,Pm6抗性基因的材料在田间表现完全感病,而 Pm3a,Pm7和 Pm8在田间表现不稳定。由 Khapli 和 Yuma 衍生出的近等基因材料 Khapli/8*Cc 和Yuma/8*Cc,虽然含有 Pm4相同抗性基因,但抗性表现不一致,前者的抗病性高于后者。供试菌株对 Pm1,Pm2,Pm3b,Pm3c,Pm5和 Pm6的毒力频率分别为74～84%,63～67%,89%,75%和71%,说明四川多数白粉菌菌株对这些抗病基因有毒性。仅仅只含有 Pm4的材料,其毒性频率很低,是目前四川小麦白粉病抗病育种中可利用的抗源。     

小麦抗白粉病基因在四川的有效性研究

将四川各地小麦白粉菌群体中代表主要毒力基因型(v_1,v_5)的10个菌株,分别接种在25个小麦品种上,考察苗期的相互作用,并在田间病圃对各品种成株期的发病进行观察。结果表明,Pm2x、Pm4抗白粉病基因是高效的;含有Pm2Pm6和Pm2Mld抗性基因组合的品种,苗期对部分供试菌株无效,但成株期平均侵染系数较小,显示有一定的抗性;大多数菌株在含Pm3a抗性基因品种的苗期都能致病,但成株期发病均轻;而含有Pml、Pm3b、Pm3c、Pm5、Pm8、PmlPm2Pm9等基因和基因组合的品种,都有较高的易损性。抗性基因未鉴定的黔丰、黔花系统,肯贵阿、贵光1—2、燕小黑1—1、81夏—51l、81—7241等品种,无论在苗期或成株期对白粉病的抗性都很强。本文还就Pm2和Pm2x抗性基因对白扮菌不同菌株出现的侵染型差异以及抗性基因累加问题进行了讨论。     

山东省小麦白粉病菌群体毒性鉴定和分析

为明确山东省小麦白粉病菌群体的毒性结构组成,利用31份已知抗白粉病基因的小麦品种(系)对采自山东省德州、烟台、济南、济宁、聊城、临沂6市共62个小麦白粉病菌株毒性结构进行鉴定,并构建山东省小麦白粉病菌系毒性聚类图。结果表明,山东省小麦白粉病菌群体对抗病基因Pm1a、Pm3b、Pm3c、Pm3d、Pm3e、Pm3f、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm13、Pm17、Pm19、Pm2+Ta、Pm"Era"和Pm"XBD"的毒性频率均高于70%,对抗病基因Pm21、Pm4b+5b及Pm5+6的毒性频率低于30%,仅对Pm21抗病基因无毒性;德州市、烟台市、济宁市、济南市、聊城市和临沂市白粉病菌群体分别对12、15、22、23、25、28个抗病基因的毒性频率高于70%;对小麦白粉病菌株毒性聚类分析发现,62个小麦白粉病菌株毒性相似系数在0.67～1.00之间,说明6地市的小麦白粉病菌群体间毒性存在一定差异,德州市和烟台市的大部分菌株毒性结构相似度高,其余地市菌株毒性结构相似度高。     

用活动苗圃法测定小麦白粉菌群体的变异

1991年在重庆市6个县、区,用活动苗圃法测定田间小麦白粉菌群体的变异。结果表明,含有Pm2,4b、MlkPm4b、MliPm6抗性基因组合的小麦品种Sappo、Turbo、Bert和含Ba单基因的品系81—7241都高抗白粉病。而含Pm4a、Pm4b、Pm6、Mlk抗性基因的Khapli/Cc8、Armada、Timgalen、Herold品种以及含Pm2x、KG基因的白免3号、肯贵阿和含有Pm2,6基因组合的CI12632品种,虽然在大部分地区中也高度抗病,但在个别地点或县却表现感病。对这类抗源品种,应特别留意其病菌毒性变异。活动苗圃能及时侦察到病原群体中某些稀有的、具潜在危险的毒性小种,可作为一种补充监测方法。     

