CIMMYT小麦材料的苗期和成株抗叶锈病鉴定

选择来自CIMMYT的103个小麦品种(系)及35个含有已知抗叶锈基因的对照品种,苗期接种17个中国小麦叶锈菌小种以鉴定这些品种中可能含有的抗叶锈病基因, 并于2008-2009和2009-2010连续2年对这些材料进行成株抗叶锈病鉴定。通过苗期鉴定结合系谱分析和分子检测,在46个品种中共鉴定出Lr26、Lr34、Lr42和Lr47等4个抗叶锈病基因,其中9个品种携带Lr26基因,28个品种含有成株抗叶锈病基因Lr34基因,Lr42可能存在于11个品种中,还有2个材料可能含有Lr47,其他57个品种(系)对供试的15个小种多数表现为高抗,没有鉴定出已知的抗叶锈病基因。通过两年的田间抗叶锈病鉴定共筛选出46个表现慢锈的品种。苗期和田间结果表明,CIMMYT材料中含有丰富的对我国叶锈菌小种有效的苗期和成株抗叶锈基因,这些材料均可应用于我国小麦的抗叶锈病育种。     

14个小麦品种(系)抗叶锈性分析

选用16个小麦叶锈菌菌系对14个小麦品种(系)进行抗叶锈性鉴定和苗期抗叶锈基因推导,初步分析这些品种(系)的抗性和携带的抗病基因;进一步利用21个与Lr基因紧密连锁或共分离的分子标记,对这14个品种(系)中可能含的抗叶锈基因进行鉴定。结果表明,s98351-2-2-2-1可能含Lr3a、Lr28和Lr50;9629-03A-4-1-1可能含Lr37;97167-1-2-1-1-2-1、919-20-2c2、9589、免中438、9916-8-6和9916-8-18含Lr26;96104-1-5-1c2可能含Lr28;00-55-3-1-1含Lr1;1R13可能含Lr24、Lr37和Lr38;1R17可能含Lr24和Lr38;1R35含Lr10和Lr34,还可能含Lr3a和Lr50;9524-1-2-2-1含未知抗叶锈基因或本试验使用的已知抗病基因以外的抗叶锈基因。所有品种(系)均不含Lr9、Lr19、Lr20、Lr21、Lr29、Lr35、Lr42和Lr47基因。测试的14个品种(系)中有比较丰富的抗叶锈病基因,可为育种提供丰富的抗源。     

50个小麦品种抗叶锈基因鉴定

选育抗性品种是小麦叶锈病防治举措中最经济、可行的方法。为进一步挖掘抗病基因,选取河南、河北、山东等8个省小麦产区50个小麦品种。首先在苗期将16个叶锈菌生理小种(THFS、TGTS、THJS、FHKT、FGJN、KHKS、FCJQ、RFKS、THFM、MHGT、KHGS、KBGT、FHGT、PHHT、FHJT、FCJT)接种在36份小麦抗叶锈病近等基因系材料以及50个供试小麦品种上。因各菌种带有不同毒力,可根据表现型的差异,再将已知抗病基因紧密连锁的特异性分子标记与之结合分析,进而推测50份小麦材料中可能含有的抗叶锈病基因。通过基因推导、分子标记以及系谱分析综合鉴定抗锈性基因,结果表明,在50个品种中共检测出9个(Lr1、Lr2c、Lr10、Lr16、Lr26、Lr34、Lr37、Lr45和Lr46)已知抗叶锈性基因和少量未知基因。含有Lr1基因的有淄麦12等22个品种;含有Lr2c基因的有鲁麦14等10个品种;含有Lr10基因的只有莱州9361一个品种;含有Lr16基因的有科农199等25个品种;含有Lr26基因的有徐州24等15个品种;含有Lr34基因的有宝麦3号和京冬8号;含有L...     

40份CIMMYT小麦品系苗期及成株抗叶锈病基因鉴定

为了对40份来自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的小麦材料进行抗叶锈病基因鉴定,试验结合系谱分析、基因推导和分子标记检测等方法在苗期对36个已知抗病基因载体品种和供试的40份小麦材料接种17个具有毒性差异的叶锈菌生理小种,通过对比供试小麦材料与已知单基因载体品种侵染型,推导出供试小麦材料中可能携带的已知抗叶锈病基因,同时利用12个与已知抗病基因紧密连锁的标记对供试材料进行标记检测,检测结果与基因推导相互验证。进一步将40份供试品系分别种植于河北保定和河南周口试验田,接种叶锈菌混合小种进行田间成株期抗叶锈性鉴定。结果表明,7个供试小麦材料含有Lr1,携带Lr10的有9个品系,携带Lr11和Lr34的分别有10个品系,含有Lr14a、Lr15和Lr26的分别有2,4,3个小麦品系;另外,经标记检测成株抗叶锈病基因Lr37和Lr46分别存在于22,39个小麦品系中,经田间鉴定有22个小麦品系表现成株抗性。     

