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。     

普通小麦-柔软滨麦草易位系抗条锈病基因的遗传分析和微卫星标记

【目的】M853-2是一个通过杂交和回交选育的普通小麦-柔软滨麦草易位系,苗期对中国小麦生产上流行的条锈菌(Puccinia striiformsf.sp.tritici)主要生理小种表现良好抗性。研究易位系M853-2抗条锈菌的遗传规律,对揭示其遗传机制和抗源的筛选具有重要意义。【方法】以感病品种铭贤169和易位系M853-2作亲本,通过杂交制备F2代种子,用人工接种方法研究M853-2及其杂交后代对小麦条锈菌不同生理小种的苗期抗性,并进行了遗传分析,最后对其中一个接种群体进行了SSR标记。【结果】M853-2对条中29的抗锈性遗传受2对显性和1对隐性基因的独立控制,对条中30的抗锈性遗传受2对隐性和1对显性核基因以及3对隐性胞质基因的共同作用,对条中31的抗锈性遗传受2对显性(互补作用)基因的独立控制,对Su-4的抗锈性遗传受1对显性和1对隐性核基因以及2对显性(互补作用)胞质基因的共同控制,对Su-11的抗锈性遗传受1对显性基因的独立控制,将该抗锈基因暂命名为YrElm2,并对该接种群体利用BSA法进行了SSR标记。从305对SSR引物中筛选到1个位于4BL上的SSR标记Xgwm495,连锁分析表明,YrElm2与Xgwm495的遗传距离为7.60 cM,该抗病基因位于4BL上。【结论】普通小麦-柔软滨麦草易位系M853-2对小麦条锈病有良好的抗性,对所接种的菌系CY29、CY31和Su-11表现为核基因遗传,对CY30和Su-4表现为与核质互作有关的抗病性遗传,说明易位系M853-2可以作为抗源在我国小麦抗锈育种中应用。     

小麦条锈菌中国鉴别寄主维尔中抗条锈病基因YrVir1的微卫星标记

 【目的】明确中国小麦条锈菌重要鉴别寄主维尔的抗条锈病基因及其遗传特点，建立与其连锁的微卫星标记，将病菌小种监测和抗病性分析提高到基因水平。【方法】由维尔为基因供体转育而成的含有小麦重要抗条锈基因YrVir1的近等基因系Taichung29*6/YrVir1，用小麦条锈菌单胞菌系2E16对近等基因系Taichung29*6/YrVir1、轮回亲本Taichung29及其杂交后代进行遗传分析；选用YrVir1所在2B染色体上的141对引物对近等基因系和轮回亲本的基因组DNA进行SSR分析。【结果】近等基因系Taichung29*6/YrVir1对2E16的抗病性由1对显性基因控制；引物Xbarc349在近等基因系与轮回亲本间稳定扩增出特异性DNA片段，同时在近等基因系和基因供体维尔间存在相同扩增片段，经F2代群体200个抗、感单株检测证实，Xbarc349标记位点与抗条锈病基因YrVir1连锁，遗传距离为4.2 cm。【结论】Xbarc349引物扩增出的特异性DNA片段可作为抗条锈病基因YrVir1的SSR标记；根据小麦SSR遗传图谱，将YrVir1基因定位在小麦2B染色体上。     

小麦骨干亲本“周8425B”及其衍生品种的遗传解析和抗条锈病基因定位

 【目的】利用高密度分子标记解析了周8425B衍生品种的遗传结构，并鉴定其携带的抗条锈病基因。【方法】利用921个DArT（Diversity Arrays Technology）标记和83个SSR标记分析周8425B及其50份衍生品种（系）间的遗传结构和遗传区段传递，并利用关联分析定位抗条锈病基因。【结果】周8425B及其衍生品种的遗传相似性平均为67.6%，聚类分析结果与品种系谱来源基本一致。周8425B对其衍生一代、二代和三代的平均遗传贡献率分别为67.7%、63.6%和58.8%，在A、B和D基因组间遗传贡献率分别为 68.7%、62.0%和 59.4%。周8425B 对其衍生品种的21条染色体贡献率变幅为44.9%—70.9%，其中，对4A染色体贡献率最低，为44.8%，对1D染色体贡献率最高，达79.0%。利用DArT和SSR标记与成株期抗条锈鉴定结果进行关联分析，发现4个条锈病抗性位点（P＜0.01），其中2个条锈病抗性位点QYr.caas-2BL和QYr.caas-7BL与已报道的抗条锈病基因Yr7和YrZH84在相同染色体区段，另一个抗性位点QYr.caas-1BL与抗叶锈基因LrZH84位置相同，推测该位点与LrZH84紧密连锁或者一因多效。在3A染色体长臂末端发现一个条锈病抗性位点QYr.caas-3AL，与标记wPt-0398关联，可能是一个新基因，能解释22.9%的表型变异。【结论】骨干亲本对衍生后代在基因组和染色体水平上的贡献率主要与重要基因遗传传递有关，衍生品种携带的4个抗条锈病基因均来自骨干亲本周8425B，这些抗性基因及其它优异基因将在黄淮冬麦区南片品种遗传改良中继续发挥重要作用。     

