小麦条锈病抗性基因研究进展及在育种中的应用

概述了近年来已命名和暂命名的小麦条锈病抗性基因的来源、染色体定位、分子标记研究及基因克隆状况,回顾了我国抗性品种与生理小种对抗的演变,并从抗条锈病基因抗性表达的发育期、遗传方式、抗性状况、在生产中出现的频率及遗传研究方法几个方面对小麦抗条锈病基因加以评价,为小麦抗条锈基因的利用和研究提供参考.同时浅析了分子标记在小麦抗条锈基因聚合育种中的应用     

小麦抗条锈病基因分子标记及定位研究进展

条锈病是小麦的主要病害之一,在我国曾多次流行造成小麦严重减产。近年来分子标记技术的迅速发展为小麦抗条锈病基因的研究提供了极大的方便。在抗病育种中应用分子标记辅助选择有利于实现抗条锈病多基因积累,可以加速持久抗病品种的培育进程。本文简要介绍了几种常用的分子标记的概念和方法,并详细介绍了近几年分子标记在小麦抗条锈基因定位的应用现状,展望了DNA分子标记技术在小麦抗条锈病研究中的前景。     

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...     

粗山羊草抗条锈病鉴定及抗病基因YrY212 SSR标记

【目的】粗山羊草是小麦野生近缘属种,是D基因组的供体,蕴含大量的抗病资源,是进行小麦遗传改良的重要遗传资源,明确其抗病基因的数量、类型、在染色体上的位置以及其与已知抗条锈病基因间的关系,挖掘抗条锈病新基因,为小麦育种提供优良抗病新种质。【方法】用离体叶和田间鉴定方法鉴别来自不同产地的38份粗山羊草的抗条锈病情况,对条锈病抗病性进行遗传分析,并利用SSR分子标记定位粗山羊草中的抗病基因。【结果】离体叶鉴定发现,有9份材料对条中29和条中31菌株免疫,占供试材料的23.68%;有6份材料高感或中感,占供试材料的15.79%,其余材料抗病等级不一致。田间混合菌种鉴定结果表明,有19份材料免疫,其中10份材料苗期感病但成株期抗病,占供试材料的26.32%。从粗山羊草(Aegilops tauschii (Coss.) Schmal)Y212中鉴定出1个显性抗小麦条锈病基因,暂定名为YrY212。应用分离群体分组法(BSA)筛选到Wmc506、Barc184、Wmc450和Cfd41标记,其与YrY212之间的遗传距离分别为3.0,4.0,7.0和20.0 cM,位于Wmc506和Barc184之间。【结论】根据连锁标记所在小麦微卫星图谱的位置,YrY212被定位在7DS染色体上,分析基因所在染色体的位置、抗病性特征认为,YrY212是一个新的抗小麦条锈病基因。     

新疆主要小麦品种(系)中抗条锈病基因的分子检测

【目的】选用抗条锈病基因Yr10和1BL/1RS易位的分子标记,明确抗条锈病基因Yr10和1BL/1RS易位在新疆小麦品种(系)中的分布,为新疆小麦抗条锈病品种的合理布局及抗性材料的选育提供理论依据。【方法】利用Yr10及1BL/1RS易位的分子标记,检测其在新疆麦区46份小麦材料中的分布。【结果】在46份供试材料中,新冬17号检测到Yr10基因的存在;新冬24号、新冬46号、MJ307、HMJ555、1112、新紫1号、983-S、新麦211和新麦23检测到1BL/1RS易位,占全部材料的19.57%。【结论】对当前小麦条锈病流行小种条中32号具有较好抗性的Yr10基因,在新疆麦区小麦主栽品种(系)中分布率很低,可能含有Yr10基因的新冬17号在选育抗病材料中具有一定价值,育种中应加强基因Yr10的利用;在选育新品种时需减少1BL/1RS易位的分布频率。     