56个小麦品种（系）的苗期和成株抗叶锈鉴定

为了研究中国小麦品种中所携带的抗叶锈基因,对56个小麦品种（系）进行苗期接种推导其中所含有的抗叶锈基因,同时连续2年对供试材料进行田间成株抗叶锈鉴定。通过苗期基因推导结合分子标记辅助检测,结果表明,在36个小麦品种中共鉴定出Lr26、Lr34、Lr1、Lr2a、Lr11、Lr20、Lr30、Lr33和Lr44等9个抗叶锈基因,其中28个品种含有Lr26,Lr1和Lr20分别存在于6个品种中,4个品种含有Lr30,Lr11和Lr44各存在于2个品种中,Lr2a、Lr33和Lr34各自在1个品种中出现。经过2年的田间抗叶锈鉴定共筛选出46个慢锈品种。筛选到的这些苗期和成株抗病品种均可用于小麦持久抗叶锈品种的培育。     

28个小麦微核心种质抗叶锈性分析

选取在成株期表现高、中、低抗叶锈的28个小麦微核心种质,利用39个以Thatcher为背景的近等基因系(或单基因系)作为已知基因的鉴别寄主,接种8个小麦叶锈菌致病型进行苗期抗叶锈基因推导,结合成株期抗病鉴定,初步明确了这些品种(系)的抗性和可能携带的抗病基因。利用19个与Lr基因紧密连锁或共分离的分子标记,对28个微核心种质进行抗叶锈病基因的进一步鉴定,推测新克旱9号可能含有Lr17、Lr2b、Lr14a和Lr33;兴义4号可能含有Lr26、Lr36和Lr37;紫皮可能含有Lr2b和Lr34;大白皮含有Lr1;毕红穗含有Lr1、Lr10和Lr34;中优9507含有Lr10;小白麦、红粒当年老、老麦、蝉不吱、苏麦3号和车锏子含有Lr1和Lr34;红花早可能含有Lr1、Lr34、Lr14a和Lr2b;江西早、泡子麦、三月黄、有芒扫谷旦、阜阳红、成都光头和酱麦可能含有Lr34;敦化春麦和甘肃96可能含有Lr28;欧柔可能含有Lr34、Lr16、Lr11、Lr3bg和Lr33;此外,新克旱9号、兴义4号、红花早、红粒当年老、欧柔、有芒扫谷旦、成都光头、甘肃96、小红皮、定兴寨、中优9507和红冬麦中可能含有未知抗病基因;在这28份种质中,不含Lr9、Lr19、Lr20、Lr21、Lr24、Lr29、Lr35、Lr38和Lr47基因。研究结果表明,测试的微核心种质中含有比较丰富的抗叶锈病基因,可为育种提供丰富的抗源。     

75份国内外小麦品种抗叶锈性鉴定及基因分析

为了挖掘小麦抗叶锈病基因,为我国小麦抗叶锈病遗传育种基因库提供更多的选择。选取了75份国内外小麦材料以及36份已知抗叶锈基因载体品种,将这些材料在苗期分别接种14个不同毒力的叶锈菌生理小种,分别鉴定这些不同毒力的生理小种在小麦材料上的发病严重程度;同时提取所有材料的新鲜叶片DNA,选取已经确定的抗叶锈病基因相关联的分子标记特异性引物对75份供试材料进行分子标记检测。结合以上2种方法,推测75份小麦材料中含有的抗叶锈病基因。结果显示,75份小麦材料中含有Lr1、Lr2a、Lr2c、Lr10、Lr11、Lr14a、Lr16、Lr18、Lr20、Lr26、Lr34、Lr37、Lr46这13种已知抗叶锈病基因,这些基因以单基因或多基因聚合的方式存在于小麦品种中。其中,Lr1基因和Lr46基因占比较大,分别高达43%,56%。这些基因单独存在于小麦材料中,并不能表现出良好的抗叶锈性;当几个或者多个基因共同存在于小麦材料中,可以表现出远远高于单一基因的抗叶锈性,与前人研究相符。通过分子标记检测到小麦材料大白春小麦S3中含有Lr1、Lr10和Lr46基因,温室苗期鉴定发现该材料对本研究的11种叶锈生...     

