粗山羊草抗病基因向普通小麦转移及抗病基因标记的研究

为将粗山羊草（Aegilops tauschii）抗白粉病基因转移到普通小麦中,用普通小麦与粗山羊草配制杂交组合,利用SSR标记技术结合BC1F2分离群体对目的基因进行了遗传作图。结果显示,普通小麦与粗山羊草杂交不能正常结实,进行幼胚拯救可获得组培苗,成胚率达到9.22%;矮败与Y215杂种F1自交不育,与普通小麦回交可正常结实,但BC1自交结实率极低。进一步对矮败×Y215杂种后代进行抗病鉴定和遗传分析,粗山羊草Y215含有一对显性抗白粉病基因,并分别在杂种后代BC2F1和BC1F2中获得了细胞学稳定且与供体亲本一致的抗白粉病植株;应用SSR标记和分离群组分离法,分析与其连锁的引物位置,将其定位在3DS染色体上,暂时命名为PmY215。说明来自粗山羊草Y215的抗病基因已通过遗传重组导入普通小麦中,分析PmY215基因所在染色体的位置和抗病性特征,认为PmY215是一个新的显性抗小麦白粉病基因,并可用于分子标记辅助选择。本研究发现的粗山羊草Y215的抗小麦白粉病基因PmY215是一个新的基因。     

粗山羊草抗白粉病性鉴定及与普通小麦远缘杂交研究

【目的】鉴定粗山羊草对小麦白粉病的抗性,用远缘杂交的方法将其抗病基因转移到普通小麦中。【方法】用离体叶段鉴定和田间鉴定相结合的方法,对来自不同产地的38份粗山羊草进行白粉病抗性鉴定,用普通小麦与粗山羊草配制正反交组合。【结果】38份粗山羊草中,对小麦白粉病免疫和近免疫的材料有9份,占供试材料的23.68%;普通小麦与粗山羊草正、反交均不能正常结实,必须进行幼胚拯救,成胚率分别是8.53%和70.03%,胚拯救率为9.22%,成苗率为0.79%。杂种F1自交不育,与普通小麦回交可正常结实,但BC1自交结实率极低。抗病鉴定和遗传分析表明,粗山羊草Y215含有1对显性抗白粉病基因,并分别在杂种后代BC2F1和BC1F2中获得了细胞学稳定且与供体亲本一致的抗白粉病植株。【结论】来自粗山羊草Y215的抗病基因已通过遗传重组导入普通小麦中。     

粗山羊草抗条锈病遗传分析及抗病基因SSR标记

为筛选出粗山羊草中抗小麦条锈病基因,选用38份来自不同产地的粗山羊草,鉴定抗病情况。离体叶鉴定发现9份材料对条中29和条中31免疫,5份材料高感或中感,其余材料抗病级别不一;大田混合菌株鉴定发现有19份材料全生育期免疫,与离体叶鉴定中全免疫的材料相同,其中有10份材料苗期感病但成株期抗病,其余材料抗病级别不一。粗山羊草亚种之间杂交发现结实率相差较大,结实率0-83.33%,有2个组合出现杂交不育,亚种间出现生殖隔离。从粗山羊草[Aegilops tauschii（Coss.）Schmal]Y201/Y2272杂交后代中鉴定出1个抗小麦条锈病基因,暂定名为YrY201。应用SSR分子标记和分离群体分组法（BSA）筛选到Xgwm273b、Xgwm37和Wmc14标记,与该基因之间的遗传距离分别为11.9、5.8和10.9 cM.根据连锁标记所在小麦微卫星图谱的位置,YrY201被定位在7DL染色体上。分析YrY201基因所在染色体的位置、抗病性特征,认为YrY201是一个新的显性抗小麦条锈病基因,并可用于分子标记辅助选择。     

粗山羊草抗条锈病遗传分析及抗病基因SSR标记

为筛选出粗山羊草中抗小麦条锈病基因,选用 38 份来自不同产地的粗山羊草,鉴定抗病情况.离体叶鉴定发现 9 份材料对条中 29 和条中 31 免疫,5 份材料高感或中感,其余材料抗病级别不一;大田混合菌株鉴定发现有19 份材料全生育期免疫.与离体叶鉴定中全免疫的材料相同,其中有 10 份材料苗期感病但成株期抗病,其余材料抗病级别不一.粗山羊草亚种之间杂交发现结实率相差较大,结实率0～83.33%,有2个组合出现杂交不育,亚种间出现生殖隔离.从粗山羊草[Aegilops tauschii(Coss.)Schmal]Y201/Y2272杂交后代中鉴定出1个抗小麦条锈病基因,暂定名为 YrY201.应用 SSR 分子标记和分离群体分组法(BSA)筛选到Xgwm273 b、Xgwm37和Wmc14标记,与该基因之间的遗传距离分别为11.9、5.8和10.9 cM.根据连锁标记所在小麦微卫星图谱的位置,YrY201被定位在 7DL 染色体上.分析 YrY201 基因所在染色体的位置、抗病性特征,认为 YrY201 是一个新的显性抗小麦条锈病基因,并可用于分子标记辅助选择.     

