加拿大小麦生产和锈病防治

小麦是加拿大种植面积最大的作物,大部分种植于加拿大西部曼尼托巴省、萨斯喀彻温省、阿尔伯塔省的草原省份。在加拿大小麦种植面积大约有1 000万hm2,包括700万hm2的六倍体春小麦,200万hm2的硬粒小麦和100万hm2的冬小麦。六倍体小麦又根据不同的质量标准和多样化的食品分类、市场需要等划分成很多类。其中最主要的一类叫加西硬红类(CWRS),是加拿大最主要用于做面包的春小麦品种系列。历史上危害小麦的病害主要是由秆锈菌(Puccinia graminisf.sp.tritici)引起的小麦秆锈病。在加拿大抗秆锈病的第一个重要品种是Thatcher,从20世纪30年代到70年代早期广泛种植。然而Thatcher对由叶锈菌(P.triticina)引起的叶锈病十分感病。多年来,随着含其他抗锈基因(主要是Sr2,Sr6,Sr7a,Sr9b,Lr13,Lr14a,Lr16,Lr34)品种的育成和推广,秆锈病得到了很好的控制,但叶锈病却由于P.triticina种群变化,导致例如Lr13和Lr16抗性基因的抗性丧失,仍然造成很大的损失。小麦条锈病主要由柄锈菌(P.striiformisf.sp.tritici)引起的,长期以来,条锈病是阿尔伯塔南部灌溉区小麦生产上的主要病害,但是自2000年以来,小麦条锈病已经在加拿大中部草原区和安大略南部发现,并造成严重危害。加拿大小麦品种中,只有少数含有中抗水平的Yr18抗条锈基因,而大多数小麦品种对条锈病的抗性基础及抗病遗传尚不清楚。展望未来,锈病仍然是加拿大小麦的主要病害,如条锈病或者是具有高致病力的秆锈病小种,Ug-99可能会是加拿大小麦及谷物生产的新威胁,目前解决这些问题的最好策略是致力于长期的抗锈病遗传育种研究,包括聚合有效耐用的基因,对基因进行有效的部署和聚合抗性基因使遗传资源最大化等手段。将科研重点放在自然遗传抗病方面旨在使加拿大农民能够按对自然环境有利的方式来生产化学残余量最少的小麦,从而在国内和国际市场竞争中占据优势。     

CIMMYT 273个小麦品种抗病基因Lr34/Yr18/Pm38的分子标记检测

【目的】明确CIMMYT观察圃273个小麦品种(系)在慢病基因Lr34/Yr18/Pm38位点的等位变异类型及其对条锈病、叶锈病和白粉病的抗性,进一步验证抗病基因功能标记的有效性。【方法】利用Lr34/Yr18/Pm38紧密连锁的STS标记csLV34和基于该基因第11外显子(exon11)等位变异开发的5对功能标记cssfr1-cssfr5检测新引进的273个CIMMYT小麦品种(系),同时在成都和北京分别对其进行田间条锈病和白粉病的抗性鉴定,并结合CIMMYT的田间条锈病和叶锈病抗性鉴定结果进行分析。【结果】STS标记csLV34与5对功能标记cssfr1-cssfr5检测结果的一致性为96.7%;在273份CIMMYT材料中有43份材料含有Lr34/Yr18/Pm38,在不同地点对条锈病、叶锈病和白粉病具有不同程度的抗病性。【结论】功能标记cssfr1-cssfr5可准确鉴定Lr34/Yr18/Pm38位点exon11中的等位变异,cssfr3、cssfr4、cssfr5可用于含有Lr34/Yr18/Pm38材料杂交后代的分子标记辅助选择。     

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。     

宁春4号与河东乌麦杂交F2代抗病性及分子标记鉴定

为给宁夏小麦抗病育种提供优异资源,以宁春4号、河东乌麦及其杂交F₂代331个单株为材料,进行了群体抗病性与分子标记鉴定。结果表明:宁春4号中感白粉病、条锈病和叶锈病,河东乌麦中抗至高抗白粉病、中抗条锈病和叶锈病。在F₂代分别鉴定出68、54、52个单株抗白粉病、条锈病、叶锈病,比例依次为20.54%、16.32%、15.71%,其中,50个单株同时抗白粉病和条锈病,44个抗白粉病和叶锈病,32个抗条锈病和叶锈病,29个抗白粉病、条锈病和叶锈病。在F₂代群体中检测到239个单株携带Pm16基因,22.59%携带该基因的单株表现田间抗白粉病;202个携带Yr2基因,16.83%携带该基因的单株抗条锈病;246个携带Lr24,17.07%携带该基因的单株抗条锈病;148个单株同时携带基因Pm16和Yr2,185个单株同时携带基因Pm16和Lr24,155个单株同时携带基因Yr2和Lr24,119个单株同时携带基因Pm16、Yr2和Lr24。新开发的6个SSR标记共检测到10个抗病性数量性状基因座(QTL),涉及2A、5A、3B、5D等4条染色体,加性效应为-0.15~0.08,对表型贡献率为2%~4%,连锁系数(LOD值)最大为10.40,其中,5A、3B和5D染色体存在抗病的QTL富集区。     