中国小麦重要生产品种及国外材料在云南的抗白粉病表现

为了解中国小麦生产上主要抗白粉基因、重要生产品种及国外小麦材料对白粉病的田间抗性状况,采用自然鉴定法,在2012-2013年对Pm2、Pm4a、Pm4b、Pm2+6、Pm8及Pm21等6个抗白粉基因、46个中国小麦重要生产品种及66份国外小麦材料在云南临沧、德宏、大理、玉溪、昆明和昭通等6个代表性地点进行成株期抗性监测。结果表明,该6个抗白粉病基因抗性已逐渐丧失,压缩含Pm8及Pm21的小麦品种面积已迫在眉睫,Pm2、Pm4a、Pm4b和Pm2+6,也应合理利用。中国小麦生产品种整体抗白粉病水平低,46个品种中,没有1个在云南2年6点均表现抗性,6个品种仅在1个点表现感病,18个品种在2个点表现感病,22个品种在3个点以上表现感病。66个国外小麦材料中,只有Hybrid 46和Heines Kolben在云南2年6个点均表现抗病,是较稳定的抗白粉病材料。7个材料只在1个点表现感病,29个材料在2点表现感病,28个材料在3个点以上表现感病。说明当前中国白粉病抗源及抗病品种十分缺乏,寻找新的白粉病抗源及培育新的抗白粉病品种,十分紧迫,生产上当务之急是加强监测及应急防控,以确保小麦安全生产。     

新疆小麦白粉病菌群体的毒性监测和分析

【目的】通过对新疆小麦白粉菌群体的毒性鉴定,研究其病菌群体的毒性结构和组成,为小麦抗白粉病品种的选育及抗病品种的应用和合理布局提供依据。【方法】对采自新疆的小麦白粉菌标样进行分离纯化,采用抖接法接种到35个已知抗病基因的小麦鉴别寄主上,调查鉴别寄主对病菌的反应型,明确小麦白粉菌不同菌株的毒性。【结果】新疆小麦白粉菌群体对抗病基因Pm1c、Pm2、Pm4a、Pm4b、Pm4c、Pm5b、Pm12、Pm13、Pm16、Pm21、Pm24、Pm25、Pm30、Pm35、Pm"XBD"、Pm2+Mld、Pm2+6、Pm4+8、Pm4b+5b和Pm5+6的毒性频率低于30%,其中对Pm12、Pm16和Pm21的毒性频率为0;对Pm3b、Pm3d和Pm34的毒性频率在30%~70%;对抗病基因Pm1a、Pm3a、Pm3c、Pm3e、Pm3f、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17、Pm19、Pm1+2+9等的毒性频率均高于70%。【结论】抗病基因Pm1c、Pm2、Pm4a、Pm4b、Pm4c、Pm5b、Pm12、Pm13、Pm16、Pm21、Pm24、Pm25、Pm30、Pm35、Pm"XBD"、Pm2+Mld、Pm2+6、Pm4+8、Pm4b+5b和Pm5+6均是当前可用的有效抗病基因,可应用在小麦育种及生产上;Pm1a、Pm3a、Pm3c、Pm3e、Pm3f、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17、Pm19、Pm1+2+9这些基因抗小麦白粉病性能较差,已不适合在育种和生产上使用;Pm3d、Pm3b和Pm34在生产上应注意合理使用。     

小麦品种的抗白粉病基因推导

利用20个白粉菌株对26个含有已知抗白粉基因的材料和10个对小麦白粉菌具有良好抗性的小麦品种进行接种,分析了小麦的抗白粉基因.结果表明,保丰104含抗性基因Pm2+6,Sunwon85、WF08-182含抗性基因Pm5+Pm8,京冬8号和西峰20含抗性基因Pm2+Pm8,南大2419和川育55871含有Pm24+Pm8,兰天18含有与Era相同的抗性基因,兰天17和绵阳28含有未知的抗性较强的基因.     