A-3中抗条锈新基因YrTp1和YrTp2的分子标记定位分析

【目的】半个多世纪的中国小麦育种史基本是育种家与条锈病的赛跑史。因此，筛选、鉴定、储备和利用新抗源是我国育种和资源研究中的一个长远战略性课题。【方法】利用小麦条锈菌条中31、32号生理小种，对来自小麦与十倍体长穗偃麦草［Thinopyrum ponticum (Host) Liu & Wang］的杂交后代材料A-3进行抗性遗传分析。用荧光SSR分子标记技术，鉴定所携带抗条锈病基因是否为新基因，并对其进行染色体定位研究。【结果】遗传分析表明，A-3对条中31号和32号的抗性由一显一隐2对基因控制。经过对196对微卫星引物的筛选，发现2B染色体短臂上的WMC477-167bp与显性基因紧密连锁，遗传距离为0.4 cM,将该显性基因定位于2BS上；7B染色体短臂上的WMC364-208bp与隐性基因连锁，遗传距离为5.8 cM。图位比较、系谱分析和抗谱分析表明，A-3所含抗条锈基因不同于已知抗条锈基因，暂定名为YrTp1和YrTp2。【结论】可利用A-3中与条锈病抗性紧密连锁的分子标记YrTp1和YrTp2将抗性基因转移到主栽品种中，在小麦育种和生产上发挥作用。     

小麦抗条锈病基因Yr5分子标记检测

为给小麦新品系的抗性遗传基础鉴定及持久抗性新品种选育提供技术支撑,以22个小麦条锈病抗性品种、2个感病品种及12个野生近缘物种为材料,采用PCR方法探讨了小麦条锈病的抗性基因分子标记Yr5-156在这些材料中的分布。结果表明,在多数抗病材料中能扩增出抗病基因Yr5分子标记特异性条带;但在2个感病材料中也扩增出来了同样的特异性条带。表明抗条锈病基因Yr5的分子标记Yr5-156不能作为分子标记辅助育种手段直接应用,需对其做进一步的验证。     

小麦品种中梁16的抗条锈性研究

小麦条锈病是小麦生产上最严重的世界性病害之一。小麦品种中梁16具有抗逆性强、高产、抗条锈性强等优良特性。为明确其抗条锈性遗传规律,利用条锈菌小种CYR30对中梁16与感病品种铭贤169及其杂交后代进行苗期抗条锈性遗传分析。结果表明,中梁16对CYR30小种具有良好的抗性,由1对显性基因控制,暂命名为Yr Zhong16。通过分子标记分析,获得了与Yr Zhong16连锁的4个SSR标记Xwmc696、Xgwm644、Xbarc95和Xgwm131。其中与Yr Zhong16最近的侧翼位点为Xgwm644和Xbarc95,其遗传距离分别是2.3和3.5 c M。根据SSR标记的定位结果,将Yr Zhong16定位在小麦染色体7BL上。这些与Yr Zhong16连锁的分子标记为利用中梁16抗条锈病基因进行抗病基因聚合和分子标记辅助育种奠定了基础。     

DNA分子标记在小麦抗条锈病基因研究中的应用概述

DNA分子标记直接反映生物在DNA水平上的遗传多态性，是抗病基因研究中最准确、有效的方法。文中概述了DNA分子标记技术的主要原理、方法、特点以及在小麦抗条锈病基因研究中的应用，对小麦抗条锈病基因研究中存在的问题进行了分析探讨，并对抗条锈病基因研究进行展望。     

我国条锈病核心疫源区陇南冬小麦育种策略

根据我国条锈病核心疫源区甘肃省陇南地区的生态和生产条件,对近年来在小麦抗条锈病育种及品种抗病性利用研究方面的进展做一简要总结,针对存在的问题,提出了小麦育种在产量、品质、抗病性和适应性等方面的育种策略及构想.     

甘肃省冬小麦抗条锈病育种现状及对策

条锈病是我国小麦生产上的主要病害之一，甘肃省特别是陇南越夏区危害严重，培育和种植抗病品种是防治该病最经济有效且环境友好的措施。自20世纪50年代以来，先后育成333个抗条锈冬小麦新品种，在甘肃陇南小麦条锈病的持续控制中发挥了重要作用。陇南越夏区条锈菌毒性变异速度快，抗源材料及生产品种抗性保持时间短，病菌新小种出现与品种抗条锈病性丧失周而复始。介绍了甘肃陇南越夏区在中国小麦条锈病流行中的作用，回顾了主要抗源材料及生产品种抗条锈病性变异特点，总结了抗源利用及品种应用的经验教训，提出了当前存在的问题及今后抗病品种（基因）的利用方向和现有品种的布局建议，旨在为持续控制该区域小麦条锈病发生流行提供技术支撑。     