分子标记辅助选育兼抗白粉病、条锈病、黄矮病小麦新种质

 选育和推广多抗、兼抗型小麦品种是今后小麦育种发展方向之一。本研究通过复合杂交、回交，将抗白粉病基因聚合体Pm4 +Pm13 +PmV、抗条锈病基因YrX（源自YW243）、抗黄矮病基因Bdv2向优异农艺亲本转育。利用抗病性鉴定和分子标记辅助选择，选育出聚合了3～5个抗病基因的兼抗白粉、条锈和黄矮病的冬性小麦新种质和春性小麦新种质，其中聚合Pm4 +Pm13 +PmV +YrX +Bdv2等5个抗病基因的冬性材料1株，聚合Pm4 +Pm13 +YrX +Bdv2d 的冬性、春性（BC2F3）材料分别为2株、3株，聚合Pm4 +PmV +YrX +Bdv2等4个抗病基因的冬性、春性（BC2F3）材料分别为6株和18株，聚合Pm13 +YrX +Bdv2、PmV +YrX +Bdv2等3个抗病基因的春性材料分别为7株和46株。本研究可为小麦多抗、兼抗育种提供遗传组成明确的丰富抗源和快捷的选择方法。     

普通小麦-奥地利黑麦抗条锈病衍生系NR1121的鉴定

【目的】检测从普通小麦(Triticum aestivumL.)与奥地利黑麦杂交后代选育出的、形态学稳定的抗条锈病衍生系NR1121的黑麦遗传物质。【方法】在室内条锈病抗性鉴定的基础上,采用细胞学方法、基因组原位杂交、SCAR(Sequence characterized amplified region)标记以及SSR(Simple sequence repeat)标记、A-PAGE等方法,对普通小麦-奥地利黑麦衍生系NR1121进行分子细胞遗传学鉴定。【结果】NR1121和奥地利黑麦对条中32号生理小种(CY32)免疫,陕麦611和携带Yr9基因的洛夫林10、洛夫林13、秦麦9号、丰抗8号、陕229和偃师9号均高感,表明NR1121携带的抗条锈病基因来源于奥地利黑麦。NR1121细胞学稳定,根尖细胞染色体数2n=42,花粉母细胞减数分裂期2n=21Ⅱ;以奥地利黑麦总基因组DNA为探针的原位杂交结果显示,NR1121含有2条奥地利黑麦染色体。SCAR和SSR标记(Xgwm 131-1B)检测结果表明,NR1121携带黑麦1R染色体的遗传物质。A-PAGE结果显示,NR1121在ω区的Gli-B1位点具有黑麦特征带,说明NR1121含有黑麦1R染色体短臂上的遗传物质。【结论】NR1121为农艺性状优良的小麦-黑麦1R异代换系,对CY32免疫,其抗病基因来源于奥地利黑麦,可能是一个不同于Yr9基因的新抗条锈病基因。该种质可作为条锈病抗源用于小麦抗病育种。     

39份育成小麦品种（系）抗病基因分子检测

【目的】旨在了解南充小麦抗病基因的情况，培育条锈病、赤霉病和白粉病综合抗性水平的小麦品种。【方法】采用条锈病混合生理小种接种鉴定39份材料条锈病成株期抗性；扬花期进行单花滴注接种赤霉病菌液鉴定赤霉病抗性。利用12个抗条锈病YrAs2388、Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18、Yr26、Yr36、Yr65、Yr34/48、Yr80和Yr81的分子标记对供试材料进行抗条锈病基因检测；诊断性标记His3B-4和功能基因标记TaHRC-GSM检测Fhb1基因；CINAU-NLR分子标记用于白粉病Pm21基因检测。【结果】田间鉴定结果表明，有11份材料在连续3年的条锈病接种鉴定中表现为成株期抗条锈病，占比28.2%，其中南麦941和YY-82这2份材料表现为高抗水平；以南麦941为首的4份材料在连续3年赤霉病自然发病和单年单花滴注接种中均表现为中抗赤霉病水平。分子标记检测结果显示，有7、9、16、21、5、26、1、25和5份材料分别携带有抗条锈病YrAs2388、Yr5、Yr9、Yr10、Yr18、Yr26、Yr36、Yr65和Yr81基因；有6份材料携带有抗白粉病Pm21基因；所有...     