70份国外小麦品种(系)的苗期和成株期抗叶锈病鉴定

小麦叶锈病是小麦生产中的重要病害之一,培育持久抗病品种是最经济、有效和环保的方法。本研究用19个不同毒力的叶锈菌小种苗期接种70份国外引进小麦品种(系)及36个已知抗叶锈病基因的载体品种进行抗性鉴定,同时在2016—2017年度分别于河北保定和河南周口对70份国外引进品种进行田间抗叶锈性鉴定。为进一步检测材料中所携带的苗期和成株抗叶锈病基因,利用12个与已知基因紧密连锁的分子标记进行检测,综合基因推导、系谱分析和分子标记检测的结果,在33份材料中鉴定出15个抗叶锈病基因,包括Lr1、Lr2a、Lr26、Lr3ka、Lr11、Lr17、Lr30、Lr10、Lr14a、Lr2b、Lr13、Lr15、Lr21、Lr44和Lr45,田间鉴定筛选出39份品种表现慢锈性。苗期和田间表现表明,国外品种中含有丰富的对我国叶锈菌小种有效的苗期和成株期抗叶锈病基因,可作为小麦抗叶锈病抗源在抗病育种中加以利用。     

小麦河农6251苗期抗叶锈病基因的鉴定

为明确河农6251含有的抗叶锈基因并对其进行分子定位,以抗病品种河农6251与感病品种Thatcher的杂种F1、F2、F3群体为材料,对河农6251的苗期抗叶锈基因进行定位。分子标记辅助鉴定结果表明,河农6251中含有抗叶锈基因Lr26和Lr ZH84,可能含有Lr2c和Lr17a;遗传分析表明,河农6251对叶锈菌PBGP的抗性由1对显性抗病基因决定,暂命名为Lr H6;用SSR技术和分离群体分组法(BSA)分析河农6251 F2群体和F3家系,结果位于1B染色体的3个SSR标记wmc419、wms582和barc120与Lr H6连锁,遗传距离分别为21.6,25.8,27.9 c M。河农6251中含有Lr26、Lr ZH84等多个抗叶锈基因,其对PBGP的抗性由一对位于1BL染色体上的显性抗叶锈基因决定。     

122份小麦品种(系)抗叶锈病基因Lr26、Lr34、Lr38分子标记检测

运用抗叶锈病基因Lr 26、Lr 34、Lr 38的特异性分子标记,对122份小麦品种(系)进行了检测,以明确各品种(系)的抗叶锈性.结果表明:122份供试材料中,含有Lr 26的有33个,含有Lr 34的有3个,含有Lr 38的有37个;同时含有Lr 26和Lr 38的有30个,同时含有Lr 26、Lr 34和Lr 38的有3个.本研究结果可为小麦的抗叶锈育种提供理论参考.     

兼抗型成株抗性小麦品系的培育、鉴定与分子检测

小麦条锈病、叶锈病和白粉病是我国小麦的重要真菌病害,培育兼抗型成株抗性品种是控制病害最为经济有效和持久安全的方法。本研究选用由成株抗性育种方法培育的21份冬小麦高代品系和96份春小麦高代品系,在多个环境下进行这3种病害的成株期抗性鉴定,并利用紧密连锁的分子标记检测了兼抗型基因Lr34/Yr18/Pm38、Lr46/Yr29/Pm39和Sr2/Yr30的分布。田间鉴定表明,21份冬小麦品系中有17份兼抗3种病害,占80.9%;96份春小麦品系中有85份兼抗3种病害,占88.5%。分子标记检测发现,21份冬小麦品系均含QPm.caas-4DL,其中7份还含QPm.caas-2BS,9份还含QPm.caas-2BL;96份春小麦品系中,18份含Lr34/Yr18/Pm38,37份含Lr46/Yr29/Pm39,29份含Sr2/Yr30。以上结果表明,分子标记与常规育种相结合,可有效培育兼抗型成株抗性品种,为我国小麦抗病育种提供了新思路。     

山西省小麦主栽品种抗叶锈病研究

选用14个具有不同毒性基因组合的叶锈菌系，推导分析了来自山西省6个育种单位和种子部门的24个重要小麦品种所携带的抗叶锈病基因状况。在供试的44个已知抗叶锈病基因(或基因组合)中，推导出了Lr1，Lr3，Lr13，Lr23，Lr26，Lr30等6个抗叶锈病基因，以单基因或基因组合形式分别分布在19个小麦品种中，其中Lr1，Lr3，Lr26是供试材料的主要已知抗叶锈病基因。成株期抗病性鉴定结果表明，在24个供试品种中，仅有晋麦62号和鲁麦14号两个品种表现出对叶锈病良好的抗性，晋麦31号、晋麦56号和晋麦61号3个品种表现为中抗至中感(杂合类型)，晋春9号、晋春13号、晋偃746—9等12个品种具有慢叶锈病特征。     

Genetics of leaf rust resistance in three Americano landrace-derived wheat cultivars from Uruguay

