国际上已知小麦抗叶锈病基因在中国的可利用性研究

 1997～ 1999年间利用我国 2 94个小麦叶锈菌株和主要流行小种 ,对目前国际上发现和命名的 4 3个抗叶锈病基因 (Lr基因 )进行了苗期抗病性、成株抗病性及抗性稳定性等系统研究。结果表明 ,Lr9、Lr19、Lr2 4、Lr2 5、Lr2 8、Lr2 9、Lr38和Lr4 2等 8个基因表现为全生育期抗病 ,这些基因除Lr2 9对温度反应敏感 (高温感病 )外 ,其余基因的抗病性表现均不受温度变化的影响 ,侵染型表现稳定或较稳定 ,具有很高的开发应用价值 ;Lr12、Lr13和Lr2 3虽然苗期表现无效 ,但成株期对我国小麦叶锈菌具有很好的抗性 (免疫至高抗 ) ,属于典型的成株抗病基因 ;Lr34、Lr35两个基因苗期感病、成株期侵染型表现为中感 ,但终期病害比率 (病害平均严重度 )小于 10 % ,具有明显的慢叶锈病特征 ,值得进一步研究利用 ;Lr3ka、Lr16、Lr17、Lr18、Lr39、Lr4 0、Lr4 1、Lr4 3等基因虽然终期病害比率较高(40 %以上 ) ,但侵染型表现为中抗或中间型 ,其中 ,Lr39、Lr4 0、Lr4 1在苗期属有效抗病基因 (无毒基因频率在 85 %以上 ) ,亦具有一定的开发利用价值。其余抗叶锈病基因无论在苗期还是在成株期对我国小麦叶锈菌均表现无效 ,在小麦抗锈育种中的可利用价值不高。选用BBB、DHS、PGT和PHT等 4个叶锈菌致病类型并设置 5 / 10℃、15 / 2 0     

2007年陕西、湖北和四川三省小麦叶锈菌苗期毒性分析

采用40个鉴别寄主在苗期对2007年采自我国四川、湖北和陕西三省小麦叶锈菌菌株进行致病性鉴定及毒性基因频率分析。结果表明：2007年四川省主要致病类型为THTT,出现频率为11.1%;湖北省主要致病类型为THQT、THQS、THQR、THQN和PHSP,出现总频率为61.8%;陕西省主要致病类型为PHST和FHST,出现总频率为17.1%。三省小麦叶锈菌的群体结构组成复杂。毒性基因V9、V19、V24、V38、V39、V40、V41、V42、V43和V45在三省中的毒性基因频率均小于21%,其中V9、V24和V38的毒力频率为0,说明其对应的小麦抗叶锈病基因在小麦抗叶锈病育种中具有较高的利用价值;毒性基因V2c、V3、V3bg、VB、V11、V14a、V14b、V16、V25、V26和V33在三省中的毒性基因频率均大于70%,其对应的抗叶锈基因为无效抗叶锈基因。毒性基因V1、V2a、V15、V19、V28和V30的毒性基因频率在三省中存在较大差异。     

四川、山东小麦叶锈菌毒性与DNA多态性分析

本研究利用SSR标记对来自四川和山东两省的60个小麦叶锈菌株进行DNA多态性分析,同时利用小麦抗叶锈近等(单)基因系和已知所含抗叶锈基因的品系对这些菌株进行毒性分析。结果表明,菌株间相似系数较高且差异不大,为0.78～1.00,表明小麦叶锈菌所含毒性基因差异不大,菌株间亲缘关系较近。两省间/内小麦叶锈菌株的DNA多态性和毒性多态性丰富。小麦叶锈菌株的地理来源与毒性多态性有一定的相关性,而其地理来源、毒性多态性与DNA多态性不存在相关性。相同致病类型存在毒性差异,同一致病类型内遗传多态性丰富。     

2003-2004年我国小麦叶锈菌致病类型苗期鉴定及毒性分析

为明确小麦叶锈菌的毒性基因谱,对2003-2004采自我国的117株小麦叶锈菌菌株进行了致病性鉴定及毒性基因分析。结果表明:2003-2004年,117株小麦叶锈菌被划分为104个致病类型,其中优势类型为PHSS、PHTT和FHSS,其出现频率分别为4.27%、3.42%和2.56%。毒性基因V2 a、V9、V24、V3 a、V19、V38、V39、V40、V41、V42、V43和V46的毒性频率<30%,其对应的抗性基因为有效抗病基因,特别是V38的毒性频率为0,其对应的抗性基因有很好的抗叶锈性。V1、V3 ka、V30、V18、V14 ab、V15、V20、V21、V23、V28、V29、V32、V33+34、V36、V44和V45的毒性频率都在30%~60%之间,表明其对应的抗叶锈基因尚有一定的利用价值;V2 c、V3、V16、V26、V11、V17、VB、V10、V14 a、V2 b、V3 bg、V14 b、V25、V33、V34和VT3的毒性频率都>60%,表明其对应的抗叶锈基因在2003-2004年生产上单独使用几乎没有利用价值。     