小麦新种质YW243抗条锈病新基因的AFLP标记

小麦新种质YW243抗条锈病新基因对条锈菌具有较宽抗谱,对26个不同毒性谱的条锈菌 菌系免疫到近免疫,与已知基因系抗病谱不同,可能为新的基因或基因组合。遗传分析表明,YW243 对条锈菌条中31号小种的抗性由显性单基因YrX控制。通过BSA法对1056对MseI/EcoRI AFLP引 物进行筛选,结果表明7对引物可扩增出多态性片段,通过对F2群体单株遗传连锁分析和作图软件 分析,结果表明,2个AFLP标记M54E63-700、M54E64-699与YrX连锁较紧密、遗传距离为9．27 cM,为该基因的精细作图和分子标记辅助育种打下了一定基础。     

220份四川小麦条锈病抗性鉴定与评价

【目的】了解四川小麦条锈病抗性水平及抗性基因本底，为实现小麦生产抗性多基因布局、可持续利用抗病基因提供依据。【方法】利用条锈病流行生理小种对220份四川小麦进行条锈病抗性表型鉴定并结合已知Yr基因进行分子检测。【结果】29份育成品种和27份农家种对CYR34表现苗期抗性；40份农家种和53份育成品种表现出稳定成株期抗性。2、35、66、72、37和20份种质分别携带Yr10、Yr17、Yr18、Yr24/26、Yr41和Yr48;41份种质携带2个及以上Yr基因。【结论】四川农家种对我国优势条锈菌具有较高比例抗性；农家种以携带Yr18为主，育成品种主要携带Yr17、Yr24/26和Yr41；推测4个具有全生育期抗性的育成种质可能携带其他已知或未知Yr基因或组合，可供进一步Yr基因遗传解析和育种利用。     

1980份小麦地方品种和国外种质抗条锈性鉴定与评价

【目的】寻找新的条锈病抗源并建立高效抗源筛选和评价体系,为小麦抗条锈病育种提供理论依据。【方法】针对1 980份尚未大量应用于中国小麦生产的地方品种和国外种质,在陕西杨凌地区人工混合小种接种鉴定圃和甘肃天水地区自然诱发鉴定圃进行连续3年的成株期抗病性鉴定筛选;利用苗期抗谱分析,同时以Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26等已知抗条锈病基因的分子标记进行检测筛查,综合分析所筛选的抗病材料可能携带的抗病基因。【结果】筛选出8份具有全生育期抗性和42份具成株期抗性的小麦条锈病抗源。结合抗病表现和已知Yr基因分子检测分析表明：50份抗病材料中有6份材料可能带有Yr9;2份材料可能带有Yr10;21份材料可能带有Yr18;未发现携带Yr5、Yr15和Yr26的抗源;品冬34、青春39等6份材料可能携带未发掘的全生育期抗条锈病新基因。【结论】建立了小麦条锈病抗源鉴定和评价体系,筛选出50余份具有不同抗病性特征的抗源材料,为进一步培育抗条锈病新品种奠定了基础。     

美国西北部59个小麦品种（系）抗条锈病基因分子检测及对中国条锈菌系抗性鉴定#br#

 【目的】了解59份美国西北部小麦品种（系）对中国当前条锈菌流行小种的抗性水平,分析其抗病基因的存在情况,为培育中国抗条锈病新品种提供资源和依据。【方法】选用中国小麦条锈菌优势小种条中31号、条中32号和条中33号对大部分具有高温成株抗性的美国59份小麦品种（系）苗期及成株期进行抗性接种鉴定,利用与当前有效的全生育期抗性基因Yr10、Yr15、成株抗性基因Yr18、高温成株抗性基因Yr39紧密连锁的分子标记对供试材料进行分子检测。【结果】抗性鉴定表明,Expresso、02W50076、ACS52610、WA008012、WA008018等5份材料苗期与成株期对条中31号、条中32号和条中33号混合菌均表现为抗病,属于全生育期抗病品种。 33份材料苗期表现感病而成株期表现抗病,属于成株期抗病品种。分子检测发现59份材料均不含有Yr10;含有Yr15、Yr18和Yr39的材料分别为12、33和29份,占20%、56%和49%。【结论】Yr18、Yr39在美国西北部小麦品（系）中的分布较普遍,并且大部分可以抵抗中国当前流行的条锈菌生理小种,可应用这些抗性材料配制中国小麦抗条锈病新品种。     

