甘肃省50个主要小麦品种(系)苗期抗条锈基因推导及成株期抗病性分析

选用26个来自国内外具有不同毒性谱的条锈菌菌系,对50个甘肃省主要生产品种(系)及抗源材料进行苗期条锈病抗性鉴定,结合系谱分析,分析推导其所含抗条锈基因,同时对43个品种(系)进行了分子检测。推导分析结果表明,中梁25含有Yr3及未知抗病基因;兰天20含有Yr3a+Yr4a+Yr16及未知抗病基因;Y9220-12含有Yr9+YrCle及未知抗病基因;兰天14、陇原932、陇育216及陇原992含有Yr9及未知抗病基因;陇鉴9343、93保4-4、天选43、贵农22含有Yr10+YrMor;兰天19含有Yr12及未知抗病基因;兰天17、95-111-3、98-178-3-2-4、92R137含有Yr26。分子检测结果发现兰天21等14个品种(系)含有Yr9,兰天17、92R178含有Yr26。其余品种(系)含有未知抗病基因。田间抗性鉴定及监测结果显示,供试品种苗期抗条锈性和成株期抗条锈性结果不完全一致,兰天16等10个品种(系)可能具有成株抗性,兰天14等10个品种(系)可能具有慢条锈性。     

12个小麦品种(系)白粉病抗性的遗传分析

利用17个不同来源和毒力的白粉菌菌株对12个小麦品种(系)进行苗期抗性鉴定和抗病性遗传分析,同时利用Pm2和Pm8基因的特异分子标记检测了相应基因。供试的12个品种至少能够抗11个白粉菌菌株。用E09、E20和Bg2菌株接种F₂群体,抗感植株分离比例和适合性测验证明这12个品种对不同白粉菌菌株的抗性均受1对显性基因控制。抗谱分析和基因紧密连锁分子标记(Xcfd81)分析表明良星66很可能含有Pm2或其等位基因。ω-黑麦碱基因(1RS染色体)和Glu-B1基因(1BS染色体)特异分子标记分析结果证明,山农20和郑麦9962含有T1BL·1RS易位染色体,即可能携带Pm8基因。由于Pm8基因对大多数菌株表现感病,所以这2个品种除Pm8外,还具有其他抗病基因。偃展4110与天民668对参试菌株的反应型表现一致,其他材料对不同菌株的反应型表现不同。     

河南小麦新育成品种(系)白粉病抗性鉴定与分子标记检测

利用华北地区流行的白粉菌菌株E09和E20,分别对河南省小麦新品种(系)区域和预备试验参试材料908份(2009—2013年度)和412份(2009—2012年度)进行苗期白粉病抗性鉴定,同时利用与Pm2、Pm4a、Pm8和Pm21基因连锁的分子标记检测相关抗病基因的分布。结果显示,抗E09的材料占21.9%(199/908),抗E20的材料占9.5%(39/412),同时抗E09和E20的材料仅占3.6%(15/412)。在908份供试材料中,580份含有1BL/1RS,占63.9%,含Pm8或新的1RS来源抗白粉病基因;另有2份材料含6AL/6VS来源广谱抗白粉病基因Pm21,8份可能携带Pm2,2份可能含有Pm4a;有6份材料可能含有多个抗白粉病基因。表明河南省近年育成的小麦新品种(系)依然含有对我国白粉菌菌系有效的抗白粉病基因,但抗源遗传基础较窄,部分已经或正在丧失抗性,应加快引进和利用新的多样化抗病基因资源。     

陕甘川重要小麦品种抗条锈基因分析

根据对16个国外和4个国内已知毒性基因的小麦条锈菌反应，结合系谱分析，研究了39个陕西、甘肃、四川省重要小麦品种所具有抗条锈基因。试验结果显示，已知抗病基因Yr1、2、3、7、9、10、SD、Su等分布在20个品种中，其中11个品种含有Yr9。3个品种对供试菌系均表现抗病反应，2个品种抵抗大多数供试菌系，表明它们具有主效的未     