新疆春小麦品种(系)抗白粉病基因的分子检测

通过苗期抗性鉴定和抗病基因的分子标记检测,筛选对小麦白粉病具有抗性的春小麦品种(系),明确Pm4、Pm8和Pm21在新疆春小麦品种(系)中的分布现状,为新疆春小麦品种的合理布局及抗白粉病品种的选育提供依据。苗期抗性鉴定结果表明,新春38号和366S表现出抗性,高抗植株与中感植株的比率为2∶1,新春12号、新春15号、新春18号等29个小麦品种(系)对小麦白粉病均表现为高感。分子标记检测结果表明,新春27号、1354和1360含有Pm4基因;983-S、MJ307、HMJ555和1112含有Pm8基因;366S含有Pm21基因。采用苗期抗性鉴定和分子标记检测相结合的方法,可大大提高抗白粉病品种鉴定的准确性。     

江苏小麦白粉病菌(Erysiphe graminis f.sp.tritici)生理专化性的初步研究

用小麦抗白粉病等基因系作鉴别寄主,观察了已知抗性基因(Pm1—Pm4)对江苏不同地区病原菌群体的反应。在1982年,南京和淮阴两地区病圃中,Pm1、Pm3b、Pm3c 反应型为3—4级。Pm2、Pm3a 为0—3级。Pm4 为0—1级,Pm4对两地病原菌群体的反应型略有差异。在温室中,用50ppm 苯并咪唑水溶液培养寄主离体叶片鉴定了从南京地区白粉病菌群体中分离的23个单孢或单孢子堆病菌标样。根据它们对寄主的侵染范围,可初步鉴定出6个致病力类型,并估计了病菌标样中与寄主抗性基因相对应的毒性基因的频率。从 Pm2、Pm4在我省及世界各地病圃中的抗性表现看,这两个抗性基因资源,对当前小麦抗白粉病育种是有效的,应首先加以利用。但是也应警惕 V_2和 V_4毒性基因的存在及其扩大的可能性。     

小麦白粉病抗性基因在河北省的有效性研究

本研究利用91个河北省的小麦白粉菌菌株对13个已知抗白粉基因的品系接种,测定各基因的毒力频率。结果表明,Pm2,Pm4a和Pm4b的毒力频率低于18%,是高抗基因;Pm1,Pm3c,Pm5和Pm8的毒力频率高于78%,不宜单独应用;Pm3a,Pm3b,Pm6和MA介于以上两种类型之间,有一定的利用价值。基因间的互作是复杂的,并不只是简单的累加。Pm3a,Pm3b,Pm3c和Pm6对不同地区的白粉菌群体的毒力频率不同,在利用抗性基因及其布局时应考虑各地区小麦白粉菌毒性的特殊性。     

黄淮麦区18个小麦品种抗白粉病基因的推导

 根据15个已知毒性基因的小麦白粉菌株与黄淮麦区种植的18个麦品种相互作用产生的侵染型资料，按生物间遗传学方法推导了这些品种具有的抗白粉基因。结果表明，徐州21、豫麦13和百农3217不含任何抗性基因；豫麦15具有Pm2+Pm1基因；花培28具有Pm2基因；豫麦17和郑州831具有Pm2+6基因；豫麦9号具有Pm8基因；西安9号、豫麦16、陕农7859、豫麦2号、西安8号、冀5481、豫麦10号、皖7107、豫麦7号和百泉3039等10个品种不含供试的已知抗白粉基因。另外，按内部相关法分析了它们可能具有的抗病基因数目。     

分子标记选择小麦抗白粉病基因Pm4b、Pm13和Pm21聚合体

 培育多个抗病基因聚合的小麦品种是提高其抗病广谱性和持久性的有效途径之一。利用小麦抗白粉病基因Pm4、Pm13、Pm2 1的特异PCR标记 ,对含有Pm4b、Pm13、Pm2 1的小麦品系复合杂交F2 代 4 0个植株进行检测 ,从中选择到Pm4b +Pm13+Pm2 13个基因聚合的抗病植株 11个 ,检测、选择到Pm4b +Pm13、Pm4b +Pm2 1、Pm13+Pm2 12个基因聚合的抗病植株 19个 ,为持久、广谱抗病小麦育种奠定了基础。研究还表明 ,3个独立的显性抗病基因在F2 代分离群体中的分离比例基本符合孟德尔独立分配定律 ,在小麦背景下的遗传稳定性 ,与该基因供体和普通小麦的亲缘关系密切相关 ,亲缘关系越远 ,丢失的概率越大。因此 ,在育种过程中对外源基因鉴定和跟踪非常必要     