52个重要小麦品种抗条锈基因的推导

根据对 13个具有不同毒性基因组合的条锈菌系的反应,采用基因推导方法,分析 52个重要小麦品种(系)所携带的抗条锈基因。结果表明:在已知的 19个抗条锈基因中,Yr1、Yr2、Yr6、Yr7、Yr8、Yr9、Yr11、Yr12、Yr17、Yr18、Yr24和Avocet12个基因以单基因或基因组合的形式分布在 28个小麦品种 (系 )中;携带Yr11基因的小麦品种最多,有 17个,携带Yr2、Yr6和Yr17基因的小麦品种各有 15个;抗源品种 92R137、92R149等可抵抗包括当前流行小种在内的所有供试条锈菌系,正在大面积种植的品种如陕 160、济南 17、烟 188、烟 361等感染所有的菌系,由此推导它们不含任何已知抗条锈基因。培育和推广具有有效抗条锈基因的新品种迫在眉睫。该文还讨论了基因推导的局限性。     

我国36个小麦品种抗秆锈基因的推导

根据对北美23个小麦秆锈菌系的反应,分两批研究了我国36个小麦品种存在的抗秆锈基因。第1批24个是60年代和70年代广泛种植的生产品种,第2批12个是当前的重要品种。对测试的品种的抗秆锈基因,用25个抗秆锈单基因（S#-r基因）系对秆锈菌系的反应作比较,鉴定发现具有S#-r5、S#-r8a、S#-r11、S#-r17、S#-r31和S#-rT#-（mp）等6个基因。在第1批品种鉴定结果中,扬麦1号的抗性基因不包括在被鉴定的基因之内。北京6号、北京8号、北京15号、石家庄34、丰产3号和矮丰3号不具有本文涉及的抗秆锈基因。东方红2号、东方红6号、克丰1号、北京10号、安徽11号、京红1号、京红2号和青春5号具有S#-r5基因。农大311、农大139、北京9号、白蚰包、徐州14号和北京10号具有S#-r T#-（mp）基因。安徽11号具有S#-r8基因。矮秆早、京红1号和京红2号具有S#-r17基因。青春5号可能具有S#-r11基因。第2批品种鉴定结果中,冬协3号和冬协4号具有S#-r5和S#-r31基因。丰抗2号、丰抗8号、京单106 、冀78 - 4078、鲁麦1号和烟农7770 - 4可能只有S#-r31基因。丰抗13具有1个未确定的基因。辐63、晋麦11和百农3217可能具有1个未定名的基因,它只对少数菌系有抗性。     

小麦YrX、Pm21基因和Dx5优质基因聚合体的分子标记选择

针对宁夏灌区小麦条锈病时有发生,白粉病逐年加重的趋势,本研究将分别含有抗条锈病基因YrX、抗白粉病基因Pm21的小麦材料与宁夏育成的高产、优质品种进行聚合杂交,采用早代抗病鉴定,并利用特异分子标记对F3代材料进行抗条锈病基因(YrX)、抗白粉病基因(Pm21)、优质基因(Dx5)检测。筛选到聚合YrX、Pm21和Dx5三种基因的材料1个,聚合YrX、Pm21基因的材料2个,聚合YrX、Dx5基因的材料2个,聚合Pm21、Dx5基因的材料3个。     

Molecular Screening and Resistance Evaluation of American Wheat Cultivars to Chinese Stripe Rust Races

Stripe rust, caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici, is one of the major diseases of wheat in China. In order to asses the resistance levels and existing Yr genes among 59 wheat cultivars （lines） from the Pacific Northwest （PNW） of the United States, to provide resistance resources for genetic improvement of wheat stripe rust resistance in China, 59 wheat cultivars （lines） from PNW of the United States were infected by 3 mixed races of predominant Chinese stripe rust races CRY31, CRY32, and CRY33 to evaluate their resistance at seedling and adult plant stages, and screened with molecular markers tightly linked to currently effective all-stage resistance genes YrlO, Yrl5 and adult plant resistance genes Yrl8, Yr39. Of 59 American cultivars （lines）, five cultivars （lines）, Expresso, 02W50076, ACS52610, WA008012, and WA00801833, had all-stage resistance, showing resistance to mixed races of CRY31, CRY32, and CRY33 at both seedling and adult plant stages. 33 cultivars （lines） had adult plant resistance, only showing resistance to stripe rust at adult stage. Based on the molecular screening, none of the 59 PNW cultivars （lines） had the polymorphic bands of linked markers to YrlO. There were 12, 33 and 29 cultivars （lines） which bad polymorphic bands of linked markers to Yr15, Yr18 and Yr39, accounting for 20, 55 and 49% of the 59 PNW cultivars （lines）, respectively. All these results suggested that Yr15, Yr18 and Yr39 were widespread among PNW cultivars （cultivars） and could be utilized in Chinese wheat stripe rust resistance breeding.