小麦3个抗白粉病基因聚合于推广品种后代抗性的遗传分析

为了明确不同抗小麦白粉病基因聚合于推广品种后代的抗性表现,通过复合杂交,将抗小麦白粉病基因Pm4b,Pm13,Pm21聚合并转入推广品种,其后代(F1,F2)进行人工接种和表型抗病调查.结果表明,F1中凡是含有抗白粉病基因之一的材料均表现高抗或免疫.F2中Pm4b,Pm13和Pm21抗病基因聚合的抗病株占的比例最大(71.82%),Pm13和Pm21,Pm4b和Pm21聚合的抗病株占的比例次之(66.67%,64.14%),Pm4b和Pml3抗性基因聚合的抗病株占的比例较小(63.93%).2个抗病基因聚合体中含有Pm21基因的抗性最好.     

白粉菌侵染Pm21近等基因系的早期蛋白组差异研究

分析接种小麦白粉菌E09后Pm21近等基因系及其亲本叶片的总蛋白质差异,从蛋白质组调控角度揭示Pm21基因抗白粉病的抗病机理。以Pm21近等基因系及其亲本百农3217为试材,显微观察接种后5 d内的叶片表面细胞与白粉菌孢子表型差异;采用非离子去污剂提取总蛋白质,运用双向电泳、质谱分析与数据库检索技术,比较Pm21近等基因系及其亲本接菌第4天后的叶片总蛋白质差异。超显微和显微观察结果表明,12 h后百农3217叶细胞表面与Pm21近等基因系相比褶皱明显;在接菌第2天后,在Pm21近等基因系白粉菌孢子生长明显慢于其亲本表面孢子,且孢子侵入个数较少,不萌发现象较多;在第4天后Pm21近等基因系被侵染叶片细胞出现过敏性反应;通过MALDI-TOF-MS/MS质谱测序和MASCOT软件序列分析,注释了15个表达上调蛋白点;功能分类表明,差异蛋白质分别参与叶绿体光合呼吸作用(40%)、放氧作用(13%)、代谢物合成(20%)、抗病、动力蛋白、运输等生理功能。蛋白质组水平发现,光合呼吸蛋白和叶谷氨酰胺合成酶在Pm21近等基因系感病3～4 h后就大量表达,可能是导致叶片明显变绿原因;叶谷氨酰胺合成酶的增加与光合呼吸蛋白的增加密不可分;光合呼吸蛋白和抗坏血酸过氧化物酶的上调表达为植物体在高H2O2浓度下正常生长提供了保障。另外,β-1,3-葡聚糖苷酶的过量表达也是Pm21基因前期抵御白粉菌侵染有效物质。钾离子通道蛋白可能在抗病防御过程中起到了信号转导的作用。     

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...     

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。     

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。     

河南省小麦品种白粉病抗性基因的分子鉴定及分子标记辅助育种

对河南省50年来大面积推广的30个小麦品种进行白粉病抗性鉴定,同时利用与Pm2,Pm4,Pm8,Pm13,Pm21及Pm24紧密连锁的PCR标记对这些主推品种进行抗白粉病基因鉴定。其中仅有3个品种抗白粉病,20世纪80年代以前的品种几乎没有上述抗白粉病基因,80年代以后利用Pm8较多,Pm2,Pm4和Pm24也得到了一定的应用,而Pm13和Pm21没有在这些品种中得到使用。同时利用这些标记对2005年在河南省收获面积大于6.67万hm2的14个品种进行鉴定。采用回交育种及分子标记技术相结合将Pm13,Pm21,Pm30和Pm33等抗性基因导入了大面积生产应用的小麦品种郑麦9023之中,获得了抗白粉病的郑麦9023近等基因系,育成郑麦9023抗白粉病的多系品种。采用杂交育种与分子标记技术相结合,育成郑麦835、郑麦863等白粉病抗性基因聚合的新品种和含有Pm21的抗病品种郑麦883。     