小麦条锈病抗性分化原因分析

小麦条锈病是小麦的主要病害。近年来,由于新的条锈病小种的出现,许多小麦品种都丧失了抗性。从几个方面分析小麦抗条锈性分化的原因,以期制定出相应的抗病措施,防止条锈病的爆发和蔓延。     

442份小麦苗期抗条锈病鉴定

为了解442份小麦材料苗期的抗病性，利用当前条锈菌优势流行生理小种CYR32、CYR33和CYR34对其进行苗期抗性鉴定，并利用基因芯片检测了其中241份春小麦所携带的抗条锈基因。结合苗期抗条锈病鉴定和基因芯片检测结果，共筛选出151个抗性品种，其中四川材料和CIMMYT材料中的抗条锈病基因较为丰富，且分布频率高。研究结果为筛选国内抗病性小麦种质资源以及国外优异种质的引进提供了参考，也为挖掘小麦抗条锈病基因及后续小麦抗条锈病分子育种研究奠定基础。     

“西北-华北-长江中下游”条锈病流行区系当前小麦品种(系)抗条锈病性评价

【目的】西北-华北-长江中下游麦区是中国小麦条锈病最主要的流行区系,准确评价大区间当前小麦品种抗条锈病性水平和抗源使用特点,为整体考量各流行区小麦抗性品种分布的合理性和确定今后的育种方向提供依据。【方法】从该区系13个省(区)征集了501份小麦当前主栽品种和后备品种,在杨凌进行苗期分小种(CYR32和CYR33)和成株期混合小种(CYR23、CYR25、CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4、Su11-7)人工诱发接种鉴定,在天水自然发病条件下进行抗条锈病性鉴定。【结果】参鉴小麦品种(系)中,表现为全生育期抗性的品种仅有34份,占参试品种(系)的6.8%,表现成株期抗性的品种为110份,占参试品种的22.0%,表现感病的品种(系)为356份,占供试品种(系)的71.0%;流行区系内不同地区间小麦品种抗条锈性水平存在较大差异;结合育种系谱分析,具有全生育期抗病性的品种(系)的有效抗源类型较丰富,但在品种(系)中的分布不均衡,主要集中在92R系(携带Yr26)、贵农系以及少数携带Yr24的CIMMYT抗源种质。【结论】当前中国小麦主产区小麦品种抗条锈性整体水平仍较低,必须加强病害预测预报和防治,以避免大区流行;小麦品种主要有效抗源较单一,且在不同流行区同时使用。     

Genetics and Molecular Mapping of Stripe Rust Resistance Gene YrShan515in Chinese Wheat Cultivar Shan 515

Stripe rust is one of the most important wheat diseases worldwide. To identify new resistance genes is significant in wheat breeding. In this study, stripe rust resistance of a Chinese cultivar Shah 515 was tested with Chinese predominant races of P. striiformis f. sp. tritici in the seedling stage, and genetic analysis and simple sequence repeats (SSR) technique were used to identify the inheritance model of seedling stripe rust resistance in cultivar Shan 515 and to mark the sites of resistance gene(s) on chromosome. The genetic analysis indicated that the resistance of Shan 515 against Su 11-4 was conferred by a single dominant gene, which was temporarily designated as YrShan515. Using bulked segregant analysis (BSA) and SSR markers, 12 SSR markers (Xwmc335, Xwmc696, Xwmc476, Xbarc267, Xgwm333, Xwmc653, Xwmc396,Xgwm213, Xgwm112, Xgwm274, Xcfd22, Xgwm131, and Xwmc517) located on wheat chromosome 7BL were linked to YrShan515 with genetic distance ranging from 3 to 24 eM. Based on the previously published genetic map and Chinese Spring nulli-tetrasomic analysis, YrShan515 was located on wheat chromosome 7BL. Polymorphism of wheat cuitivars collected from Huanghuai wheat grown regions were screened with two markers, Xwmc653 and Xbarc267, and all of these wheat cultivars tested did not present the polymorphic bands as Shan 515 did. Therefore, it suggested that YrShan515 might be a allele of the available yellow rust resistance gene. The mapping of the new resistance gene in Shan 515 is useful for wheat breeding and diversification of resistance genes against stripe rust in commercial wheat cultivars in China.     