山西省小麦叶锈菌致病类型及毒性监测

对采自山西省的110株小麦叶锈菌菌株进行了致病类型鉴定及毒性基因分析。结果表明,110株小麦叶锈菌被划分为43个致病类型,其中,优势类型为THT,TRT,PHT,PHR,出现频率分别为23.08%,9.62%,7.69%,6.73%。毒性基因V9,V19,V24,V25,V28,V29,V38,V39的毒性频率30%,其对应的抗性基因为有效抗病基因;V2a,V3Bg,V18,V21,V23,V27+31,V33的毒性频率在30%~70%,表明其对应的抗叶锈基因在山西省不同区域有一定的利用价值,可以考虑多个抗性基因同时利用;V1,V2b,V2c,V3,V3ka,V10,V11,V12,V13,14a,V14b,V15,V16,V17,V20,V22a,V26,V30,V31,V32,V35,V36,V37,V22b的毒性频率大于70%,它们对应的抗性基因在山西省小麦抗叶锈病品种选育中为无效基因,如果单独利用则没有价值。     

山东省小麦叶锈菌生理小种检测及毒性基因分析

１９９１～１９９４年共测定叶锈菌菌株１２５个．鉴定结果表明，山东省叶锈菌优势生理小种为洛１０类群中的叶中４号，与８０年代初鉴定结果比较已发生了改变；叶中４号各菌株对山东省主要栽培品种（１００万亩以上）苗期毒力频率，除鲁麦１５外，都在９０％以上；利用已知抗叶锈基因的近等基因系对山东省叶锈菌群体毒性基因出现频率进行测定分析，认为抗叶锈基因（组合）Ｌｒ１９、Ｌｒ２０、Ｌｒ２５、Ｌｒ１３＋３Ｋａ、Ｌｒ３ａ＋３、Ｌｒ２７＋３１＋１０、Ｌｒ１＋２０是山东省小麦抗叶锈育种可以利用的抗病基因（组合）．     

山西省小麦叶锈菌群体的毒性基因分析

１９９４～１９９７年间,利用２５个抗叶锈病小麦单基因系（或近等基因系）,对来自山西省１０个地（市）３１个县（市）的３３４个小麦叶锈菌株进行了测试,分析了山西省小麦叶锈菌群体的毒性基因频率。结果表明,毒性基因Ｖ１９的出现频率较低（２６３７％）,其对应的抗性基因Ｌｒ１９为目前山西省小麦叶锈菌的有效抗病基因。其次,毒性基因Ｖ１５,Ｖ２０,Ｖ２５的出现频率分别为７１５％,７６２５％,７８０８％,对应的抗性基因Ｌｒ１５,Ｌｒ２０,Ｌｒ２５具有一定的利用价值。除此以外,其余２１个毒性基因的出现频率均高于８１７４％,其对应的抗性基因为目前山西省小麦叶锈菌的无效基因,在小麦抗锈育种上没有重要利用价值。     

粗山羊草苗期抗叶锈性鉴定及抗叶锈基因推导

普通小麦D基因组的供体材料粗山羊草含有丰富的抗叶锈病基因资源,而且具有较好的农艺性状,在抗病育种中具有重要的应用价值。本研究旨在了解粗山羊草的抗叶锈性以及准确了解其中所含抗叶锈基因。选取25株小麦叶锈菌株对6个粗山羊草品系进行抗叶锈性离体鉴定,筛选出4个在苗期对22个和23个菌株表现中到高抗的品系。试验选用18个不同毒力类型的小麦叶锈菌株和44个已知的抗叶锈单基因品系对其进行了抗叶锈基因推导,推导出粗山羊草4254-Y206可能含有Lr1,Lr10和Lr29或其他未用于本次研究的抗叶锈基因;4255-Y212可能含有Lr10和Lr29抗叶锈基因或其他未用于本次研究的抗叶锈基因;Y192可能含有Lr41抗叶锈基因或其他未用于本次研究的抗叶锈基因;Y201可能含有其他未用于本次研究的抗叶锈基因。     