粗山羊草Y192中抗叶锈基因LrY192的SSR定位

 【目的】在粗山羊草(Aegilops tauschii)中寻找新的抗叶锈病基因，为抗病育种提供新种质。【方法】本研究对抗小麦叶锈病的粗山羊草Y192和感小麦叶锈病的Y2272进行杂交，通过F2代抗叶锈性分离情况确定可能含有的抗叶锈基因数量，应用分离群体分组法（bulked segregation analysis，BSA）筛选D染色体上与抗叶锈性相关的SSR标记，用MapChart软件构建遗传连锁图谱。利用分子辅助鉴定和抗叶锈表型分析推测Y192可能含有的抗叶锈基因。【结果】在接菌04-5-192(THNT)的杂交后代中F1代表现抗病，F2代表现3:1的抗感分离，表明该基因为一个显性抗病基因，将该抗病基因暂命名为LrY192。筛选到的3个SSR标记Wmc245、Xgwm296和Xgwm261与该基因的遗传距离分别为4.1、18.9和26.2 cM。根据连锁标记在小麦微卫星图谱的位置，LrY192被定位在2D染色体上。【结论】综合分析基因所在的染色体位置及抗病特性，认为LrY192是一个新的抗小麦叶锈基因，获得的SSR标记Wmc245可用于分子辅助选择。     

小麦品种SARKA抗白粉病基因遗传分析及SSR标记初选

[目的]对小麦品种SARKA的抗白粉病基因进行遗传分析。[方法]SARKA（抗）×河农822（感）的F1代表现为感病，对其F2代分离群体300株进行抗病、感病鉴定；利用χ^2测验进行统计分析；采用集团分离分析法（BSA）对F2代群体建立抗病DNA池和感病DNA池，选取均匀分布于小麦21个连锁群上的165对引物对抗感DNA池以及双亲进行SSR引物筛选。[结果]经过χ^2测验符合1：3一对等位基因的分离规律，抗性分析表明，SARKA的抗病性是由一对隐性基因控制。[结论]位于1A染色体上的SSR标记Xgwm99、Xgwm357与SARKA的抗白粉病基因连锁程度较高，遗传距离分别为34．7和29．9cM。     

人工合成双二倍体小麦白粉病抗性和农艺性状表现

【目的】人工合成圆锥小麦365与粗山羊草杂交后代双二倍体,观察其白粉病抗性和农艺性状,为筛选抗病育种种质材料提供参考。【方法】以感病圆锥小麦365为母本,与抗性优异的粗山羊草父本杂交,经单倍体加倍获得双二倍体人工合成小麦,再与普通小麦杂交,观察其抗病性。【结果】亲本间杂交组合均有成胚,平均成胚率17．6％～37．0％。父本Y201、Y215和Y219对12个白粉病菌株表现全抗,Y170仅对菌株E09感病,Y221仅对4个菌株感病,而5个人工合成小麦双二倍体对E09均感病。杂交组合365（♀）×Y221的人工合成二倍体株高、杂交组合365（♀）×Y170的人工合成二倍体穗数、自交结实穗率和结实率以及365（♀）×Y221人工合成二倍体的小穗数表现较好。人工合成双二倍体与偃展1号、豫麦18的杂交结实率明显高于自交结实率（4．6～80．8倍）。【结论】圆锥小麦365可能存在抗白粉病抑制基因,可抑制粗山羊草中抗白粉病基因在杂交后代中的表达。     

节节麦抗小麦白粉病基因的SSR定位

从节节麦(Aegilops. tauschii(Coss.)Schmal)Y189和Y176杂交F2材料鉴定出1个抗小麦白粉病基因,暂时定名PmAeY2.遗传分析表明,PmAeY2是一个显性基因.应用分离群体分组法(BSA)筛选微卫星标记,并用相应的F2分离群体进行连锁分析,发现4个标记Xgwm583、Xgwm174、Xgwm182和Xgwm271与PmAeY2连锁,遗传距离分别为25.7、16.7、9.1和7cM.根据连锁标记所在小麦微卫星图谱的位置.PmAeY2 被定位在5DL染色体.根据基因所在染色体的位置、抗病性特征以及连锁标记扩增的特异性,可以认为PmAeY2是个新的抗白粉病基因,并且可以应用于分子标记辅助选择.     