Molecular detection of the powdery mildew resistance genes in winter wheats DH51302 and Shimai 26

Resistance to powdery mildew is an important trait of interest in many wheat breeding programs. The information on genes conferring resistance to powdery mildew in wheat cultivars is useful in parental selection. Winter wheat breeding line DH51302 derived from Liangxing 99 and cultivar Shimai 26 derived from Jimai 22 showed identical infection patterns against 13 isolates of Blumeria graminis f. sp. tritici(Bgt) that causes wheat powdery mildew. DH51302 and Shimai 26 were crossed to a powdery mildew susceptible cultivar Zhongzuo 9504 and the F_(2:3) families were used in molecular localization of the resistance genes. Fourteen polymorphic markers, which were linked to Pm52 from Liangxing 99, were used to establish the genetic linkage maps for the resistance genes Pm DH51302 and Pm SM26 in DH51302 and Shimai 26, respectively. These genes were placed in the same genetic interval where Pm52 resides. Analysis of gene-linked molecular markers indicated that Pm DH51302 and Pm SM26 differed from other powdery mildew resistance genes on chromosome arm 2 BL, such as Pm6, Pm33, Pm51, Ml Zec1, Ml AB10, and Pm64. Based on the results of reaction patterns to different Bgt isolates and molecular marker localization, together with the pedigree information, DH51302 and Shimai 26 carried the same gene, Pm52, which confers their resistance to powdery mildew.     

68个主推小麦品种的白粉病抗性分析及基因推导

【目的】对中国68个主推小麦品种进行抗白粉病分析和基因推导,为白粉病流行预警和防治提供依据。【方法】2011年春季在西南、西北、长江中下游、华北、黄淮和新疆麦区等12个省（自治区）采集1 094个单孢子堆白粉病菌株,并用每个菌株分别接种68个品种离体叶段进行抗感性测定;应用NTSYSpc2.10e软件对表型抗感性数据进行UPGAMA（unweighted pair group arithmetic mean analysis）聚类分析;用实验室长期收集保存的31个毒谱不同的菌株作为鉴别菌株对30个含已知抗白粉病基因材料和68个主推品种的离体叶段进行接种,比较68个品种和单基因材料对31个鉴别菌株的抗性谱,从而推导68个主推品种所含的抗白粉病基因。【结果】抗性测定结果表明,品种间抗谱存在明显差异。内麦8号、内麦9号和绵麦37抗谱宽,对各省菌群的抗性频率均大于99%;济麦22、扬麦11、扬麦12、扬麦13和轮选987等5个品种抗性频率在70%—90%;有54个品种的抗性频率小于40%,占供试品种总数的79.4%,表明大部分主推品种的抗性已被克服。某品种对该品种推广种植区域菌群的抗性频率低于对其它非种植区域菌群的抗性频率。聚类分析可将68个品种分成4大类,第I类包括6个品种,其中5个品种抗性频率在40%—70%;第II类包括7个品种,抗性频率均大于70%;第III类包括54个品种,抗性频率均小于40%;第IV类包括1个品种,抗性频率为46.1%;聚类显示来自于同一省的品种、抗性频率相近的品种具有相似或相近的抗性遗传背景。基因推导表明,内麦8号、内麦9号含有Pm21,偃展4110、新麦208和扬麦11均含有Pm4b;济麦22含有Pm2+ta;其余品种含有其它未知抗白粉病因子。【结论】当前中国主推小麦品种中近80%的品种对全国白粉病菌群的抗性频率不高,特别是就单个品种而言,对该品种种植区的白粉菌群抗性频率更低,存在小麦白粉病在条件适合时暴发流行的风险,必须加强病害预警。同省品种的抗性频率聚类大多聚到同一组,说明同省品种的抗源异质性不高,中国小麦白粉病育种应该引进更丰富抗源。     