A genetic analysis of the landrace‐derived wheat accessions Americano 25e, Americano 26n, and Americano 44d, from Uruguay was conducted to identify the leaf rust resistance genes present in these early wheat cultivars. The three cultivars were crossed with the leaf rust susceptible cultivar ‘Thatcher’ and approximately 80 backcross (BC1) F₂ families were derived for each cross. The BC1F₂ families and selected BC1F₄ lines were tested for seedling and adult plant leaf rust resistance with selected isolates of leaf rust, Puccinia triticina. The segregation and infection type data indicated that Americano 25e had seedling resistance genes Lr3, Lr16, an additional unidentified seedling gene, and one adult plant resistance gene that was neither Lr12 nor Lr13, and did not phenotypically resemble Lr34. Americano 26n was postulated to have genes Lr11, Lr12, Lr13, and Lr14a. Americano 44d appeared to have two possibly unique adult plant leaf rust resistance genes.     

Resistance to leaf rust in cultivars of bread wheat and durum wheat grown in Spain

A set of bread wheat and durum wheat cultivars adapted to Spanish conditions was tested for resistance against leaf rust caused by different pathotypes of Puccinia triticina in field trials and in growth chamber studies. Lower levels of resistance were found in durum wheat than in bread wheat. The most frequent Lr genes found in bread wheat were Lr1, Lr10, Lr13, Lr20, Lr26 and Lr28. In durum wheat, additional resistance genes that differed from the known Lr genes were identified. The level of partial resistance to leaf rust was in general low, although significant levels were identified in some bread wheat and durum wheat cultivars.     

27个二倍体和10个四倍体小麦近缘种抗叶锈性鉴定

利用我国小麦叶锈菌5个优势致病类型的混合菌种,在田间对27个二倍体和10个四倍体小麦近缘种成株期抗病性进行了接种鉴定,发现3个粗山羊草、1个野生二粒小麦和3个硬粒小麦表现免疫,1个一粒小麦、9个粗山羊草和1个硬粒小麦表现抗病,说明目前这些材料所含抗叶锈病基因有很高的开发应用价值。选择18个有鉴别作用的小麦叶锈菌致病类型,在不同温度下进行苗期抗叶锈病基因推导,根据抗感反应模式,推定粗山羊草Y192含Lr40,Ae37和Y190含Lr41,硬粒小麦Altar 84、Doliu、Dr147和Volcani 447含Lr23和未知基因;Ae39、T96243和Y193等10个粗山羊草和野生二粒小麦不含苗期抗叶锈病基因。粗山羊草Ae39、T96243、Y193和野生二粒小麦在成株期表现免疫至抗病且严重度≤10%,说明具有成株期抗病性特点。     

小麦新品种“山农20”抗病基因的分子检测

山农20是2011年和2012年分别通过国家黄淮南、北片审定的小麦高产多抗新品种,在国家区试抗病性鉴定和生产中都表现出良好的抗黄淮麦区主要病害的特性。本研究利用与小麦抗白粉病、条锈病、叶锈病、纹枯病基因和抗赤霉病主效QTL紧密连锁的SSR、SCAR、STS等标记对该品种进行了分子检测,发现山农20含有6个抗白粉病基因(Pm12、Pm24、Pm30、Pm31、Pm35和Pm36),6个抗条锈病基因(Yr5、Yr9、Yr15、Yr24、Yr26和YrTp1),2个抗叶锈病基因(Lr21和Lr26),1个抗纹枯病基因(Ses1),但未检测到抗赤霉病主效QTL。分子检测结果部分解释了山农20的优良抗病性,也为利用分子标记辅助选择培育抗病稳产小麦新品种提供参考。     

Development and Validation of SCAR Markers Co-Segregating with an Agropyron Elongatum Derived Leaf Rust Resistance Gene Lr24 in Wheat

Summary An Agropyron elongatum-derived leaf rust resistance gene Lr24 located on chromosome 3DL of wheat was tagged with six random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers which co-segregated with the gene. The markers were identified in homozygous resistant F₂ plants taken from a population segregating for leaf rust resistance generated from a cross between two near-isogenic lines (NILs) differing only for Lr24. Phenotyping was done by inoculating the plants with pathotype 77-5 of Puccinia triticina. To enable gene-specific selection, three RAPD markers (S1302₆₀₉, S1326₆₁₅ and OPAB-1₃₈₈) were successfully converted to polymorphic sequence characterized amplified region (SCAR) markers, amplifying only the critical DNA fragments co-segregating with Lr24. The SCAR markers were validated for specificity to the gene Lr24 in wheat NILs possessing Lr24 in 10 additional genetic backgrounds including the Thatcher NIL, but not to 43 Thatcher NILs possessing designated leaf rust resistance genes other than Lr24. This indicated the potential usefulness of these SCAR markers in marker assisted selection (MAS) and for pyramiding leaf rust resistance genes in wheat.