17个粗山羊草品种(系)抗叶锈基因的鉴定

为鉴定17个粗山羊草品种(系)中可能含有的抗叶锈病基因,用10株具有不同毒力的小麦叶锈菌混合菌对17个粗山羊草品种进行成株期抗叶锈性鉴定,筛选出7个在田间对叶锈菌有抗性的材料。用抗叶锈基因Lr1、Lr9、Lr19、Lr21、Lr24、Lr28、Lr29和Lr34的STS、SCAR或CAPS标记对这些品种进行分子辅助鉴定。初步明确粗山羊草CN40033和CN30823中可能含有Lr1基因;CN42471中可能含有Lr9基因;CN30942中可能含有Lr21;供试的17个粗山羊草品种中都不含有Lr19、Lr24、Lr28、Lr29和Lr34。     

2009年河北省小麦叶锈菌群体EST-SSR遗传多样性分析

通过对小麦叶锈菌群体毒性多态性和EST-SSR多态性分析,为河北省小麦抗病品种的培育和合理利用提供依据。利用34个小麦抗叶锈近等(单)基因系和21对EST-SSR引物对河北省唐山、秦皇岛、沧州、保定、石家庄、邢台和邯郸的30个单孢子分离纯化小麦叶锈菌株进行毒性和DNA多态性分析。结果表明:30株小麦叶锈菌菌株间毒性相似性较高,相似系数为0.70~1.00,分子遗传多态性的相似系数为0.80~1.00。部分地理来源相同的菌株聚在同一亚组,表明小麦叶锈菌株地理来源与毒性多态性和遗传多态性有一定的相关性,但毒性多态性和SSR分子多态性相关性不明显。     

10个小麦新品种（系）抗小麦叶锈性评价

 【目的】明确小麦新品种（系）河农5290、河农58-3、河农825、河农826、河农827、河农6049、河农6251、河农6425、河农7106和河农9206的抗叶锈性，确定其应用潜力，为合理推广使用这些品种（系）提供依据。【方法】采用16个具有鉴别能力的小麦叶锈菌株对测试的10个材料进行苗期抗性鉴定和基因推导；选用其中6个菌株对其进行田间成株期抗叶锈性鉴定和基因推导，同时，结合使用已报道的15个抗叶锈病基因稳定的分子标记对测试材料进行抗叶锈基因的分子检测。【结果】河农6425和河农9206含有抗病基因Lr1和Lr26，河农825、河农826、河农827、河农6049和河农6251含有Lr26。河农58-3、河农5290、河农6251和河农825对大部分供试菌株表现抗性，可能含有测试基因以外的或未知抗叶锈基因。【结论】河农58-3、河农5290和河农6251具有抗叶锈病应用潜力。     

小麦品种‘武农148’和‘西农928’的抗叶锈病基因分析

本研究选用9个小麦叶锈菌菌系接种36个已知基因载体品种(系)、‘武农148’和‘西农928’进行抗叶锈基因苗期推导分析,在2014—2015和2015—2016连续两年两点对其进行成株抗叶锈性鉴定并结合苗期抗叶锈基因推导与系谱分析;利用9个与已知抗病基因紧密连锁的特异性标记进行标记检测,从而得出供试材料的抗性和携带的抗病基因。结果表明,‘西农928’中可能携带抗病基因Lr30、Lr42和携带有未知微效抗病基因,所检测的2个品种均不含抗病基因Lr1、Lr9、Lr10、Lr19、Lr20、Lr24、Lr26、Lr34和Lr46。针对西农928中含有的抗叶锈病基因,可作为小麦抗锈病育种中的抗源材料。     

中国小麦叶锈菌群体的毒性基因分析

 1986-1991年间，利用已知抗叶锈病基因的小麦近等基因系（或单基因系）作鉴别寄主，首次采用毒性基因频率、毒性因子（FV）、毒性值（VV）和Shannon-Wiener多样性指数等反映群体水平的参数，对我国小麦叶锈菌的毒性基因结构、频率、时间动态、空间格局及不同生理小种毒性基因的异质性等进行了比较分析。结果表明，毒性基因 V2a、V9、V15、V19、V24、V28、V29的出现频率较低（小于30%），其对应的抗性基因为目前我国小麦叶锈菌的有效抗病基因；V1、V3ka、V10、V26的频率处于升高的趋势，V2a、V15的频率有下降的趋势；不同地区叶锈菌群体的毒性因子、毒性值和毒性基因组合的多样性明显不同，我国和北美的叶锈菌至少存在4-5个毒性基因的差异；不同生理小种的毒性基因结构差异显著，叶中3号不具备V26基因，叶中34号不具有V1、V14a、V17和V27基因，而叶中4号携带有这些毒性基因。文中还对利用近等基因系作鉴别寄主的优点进行了讨论。     