普通小麦新种质N0324白粉病抗性基因的染色体定位

白粉病是影响小麦高产和稳产的重要病害之一。普通小麦种质N0324对小麦白粉病表现为高抗至免疫,为了定位它所携带抗白粉病基因的染色体位置,对其苗期白粉病抗性进行了遗传分析。N0324和陕优225对白粉病生理小种E09分别表现为高抗和高感,二者杂交F1代表现高感,F2代抗病植株和感病植株的分离比例均符合期望的分离比例1∶3;一套感白粉病普通小麦阿勃缺(单)体系与N0324杂交,F1代植株均表现高感白粉病,F2代抗病植株和感病植株的分离比例除组合阿勃2BM×N0324偏离期望比例1∶3外,其余组合F2代抗病植株和感病植株的分离比例均符合期望比例1∶3,结果表明,N0324携带的隐性抗白粉病基因位于小麦2B染色体上。     

粗山羊草间杂交的育性表现及抗病性鉴定

[目的]为了探讨粗山羊草间杂交的育性表现及其后代的抗病性。[方法]利用13份不同产地的粗山羊草进行杂交,在田间用京双16作诱发行,接种北京地区流行的白粉病混合菌株,进行苗期、成株期抗病性鉴定。[结果]从杂交结果看,亚种内杂交率较高,为14.15%～83.33%,而亚种间杂交率较低,为0～8.33%,因此可以判断粗山羊草亚种之间存在着生殖隔离。通过对抗病粗山羊草Y192与感病Y2272的杂交后代进行小麦白粉病抗病性鉴定,发现抗病基因是由显性单基因控制的。[结论]该结果为进一步研究小麦白粉病抗病基因奠定了基础。     

小麦白粉病抗病新基因PmHNK的遗传分析和分子标记定位

 【目的】周98165对河南省当前流行白粉菌生理小种具有较好的抗性,并且综合农艺性状优良。明确其抗白粉病基因及遗传特性,筛选与其紧密连锁的分子标记,为抗白粉病育种提供抗源和理论支撑。【方法】将周 98165与中国春杂交、自交、测交,对双亲及其杂交后代进行苗期鉴定,用小麦白粉病菌08B1进行遗传分析,利用SSR、EST-SSR技术对双亲及抗感池进行筛选和电泳分析,并结合中国春缺四体材料进行染色体定位。【结果】周98165对3个白粉菌高毒力小种抗性良好,其抗病性受1对显性核基因控制,将该基因暂命名为PmHNK。筛选了与PmHNK 连锁的5个微卫星标记,在遗传图谱上的顺序为Xbarc77、Xgwm547、Xwmc326、Xgwm299、PmHNK、Xgwm108,Xgwm299和Xgwm108分别为PmHNK两侧距离最近的标记,图距分别为4.2 cM、5.6 cM,最远标记Xbarc77与PmHNK图距为10.6 cM,并将PmHNK 定位于3BL。【结论】抗病鉴定、遗传分析结合分子标记分析结果表明,PmHNK是一个白粉病抗病新基因。     

小麦品系西农1163-4抗叶锈病基因的遗传分析和分子作图

【目的】小麦品系西农1163-4高抗小麦叶锈、条锈和白粉病,综合农艺性状良好。明确该小麦品系中所含的抗叶锈病基因及遗传特点,找到与其紧密连锁的分子标记,有利于抗病基因利用和培育抗病新品种。【方法】将西农1163-4与感病品种Thatcher杂交,获得F1、F2代群体,利用中国叶锈菌优势小种THTT进行苗期抗性鉴定和抗性遗传分析;采用SSR技术对西农1163-4所携带的抗叶锈基因进行分子标记研究,共筛选了1 273对SSR引物。【结果】小麦品系西农1163-4对多个叶锈菌小种具有良好的抗病性,对THTT的抗性是由1个显性基因控制,该基因暂命名为LrXi。获得了与LrXi紧密连锁的3个微卫星分子标记Xbarc8、Xgwm582、Xwmc269和1个STS标记(ω-secali/Glu-B3),将LrXi定位于小麦1BL染色体上。距离最近的2个微卫星位点是Xgwm582、Xbarc8,与抗叶锈基因间的遗传距离分别为2.3 cM和3.2 cM。【结论】LrXi位于1BL染色体,抗叶锈表现不同于所有已知抗叶锈病基因,该基因的发现将有利于丰富中国抗叶锈病基因资源,为培育持久抗病品种奠定基础。     