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。     

小偃54高温抗条锈病基因的遗传分析

【目的】研究小偃54抗条锈性的遗传规律,为小麦抗条锈病基因的利用奠定基础。【方法】在温室以小偃54和感病品种铭贤169的杂交后代F1、BC1、F2和F3群体为研究对象,采用我国目前小麦条锈菌流行小种Su-4、Su-11、CYR29、CYR30、CYR31、CYR32和CYR33 7个小种对供试群体进行温室苗期和成株期测试,并分析杂交后代抗病基因的遗传规律。【结果】在苗期和成株期,小偃54在常温(夜10℃/昼18℃)条件下对7个流行小种均表现感病,而在高温(夜18℃/昼25℃)条件下则表现出较好的抗条锈性;小偃54对CYR29的抗条锈基因由2对相互抑制的基因控制,对CYR30、CYR31和CYR32的抗条锈基因由2对隐性基因控制。【结论】小偃54是一个典型的高温抗条锈小麦品种,并明确了其对条锈菌流行小种表现高温抗病性的基因数、显隐性和遗传方式。     

三属麦1号抗条锈病基因的SSR分子标记

【目的】对抗条锈病新种质三属麦1号进行抗条锈病鉴定和遗传分析,明确三属麦1号含有的抗病基因数目,并挖掘其抗条锈病基因。【方法】利用CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR33 5个条锈菌优势小种对三属麦1号与铭贤169(感病品种)及二者作为亲本杂交的F1、F2代和BC1代进行了抗锈性遗传分析,并对其抗条锈基因进行微卫星标记。【结果】三属麦1号对供试的5个条锈菌优势小种均表现免疫,并且对条锈菌小种CYR31的抗性由1对隐性基因控制,暂命名为YrS1。采用分子标记定位技术,筛选到位于小麦3D染色体短臂上的5个SSR标记(Xwmc674、Xcfd79、Xcfd34、Xgwm2、Xbarc68)与YrS1连锁,最近的标记为Xwmc674和Xcfd79,其与YrS1的遗传距离分别是8.7和4.1cM。【结论】三属麦1号具有优良的抗条锈性,而且具有5个多态性微卫星标记的抗条锈病基因YrS1位于小麦3D染色体短臂上。     

小麦骨干亲本小偃6号及其衍生品种（系）的遗传解析

【目的】了解小麦骨干亲本小偃6号及其衍生品种(系)间的遗传差异,以及小偃6号对各代衍生品种的遗传贡献。【方法】利用63对分布于小麦21条染色体上的SSR引物对小偃6号及其子1代到子6代的80个衍生品种(系)进行UPGMA聚类分析,以各衍生品种与小偃6号共有位点数占总位点数的百分比表示小偃6号对各世代的遗传贡献。【结果】63对SSR引物在81份材料中共检测到175个等位变异,等位变异数目为1~6,平均2.78个;SSR引物多态性信息含量的变化幅度为0.067 4~0.836 4,平均值为0.480 4;品种间遗传相似系数变化幅度为0.521~0.931,平均值为0.664,在遗传相似系数为0.658处将81份材料分为7类,聚类结果与系谱较吻合;小偃6号对其衍生子1代、子2代、子3代、子4代的平均遗传贡献率为50.32%,47.54%,46.35%,44.83%;在各世代中A、B和D基因组间遗传贡献率整体表现为DAB。【结论】小偃6号与其衍生品种(系)存在一定的遗传差异;小偃6号在前4个世代对各世代的遗传贡献率随世代的增加逐渐下降,对衍生品种(系)的D基因组遗传贡献较大。     