利用SNP芯片和BSA分析规模化定位小麦抗白粉病基因

规模化定位小麦品种携带的抗白粉病基因对于抗病性种质创新和新品种选育具有重要的意义。本研究采用Illumina Infinium iSelect 90k SNP芯片结合集群分离分析法(bulked segregate analysis,BSA)对36个河南省小麦新品系携带的抗白粉病基因进行了定位。SNP芯片检测表明,在24个小麦品系构建的抗、感池DNA间可检测到一个明显富集的SNP峰,表明其可能携带单一主效抗白粉病基因;在其他12个小麦品系构建的抗、感池DNA间可检测到多个SNP峰,推测其可能含多个抗白粉病基因。有26个小麦品系在2AL染色体上检测到的SNP数目最多,推测其携带位于2AL染色体上的Pm4b抗白粉病基因。开发出与2AL染色体上抗白粉病基因紧密连锁的分子标记Xwggc116,可用于这些小麦品系中抗白粉病基因的分子检测。研究结果表明高通量SNP分析技术平台可以用来规模化定位小麦品种中的抗白粉病基因,明确了河南省抗白粉病小麦品系中携带Pm2、Pm4b、Pm21和新1BL/1RS易位等有限的抗白粉病基因,抗病基因资源非常狭窄,亟需引进新的多样化抗病基因资源,拓宽遗传基础,培育抗病小麦新品种。     

普通小麦DH155抗白粉病基因的分子作图及应用分子标记辅助选择将其转移

普通小麦品系DH155对白粉病菌表现高抗。为明确DH155所携带抗白粉病基因的遗传方式及与抗病基因连锁SSR标记,利用DH155与高感小麦品系SN2890杂交获得的F2和F2:3群体进行接种鉴定和遗传分析,发现DH155对白粉菌菌株E09的抗性受1对显性基因控制,暂命名为Ml DH155。BSA和分子标记分析结果显示,Ml DH155与SSR标记Xcfd81和Xcfd18连锁。利用已发表的中国春和粗山羊草D基因组序列开发新标记,进一步将Ml DH155定位于标记Xsdau K525和Xsdau K527之间,其遗传距离分别为0.2 c M和0.8 c M。将DH155与感白粉病优良品系HB133-4和旱10杂交,在F2~F4代,结合优良农艺性状选择、分子标记辅助选择和抗白粉病鉴定,获得3个高抗白粉病且农艺性状优异的株系(SDAU2100、SDAU2101和SDAU2102)。利用14个白粉菌菌株对DH155进行苗期接种鉴定表明,DH155对13个菌株表现抗病反应型。这些菌株对DH155的毒力谱与已知抗白粉病基因Pm2相似,但DH155对Bg78-3和Bg44-5菌株的反应型与携带Pm2的Ulka/8*Cc不同。结合本试验结果和Pm2基因的相关报道,推测Ml DH155可能是Pm2或其等位基因。     

Race Specific Powdery Mildew Resistance in 31 Northwest European Wheat Cultivars

Race specific powdery mildew resistance in 23 winter wheat cultivars, eight spring wheat cultivars, and 14 lines/cultivars possessing known powdery mildew resistance genes, has been studied by analyzing host/pathogen interactions. The cultivars were tested as intact seedlings, and as detached primary leaf segments on water agar; both methods revealed reproducible and concordant results. The 45 cultivars/lines were divided into 24 resistance spectra according to the patterns of reaction to the powdery mildew isolates used. Of the 31 cultivars investigated, eight did not possess any of the resistance genes detected, and the remaining 23 were divided in 16 resistance spectra. The race specific resistance of nine cultivars was conferred by the single resistance genes Pm2, Pm4b, Pm5/Ml-i: or Pm6, while the race specific resistance of 14 cultivars was conferred by 2, 3, 4 or 5 genes in combination.     