2个小麦品系抗白粉病基因的分子鉴定

小麦品系郑91138-16-2-13-12和郑315是从国内小麦品种资源中筛选出的抗白粉病材料,经多年田间鉴定表现为高抗或免疫。本研究利用Pm4,Pm13,Pm21的分子标记对这2个品系进行PCR分析,结果表明,这2个品系均携带Pm4基因,不含Pm13和Pm21基因,为该品种的合理利用提供了理论依据。     

抗白粉病小麦育种对策

通过对白粉病抗病基因抗性的分析 ,认为目前应加快Pm2、Pm4a、Pm6基因在生产上的应用 ;为培育新一轮抗病品种 ,育种上应利用Pm12、Pm13、Pm16、Pm19、Pm2 0和Pm2 1等抗病基因 ,同时加强慢病性抗原和地方品种抗性的研究和利用 ;在此基础上培育多系品种和聚合累加抗病基因 ,培育持久抗病品种。     

小麦抗白粉病基因Pm13和Pm21特异标记的鉴定和应用

为给小麦生产提供抗谱更广、抗性较持久的育种材料,促进累加基因在小麦抗白粉病育种中的应用.利用与抗白粉病基因Pm13和Pm21相连锁的特异标记,对含有抗白粉病基因Pm13、Pm21的抗病亲本材料和它们杂交的F1代单株,以及在育种中使用的50个小麦品种(系)进行了分子检测.结果表明,与抗白粉病基因Pm13、Pm21连锁的特异标记可以在含有相应基因的材料中分别扩增出1条大小约564 bp和140bp的特异带,而在含有Pm13和Pm21抗白粉病基因的4个F1植株中也检测到这2条特异带;在50个小麦品种(系)中,有10个小麦品种(系)具有Pm21抗白粉病基因,而所有品种(系)均没有扩增出Pm13抗白粉病基因的标记带;结合田间抗白粉病性鉴定,所有具有抗病基因Pm13或Pm21连锁标记的小麦品种(系)都表现高抗小麦白粉病.说明,与抗白粉病基因Pm13和Pm21相连锁的特异标记可以有效应用于小麦抗白粉病育种中,分子标记是检测抗病基因累加体、辅助育种的有效手段.     

Molecular and Physical Mapping of Powdery Mildew Resistance Genes and QTLs in Wheat: A Review

Wheat powdery mildew(Pm) is a major disease of wheat worldwide. During the past years, numerous studies have been published on molecular mapping of Pm resistance gene(s) in wheat. We summarized the relevant findings of 89 major resistance gene mapping studies and 25 quantitative trait loci(QTL) mapping studies. Major Pm resistance genes and QTLs were found on all wheat chromosomes, but the Pm resistance genes/QTLs were not randomly distributed on each chromosome of wheat. The summarized data showed that the A or B genome has more major Pm resistance genes than the D genome and chromosomes 1A, 2A, 2B, 5B, 5D, 6B, 7A and 7B harbor more major Pm resistance genes than the other chromosomes. For adult plant resistance(APR) genes/QTLs, B genome of wheat harbors more APR genes than A and D genomes, and chromosomes 2A, 4A, 5A, 1B, 2B, 3B, 5B, 6B, 7B, 2D, 5D and 7D harbor more Pm resistance QTLs than the other chromosomes,suggesting that A genome except 1A, 3A and 6A, B genome except 4B, D genome except 1D, 3D, 4D, and 6D play an important role in wheat combating against powdery mildew. Furthermore, Pm resistance genes are derived from wheat and its relatives, which suggested that the resistance sources are diverse and Pm resistance genes are diverse and useful in combating against the powdery mildew isolates. In this review, four APR genes, Pm38/Lr34/Yr18/Sr57, Pm46/Lr67/Yr46/Sr55, Pm?/Lr27/Yr30/Sr2 and Pm39/Lr46/Yr29, are not only resistant to powdery mildew but also effective for rust diseases in the field, indicating that such genes are stable and useful in wheat breeding programmes. The summarized data also provide chromosome locations or linked markers for Pm resistance genes/QTLs. Markers linked to these genes can also be utilized to pyramid diverse Pm resistance genes/QTLs more efficiently by marker-assisted selection.