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。     

小麦单体系用于抗锈基因定位的研究

用引自南斯拉夫的冬小麦品种诺维萨特早熟1号(Novosadska Rana 1)单体系测定了若干冬小麦品种抗锈基因的所在染色体。确定绿7蚰对条中25号小种的显性抗性基因位于2B 染色体上;Yantar 对叶中3号小种的抗性是由两个显性互补基因控制的,分别位于5A 和1D染色体上;农大233对条中29号小种的显性抗性基因位于3B 染色体上;C39抗条中29号小种的隐性基因位于7B 染色体上;Fr84-8对条中29号小种的抗性是由2个隐性互作基因控制的,分别位于2A 和3A 染色体上。此外还用诺维萨特早熟1号单体系测定出农大233,Fr84-8等品系的有芒基因均位于5A 染色体上,抑制斯卑尔脱(spelta)穗型的基因也在5A 染色体上。冬小麦诺维萨特早熟1号单体系是在我国华北地区进行基因定位研究的良好材料。     

结球甘蓝叶色（紫/绿）的遗传分析和基因定位

 【目的】明确结球甘蓝叶色（紫/绿）的遗传方式及其基因所位于的染色体。【方法】以普通结球甘蓝‘9601’及其系列初级三体为母本分别与紫甘蓝‘紫阳’杂交;结合形态学观察和染色体数目鉴定从各F1群体中选出三体（2n+1）植株进行测交;采用双体和三体遗传分析及χ2测验法对叶色基因进行染色体定位。【结果】双体遗传分析表明,结球甘蓝‘9601’和‘紫阳’的叶色（紫/绿）受2对独立遗传基因控制,紫红色对绿色为显性并表现加性效应;三体遗传分析显示,控制其叶色的两对基因分别位于3号和8号染色体上。【结论】结球甘蓝‘9601’和‘紫阳’的叶色（紫/绿）受2对独立遗传的基因控制并表现加性效应,两基因分别位于3和8号染色体。     

中国小麦秆锈菌鉴别寄主品种Rulofen抗秆锈病基因的单体分析

普通小麦品种Rulofen是我国小麦杆锈菌的鉴別寄主。用中国春单体系列和对Rulofen无毒性的小麦秆锈菌的三个生理小种21C3、34、34C2对Rulofen进行了抗秆锈病基因的单体分析,并将Rulofen所含的抗秆锈病基因与国际上已命名的Sr基因进行了异同比较。结果表明;Rulofen在2D染色体上含有兼抗三个供试生理小种的抗病基因Sr6.其抗性效应为;-;1~ 或1X~=-x~- ,因环境条件的影响,Sr6的抗性反应型不稳定;在5D染色体上含有兼抗21C3、34和34C2三个生理小种的抗病基因Sr30,其抗性效应为2=、抗秆锈病基因Sr6和Sr30对我国的小麦秆锈菌小种34类群都具有进一步的区分作用。     

小麦品种N.Strampelli的抗条锈基因定位与分子作图

 【目的】N.Strampelli是一个十分重要的持久抗源材料,研究其抗病性遗传特点,抗条锈病基因的定位与分子作图,对揭示品种持久抗病性遗传机制,科学有效利用该优质抗源材料选育持久抗病性品种具有重要意义。【方法】将N.Strampelli分别与铭贤169和中国春杂交、回交并对双亲及其杂交后代进行遗传分析。以中国春单体系作母本分别与N.Strampelli杂交获得经镜鉴的F1代,F1代套袋自交获得F2代单体材料并进行抗病基因染色体定位。用于遗传分析和单体定位的小麦条锈菌为SU-4、CYR31、CYR29-mut3。选用普通小麦的208对SSR分子标记对N.Strampelli及铭贤169的基因组DNA进行PCR扩增和电泳分析。【结果】N.Strampelli对SU-4菌系的抗病性由2对隐性基因重叠或独立控制;对CYR31菌系的抗病性由2对隐性基因互补控制;对CYR29-mut3的抗病性由一对隐性核基因控制,并将该基因暂命名为YrN.S。建立了与YrN.S连锁的3个微卫星标记Xgwm499、Xwmc415、Xwmc537,其与YrN.S的遗传距离分别为7.6、5.4和10.7cM,将YrN.S定位于小麦5BL上。【结论】YrN.S是一个与已知抗条锈病基因不同的新基因。     

农家品种红秃麦抗条锈性遗传分析

2003-2006年，以农家品种红秃麦为母本、感病品种铭贤169为父本进行杂交，子代材料苗期分别接种条锈菌单孢菌系条中29号和条中31号，进行抗性遗传分析。结果表明，对条中29号，F1群体均为抗病株，BC1也全为抗病株；F2植株抗感分离比为152：49，符合理论比3：1。对条中31号，F1群体抗感比为5：7，近似于理论比1：1，F2群体抗感分离比为49：168，符合理论比1：3。推知红秃麦对条中29号的抗性由1对显性基因控制，对条中31号的抗性由1对隐性基因控制。     