若干小麦抗白粉病品系的有效抗病基因的测定

采用具有不同毒性基因的白粉菌菌株进行苗期接种，通过与已知抗病基因材料抗谱的相似性比较，对１７个抗白粉病育种品系的有效抗病基因进行了分析，其中３个阿拉拉特小麦杂种后代品系、４个Ｖ．Ｐ．Ｍ系统的杂种后代品系及另外１个杂交组合的后代品系含主效抗病基因Ｐｍ２；４个具有Ｖ．Ｐ．Ｍ或Ｃ３９血缘的品系及另外１个品系含主效抗病基因Ｐｍ４ ｂ；１个品系含Ｐｍ２＋６；２个普通小麦－黑麦６Ｄ／６Ｒ代换系的抗谱相似，且不     

Resistance to powdery mildew in selections from Moroccan barley landraces

Seventy-five barley landraces from Morocco were tested for resistance to powdery mildew and a number of different resistance genes were detected. Thirty-five isolates of Blumeria graminis f. sp. hordei and the Pallas isoline differential set were used. Isolates used in the experiment had virulences corresponding to all major resistance genes used in Europe. Forty-four of the tested landraces showed resistant reactions. From each of these landraces, one to five resistant plants were selected and 92 single plant lines were created. Six lines selected from 3landraces were assumed to carry the mlo gene but they were discarded after microscopic investigation. Seventeen lines were tested in the seedling stage with 17isolates and another 69 lines were tested with 23 differential isolates. These lines showed 71 reaction spectra to isolates of powdery mildew. Eight lines (9%), 255-3-3, 282-3-4, 286-1-1, 294-2-3,294-2-4, 295-1-2, 308-1-2 and 327-2-1, selected from 7 landraces showed resistance to all isolates. Seventy-eight lines (90%) showed a resistant infection type 2with more than 50% of the isolates used. In most of the selected lines (86%) unknown genes, alone or in combination with known specific resistance genes, were detected. Four different resistance alleles (Mlat, Mla6, Mla14 and Mla1) were postulated to be present in the tested lines. The most common was Mlat, which was postulated in 35 (41%) lines. The use of newly identified sources of powdery mildew resistance in barley breeding is discussed. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

小麦多基因聚合体YW243的改良与利用

YW243是兼抗白粉、黄矮、三锈5种病害的普通小麦新种质。将其与农艺性状优良的丰产品种进行回交转育，选育出丰产、抗病的小麦新品系CB031、CB032、CB034和CB035。对这些新品系与YW243及回交亲本的抗性、品质、丰产性进行鉴定、比较分析，并用分子标记解析它们抗病性的遗传基础及其决定品质的高分子量麦谷蛋白亚基组成。结果表明，CB031是抗白粉病高产小麦新品系，至少含抗白粉病基因Pm2+6和高分子量麦谷蛋白亚基1, 7+9, 2+12；CB032和 CB034均为白粉病、条锈病免疫的小麦新品系，CB032至少含抗白粉病基因Pm2+Pm4+Pm21、抗条锈病基因YrX 4个基因和高分子量麦谷蛋白亚基7+9, 2+12；CB034至少含Pm21基因和高分子量麦谷蛋白亚基7+9, 5+10；CB035为免疫白粉病的优质小麦新品系，至少含Pm2+6+Pm21基因和高分子量麦谷蛋白亚基7+8, 2+12。CB031、CB032、CB034和CB035的穗粒性状、千粒重和秆高等农艺性状均较YW243有所改善。YW243是一个优良性状易于遗传、不良性状易于改造的育种亲本，有良好的应用前景。     

小麦地方品种小白冬麦抗白粉病基因分子标记

小麦农家品种小白冬麦对小麦白粉病具有良好抗性,对病原菌拥有较广的抗谱,并与其他已知抗白粉病基因的抗谱不同,遗传分析证实小白冬麦的苗期抗性由一个隐性抗白粉病基因控制。为了寻找与小白冬麦所携带抗白粉病基因连锁的分子标记,采用小白冬麦和感病品种Chancellor(CC)正反交组合,在2个F₂群体125和107个单株上进行验证。结果显示,抗白粉病基因mlxbd与引物Xgwm577、Xgwm1267等紧密连锁,通过中国春及其第7部分同源群缺体-四体系,双端体系和缺失系将其定位在7B染色体长臂末端区域(7BL-10,Bin 0.78~1.00), 利用与mlxbd最近的引物Xgwm577扩增23个含有已知抗白粉病基因的小麦品种,检测发现这个引物不能单独用于分子标记辅助选择育种。     

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。