458份小麦品种(系)抗病性状功能基因的KASP标记检测

[目的]研究不同小麦品种(系)抗病性状功能基因的分布状态,分析小麦品种(系)的抗病功能基因,为小麦抗病育种提供理论依据.[方法]利用KASP技术通过1个抗白粉病分子标记(Pm21)、1个抗条锈病分子标记(Yr15)和2个抗叶锈病分子标记(Lr14、Lr68),检测458份小麦品种(系).[结果]筛选出携带Pm21标记材...     

小麦抗叶锈病基因定位及分子标记研究进展

综述了已报道了４８个小麦抗叶锈病基因的染色体定位及ＲＡＰＤ、ＲＦＬＰ等分子标记技术在小麦抗中锈病基因方面的研究进展，并对小麦抗叶锈病基因分子标记辅助选择中的一些问题进行了探讨，目前，利用近等基因系、ＢＳＡ等方法，已找到了Ｌr1、Ｌr９、Ｌr１０、Ｌr２４、Ｌr２８、Ｌr３４等抗叶锈病基因紧密连锁或共分离的分子标记，为以后分离、克隆这些基因以及分子标记辅助育种打下基础。     

30个重要小麦生产品种抗叶锈性基因分析

【目的】小麦叶锈病是影响中国小麦产量的重要病害之一,培育持久抗病品种可以经济、有效地控制该病害。论文通过基因推导结合系谱分析、分子标记及成株抗病鉴定对小麦生产品种中抗病基因进行鉴定,从而确定小麦品种中所携带的抗病基因。【方法】选用18个小麦叶锈菌菌系(PHGQ、THJT、PHJT、KHJS、PHJS、THTT?、KHHT、FHRT、FHJQ、PHTT、THTT?、PHTT、FHTR、FHHT?、FHHT?、TGGT、FHTT、FGMT)接种36个已知抗叶锈病基因载体品种和中国的30个小麦生产品种进行苗期抗叶锈病基因推导,进一步利用9个与已知抗病基因紧密连锁的特异性标记进行标记检测,同时系谱分析法确定供试小麦品种中所携带的已知抗叶锈病基因。为了鉴定小麦品种的成株抗性基因,在2014—2015和2015—2016年度将30个小麦品种、慢锈对照品种SAAR和感病对照品种郑州5389种植于河北农业大学小麦试验田和河南周口黄泛区农场试验田,田间用混合生理小种(FHRT、THTT、THJT)接种进行成株抗叶锈性鉴定,进一步运用软件IBM SPSS Statistics 19.0进行方差分析(ANOVA),根据苗期与成株期的侵染型排除具有主效抗性基因的品种,将田间最终严重度(当达到发病高峰时调查的严重度为最终严重度,final disease severity,FDS)明显小于或与慢锈对照SAAR无显著差异的作为慢锈品种,从而筛选出表现慢锈的小麦品种。【结果】基因推导、系谱分析结合标记检测结果表明,30个小麦生产品种中有4个品种(鄂恩5号、鄂麦14、陕229和西农979)含有抗病基因Lr1,10个品种(鄂恩1号、鄂恩5号、鄂恩6号、贵农16、陕225、陕354、陕715、陕合6号、陕麦509和陕农7859)携带有抗病基因Lr26,2个品种(陕225和小偃81)经分子标记检测含有慢锈抗病基因Lr46,另外还有3个品种(西农979、陕229和贵农16)可能含有基因Lr13,所有供试品种均不含Lr9、Lr10、Lr19、Lr20、Lr24和Lr34抗病基因。根据2年2点的田间抗叶锈病鉴定筛选出18个表现慢锈的品种,且方差分析结果表明各品种间和地点间差异均极显著,年份间差异显著,品种与地点间、品种与年份间差异均极显著,而品种与重复间和重复间均不显著,这表明小麦叶锈病抗性的表达受基因型和环境互作共同影响。【结论】30个小麦品种中共检测到Lr1、Lr26、Lr13和Lr46等4个抗叶锈病基因,其中Lr46为成株抗病基因,通过田间抗性鉴定共检测出18个品种可能携带成株慢锈基因,所有慢锈材料中可能含有未知成株抗叶锈病基因,需要进一步进行遗传鉴定。