Inheritance and Molecular Mapping of Stripe Rust Resistance Gene Yr88375 in Chinese Wheat Line Zhongliang 88375

Stripe rust is one of the most important diseases of wheat worldwide. Inheritance of stripe rust resistance and mapping of resistance gene with simple sequence repeat (SSR) markers are studied to formulate efficient strategies for breeding cultivars resistant to stripe rust. Zhongliang 88375, a common wheat line, is highly resistant to all three rusts of wheat in China. The gene conferring rust disease was deduced originating from Elytrigia intermedium. Genetic analysis of Zhongliang 88375 indicated that the resistance to PST race CYR31 was controlled by a single dominant gene, temporarily designated as Yr88375. To molecular map Yr88375, a F2 segregating population consisting of 163 individuals was constructed on the basis of the hybridization between Zhongliang 88375 and a susceptible wheat line Mingxian 169; 320 SSR primer pairs were used for analyzing the genetic linkage relation. Six SSR markers, Xgwm335, Xwmc289, Xwmc810, Xgdm116, Xbarc59, and Xwmc783, are linked to Yr88375 as they were all located on chromosome 5BL. Yr88375 was also located on that chromosome arm, closely linked to Xgdmll6 and Xwmc810 with genetic distances of 3.1 and 3.9 cM, respectively. The furthest marker Xwmc783 was 13.5 cM to Yr88375. Hence, pedigree analysis of Zhongliang 88375 combined with SSR markers supports the conclusion that the highly resistance gene Yr88375 derived from Elytrigia intermedium is a novel gene for resistance to stripe rust in wheat. It could play an important role in wheat breeding programs for stripe rust resistance.     

抗条锈与白粉病的小麦种质资源鉴定及筛选

为筛选和发掘优良抗条锈病和白粉病资源,利用条锈菌和白粉菌优势小种对9 464份种质资源、黄淮南片和陕西省中肥组区试参试品种（系）及自育高代系进行大田抗病性鉴定和筛选。鉴定结果表明,供试材料存在大量的抗条锈病或白粉病的单抗资源。其中,抗条锈病资源2 836份,占30.0%;抗白粉病资源3 878份,占41.0%;筛选出兼抗2种病害的资源910份,占9.6%。为抗病育种筛选出一批抗性好、农艺性状优良的抗源材料。     

基于HYSPLIT-4模式的小麦条锈病菌远程传播研究

基于HYSPLIT-4模式,利用历史气象数据,研究了小麦条锈病菌的远程传播规律,特别是西北、华北、新疆、四川、云南、贵州之间的菌源关系。结果表明:秋季,西北外来菌源主要来自于四川、云南、贵州,华北外来菌源主要来自于西北、四川、云南、贵州,四川外来菌源主要来自于西北、云南和贵州,云南外来菌源主要来自于贵州,贵州外来菌源主要来自于云南;春季,华北菌源主要影响华北地区,西北菌源主要影响西北、华北、四川的小麦条锈病的流行,四川、云南、贵州的菌源对华北、西北、西南地区有很大影响。其他地区的菌源对新疆几乎没有影响;虽然新疆的菌源偶尔可以传播到其他地区,但是影响很小。     

眉山市小麦条锈病发病气象因子及防治对策研究

小麦条锈病是四川小麦生产上的主要病害之一,每年均有不同程度的发生,其最大特点是暴发和流行迅速,给产量造成巨大影响。进入20世纪90年代中后期以来,四川麦区小麦条锈病每年都处于高发状态,尤其是1999—2002年,条锈病连续数年的大发生造成平均每年300万t以上的粮食损失。现阶段研究发现:种植品种、气象条件和条锈病菌源量是影响条锈病发生程度的主要因素。据调查,目前大部分小麦品种对条锈病的抗性已经丧失,气象条件是影响或左右小麦条锈病发生、消长和危害的最直接生态环境因素,二者关系甚为密切。因此研究小麦条锈病发生流行与气象条件的关系、发生流行的气象环境成因、气候分区、气象预测预报,不断提高对病害预测预报技术水平,对于小麦条锈病的防治有着积极的指导作用。该文收集整理了眉山市1994—2007年小麦条锈病发病范围和发病程度资料以及同期相关气象数据,分析了1994—2007年连续14年眉山市小麦条锈病发病程度与小麦生长期内平均相对湿度、日照总时数、平均温度、总降雨量、降雨日数等5个气象因子之间的关系。根据有限的数据确定四川省眉山市小麦条锈病发病的主要气象因子,并提出了不同气象条件下的防治措施。