Fine mapping of powdery mildew resistance gene PmTm4 in wheat using comparative genomics

Powdery mildew,caused by Blumeria graminis f.sp.tritici,is one of the most severe wheat diseases.Mining powdery mildew resistance genes in wheat cultivars and their appliance in breeding program is a promising way to control this disease.Genetic analysis revealed that a single dominant resistance gene named PmTm4 originated from Chinese wheat line Tangmai 4 confers resistance to prevailing isolates of B.graminis f.sp.tritici isolate E09.Detailed comparative genomics analyses helped to develop closely linked markers to PmTm4 and a fine genetic map was constructed using large F_2 population,in which PmTm4 was located into a 0.66-c M genetic interval.The orthologous subgenome region of PmTm4in Aegilops tauschii was identified,and two resistance gene analogs(RGA)were characterized from the corresponding sequence scaffolds of Ae.tauschii draft assembly.The closely linked markers and identified Ae.tauschii orthologs in the mapping interval provide an entry point for chromosome landing and map-based cloning of PmTm4.     

Genetic Analysis and Molecular Tagging a Novel Yellow Rust Resistance Gene Derived from Synthetic Hexaploid Wheat Germplasm M08

Yellow rust of wheat （caused by Puccinia striiformis Westend. f. sp. tritici Eriks.） has been periodically epidemic and severely damaged wheat production in China. The development of resistant cultivars could be an effective way to reduce yield losses of wheat caused by yellow rust. Rust reaction tests and genetic analysis indicated that M08, the synthetic hexaploid wheat derived from hybridization between Triticum durum （2n = 6X = 28; genome AABB） and Aegilops tauschii （2n = 2X = 14; genome DD）, showed resistance to current prevailing yellow rust races at seedling stage, which was controlled by a single dominant gene, designated as YrAm. Bulked segregant analysis was used to identify microsatellite markers linked to gene YrAm in an F2 population derived from cross M08 （resistant） × Jinan 17 （susceptible）. Three microsatellite marker loci Xgwm77, Xgwm285, and Xgwml31 located on chromosome 3B were mapped to the YrAm locus. Xgwml31 was the closest marker locus and showed a linkage distance of 7.8 cM to the resistance locus. Thus, it is assumed that YrAm for resistance to yellow rust may be derived from Triticum durum and is located on the long arm of chromosome 3B.     

小麦条锈菌鉴别寄主Lee中抗性基因Yr7的微卫星标记

【目的】对近等基因系Taichung29*6/Lee对条锈菌（PST）菌系CYR27的抗性谱进行遗传分析，并运用微卫星技术对近等基因系Taichung29*6/Lee中的抗条锈性基因进行标记。【方法】将Taichung29*6/Lee 与Taichung29杂交、自交和测交并对双亲及其杂交后代进行苗期抗性鉴定。采用SSR技术，利用抗性供体Lee中含有目的基因Yr7的小麦抗条锈病近等基因系Taichung29*6/Lee，选用Yr7所在的2B染色体上88 对和Yr22、Yr23所在4D、6D染色体上22对SSR引物，对供试的Taichung29*6/Lee、Taichung29和Lee基因组DNA进行PCR扩增和电泳分析。【结果】根据F2分离群体的抗感单株分离比例，确定Taichung29*6/Lee对CYR27菌系的抗性为1个显性基因，2B染色体上的Xgwms526引物扩增出多态性谱带为Xgwms526/212bp和Xgwms526/216bp，并证明其DNA片段位点与抗条锈基因Yr7存在遗传连锁关系；用标记Xgwms526扩增F2作图群体的单株DNA，在75株抗病单株中，有22株扩增出A型带（Xgwm526-212bp），51株扩增出H型带（Xgwm526-212bp和Xgwm526-216），2株扩增出B型带（Xgwm526-216）；在31株感病株中，有4株扩增出H型带，27株扩增出B型带。【结论】通过Map Manager QTX 17b软件计算，确定Xgwm526标记位点与Yr7基因位点的遗传距离为5.3cM，标准差为2.3，LOD值为18.4。该标记Xgwm526可作为Yr7基因的SSR标记利用。