小麦性状的缺体分析

用阿勃小玫稳定自交实缺体系分别对太谷核不育材料的核不育基因和小麦－黑麦抗锈病易位系陕麦８９３抗条锈基因进行缺体分析研究。结果表明，太谷核不育基因Ｍｓ２位于４Ｄ染色体上，并且Ｍｓ２在半合状态下仍然有效；陕麦８９３对条中２９号生理小种表现免疫，控制性的基因为显性，位于４Ａ染色体上。     

Molecular Mapping of Two Novel Stripe Rust Resistant Genes YrTp1 and YrTp2 in A-3 Derived from Triticum aestivum × Thinopyrum ponticum

Loss of variety resistance to stripe rust (Puccinia striiformis Westend f. sp. tritici) is an important factor causing massive periodical epidemic of rust in wheat production. Creation and development of new races of rust pathogen have led to serious crisis of resistance loss in widely planted varieties. This has quickened the search for new resistance resources.Molecular marker could facilitate the identification of the location of novel genes. A line A-3 with high resistance(immune) to currently epidemic yellow rust races (CY29, 31, 32) was screened out in offspring of Triticum aestivum ×Thinopyrum ponticum. Segregation in F2 and BC1 populations indicated that the resistance was controlled by two independent genes: one dominant and one recessive. SSR markers were employed to map the two resistant genes in the F2 and BC1 populations. A marker WMC477-167bp located on 2BS was linked to the dominant gene with genetic distance of 0.4 cM. Another marker WMC364-208bp located on 7BS was linked to the recessive-resistant gene with genetic distance of 5.8 cM. The two genes identified in this paper might be two novel stripe rust resistant genes, which were temporarily designated as YrTpl and YrTp2, respectively. The tightly linking markers facilitate transfer of the two resistant genes into the new varieties to control epidemic of yellow rust.     

陕农78抗条锈性遗传规律分析

通过对抗条锈病品种陕农78与感病品种铭贤169杂交获得的F1代、F1代自交获得的F2代、及F1与铭贤169回交获得的BC1代植株,在人工控制条件下,利用条锈病菌优势生理小种条中31、条中32对苗期进行人工接种后的反应型分析认为:陕农78对条中31的抗性是由1对隐性基因所控制;陕农78对条中32的抗性是由2对隐性基因互作所控制。     

澳大利亚小麦品种Sunco抗条锈病性状的遗传分析

澳大利亚小麦品种Sunco成株期对中国条锈病小种条中32(CY32)表现高抗-免疫,而小麦品种川育12则表现为高感。利用Sunco/川育12的双单倍体(DH)群体对Sunco进行抗条锈病遗传研究,结果表明,品种Sunco可能具有持久抗性,抗性是由一对主效基因和两对微效基因联合作用的结果;主效基因的抗性反应为抗-中抗(R-MR),微效基因单独存在作用不明显,但与主效基因结合起来会加强抗条锈病能力。同时对微效多基因的持久抗性利用作了初步探讨。     

木薯中性/碱性转化酶基因家族11个成员在染色体上的定位

中性/碱性转化酶(Alkaline or neutral invertase,N/A-lnv)是木薯淀粉合成过程中的一种关键酶。笔者以木薯华南6号古铜期嫩叶为材料制备染色体标本,利用荧光原位杂交和原位PCR技术对N/A-lnv基因家族的11个成员进行了物理定位。结果表明,基因MeNINV5,MeNINV9和MeNINV10均位于第4号染色体上,其中基因MeNINV9和MeNINV10位于短臂上,到信号点的百分距离分别为68.52和95.35,基因MeNINV5位于长臂上,到着丝粒的百分距离为22.71;基因MeNINV4和nINV1均位于第6号染色体长臂上,到着丝粒的百分距离分别为43.16和80.71;基因MeNINV6和MeNINV7分别位于第7号和第17号染色体的长臂上,信号点到着丝粒的百分距离分别是15.38和57.97;基因MeNINV1,MeNIN,V2,MeNINV3和MeNINV8分别位于第11号、第9号、第5号和第16号染色体的短臂上,信号位点到着丝粒的百分距离分别是40.10,51.88,91.75和76.33。中性/碱性转化酶基因家族内部部分成员之间存在连锁关系。研究结果可为木薯淀粉的高效积累机制及木薯种质遗传改良提供分子细胞遗传学依据。