小麦品种抗锈性和锈菌毒性的遗传

本文评述了小麦品种抗锈性和锈菌毒性遗传学研究的现状以及近二十年来主要的研究成果和争论的问题。评述的内容包括小麦品种低反应型抗锈性的遗传规律,小麦锈菌毒性的遗传规律和变异途径,“基因对基因”理论及其应用,数量抗锈性的遗传等。Person(1959,1962)依据 Flor 试验提出的“基因对基因”概念的理论模型在现代植物病理学发展中具有历史意义,它促进了寄主—寄生物相互关系的遗传学研究。遗传学已成为现代锈病研究的基础,遗传学研究成果已广泛地应用于锈菌小种鉴定、抗锈育种和抗锈性生理生化机制的研究。本文还详细介绍了已定名的小麦抗杆锈、抗叶锈和抗条铸基因。     

小麦抗叶锈基因的定位及分子标记研究进展

 利用抗病品种是减少小麦叶锈病造成产量损失的最经济有效的方法 ,了解和鉴定常用亲本和推广小麦品种的抗性基因是充分利用小麦对叶锈菌的遗传抗性的前提和首要任务。到目前为止 ,小麦中已发现有近 90个抗叶锈基因 ,其中 5 6个抗叶锈基因被正式命名 ,5 1个被定位 ,2 4个抗病基因被标记。由于叶锈菌的毒性变异造成抗病基因抗性不断“丧失” ,所以持续不断地研究、发现和标记抗叶锈基因是今后育种工作的一项长期而重要的内容     

小麦叶锈菌危险性洛10类群在发展

我组从1973年开始研究小麦叶锈菌的生理小种和进行小麦品种抗叶锈性测定。1973～74年度鉴定了叶锈病标样27个和1974～75年鉴定了163个,都观察到小麦品种洛夫林10对来自全国各地的叶锈菌是高度抵抗的。我们喜庆发现了这一抗叶锈病过硬的品种,并向小麦育种部门推荐。育种部门也同时发现这一品种在田间兼抗条锈和叶锈病,并采用它作抗锈育种的抗锈亲本。     

中国小麦农家品种抗条锈病的鉴定与评价

小麦条锈病是由条锈病菌(Puccinia striiformis f.sp tritici)侵染引起的气传性叶部真菌病害,是影响中国小麦生产安全的最重要病害之一,增加抗病基因多元化并积极推广利用抗病品种是控制小麦条锈病最为经济有效的方法.中国小麦农家品种具有丰富的遗传多样性,其中可能蕴含着丰富的抗条锈基因.对收集于小麦条锈病主要流行区的684份农家品种采用田间成株期、温室内苗期抗性鉴定以及潜育期变温处理等方法进行抗条锈性鉴定.结果表明:在684份农家品种中获得只包含主效抗病基因且对当前主要流行小种反应型为中抗至免疫159份材料,其中117份为成株抗性材料,42份为全生育期抗性材料,所获得的抗性品种占所鉴定品种的23.8%.     

关中主要小麦品种抗条锈病鉴定及抗病品种遗传多样性分析

采用条锈病优势小种条中33（CYR33）对陕西关中地区小麦主要品种进行苗期抗病性鉴定,并采用SSR分子标记对抗病品种进行遗传多样性分析,以期了解陕西抗条锈品种的遗传多样性,为深入发掘优异的抗性基因资源及利用这些抗性基因,培育优良抗条锈新品种奠定基础。结果表明,在94个小麦品种中,对目前条锈病优势小种CYR33具有抗性的品种有24个,占25.5%。24个抗条锈小麦品种材料的遗传相似系数(GS)平均值为0.590,其变辐为0.338～0.824。这些结果说明,陕西关中地区的小麦抗条锈病品种具有较丰富的遗传多样性。     

我国小麦条锈病防治研究的进展

本文概括了以下四个方面的进展：⑴揭示了我国小麦条锈病菌的越夏、越冬和春季流行规律,提出一套行之有效的测报方法,提供了重大的防锈原则和综合治理方案。⑵研究出一套适合我国应用的小麦条锈菌生理小种鉴别寄主,查明了小种逐年变化动态及其与品种抗性丧失的原因,大大提高了抗条锈育种和品种利用的针对性和预见性。⑶全国鉴定抗条锈性或感的材料约300000份。成株混合菌种鉴定法发展为多小种分别鉴定法和多抗性鉴定法,开拓了品种抗性资源。⑷敌锈纳等在60–70年代防治条锈病起了显著作用;用粉锈宁拌种1次控制条锈病流行的技术已在大面积上推广。文内还讨论了今后如何加强小麦条锈病防治规划和基础研究,藉以提高综合治理水平。     

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。     

小麦品系西农1163-4抗叶锈病基因的遗传分析和分子作图#br#

【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。     

毒力频率在小麦抗叶锈性研究中的运用和发展

本文阐述了在研究小麦寄主和叶锈菌之间的相互关系时,用毒力频率的研究方法来代替分小种测定小麦抗叶锈性方法的优越性。我科研组采取毒力频率来研究河北省小麦品种和河北省叶锈菌的相互作用,我们认为:这种研究方法能直接反应品种与菌株之间相互作用的情况,对生产者和抗病育种工作者提供的信息,要比小麦叶锈菌小种鉴定提供的以编号对小种命名的小种名单要有用得多。毒力频率研究法目前也被应用于小麦白粉病和稻瘟病。     

小麦品种“西农628”和“西抗A11”抗条锈病鉴定

条锈病是严重威胁小麦安全生产的重要病害之一,其流行常常造成显著的小麦减产,是小麦安全生产的重要影响因素。种植抗病品种是防治条锈病最经济有效且环保的措施。但是品种抗病性"丧失"常常导致抗病品种成为感病品种,继而导致病害流行成灾。收集小麦种质资源,鉴定其抗病性,为抗病育种者提供新的抗病信息用于培育抗病育种,以应用于生产防治病害,具有实际的重要的生产意义。本文对小麦品种西农628和西抗A11分别进行了室内苗期抗条锈病鉴定和田间抗条锈病鉴定。苗期鉴定结果表明,西农628和西抗A11对小麦条锈菌小种CYR23、CYR31、Su11-4和Su11-7表现抗病,对CYR32表现感病。田间鉴定结果表明,西农628和西抗A11对小麦条锈病均表现抗病。表明西农628和西抗A11对小麦条锈菌小种CYR32有成株抗条锈性,对其余小种具有全生育期抗病性。同时,西农628和西抗A11兼抗白粉病与叶锈病,是良好的多抗性小麦材料。     

黄淮麦区小麦资源中高温抗条锈性品种的筛选

[目的]从黄淮麦区小麦资源中筛选高温抗锈性品种。[方法]对产自黄淮麦区的165份小麦品种进行苗期高温抗条锈性鉴定,并对苗期呈现抗性的品种进行大田抗性鉴定。[结果]筛选出13个苗期高温抗条锈性品种,明确了各自高温诱导的表达阶段。对这13个品种接种混合条锈菌生理小种进行大田抗性鉴定,结果表明被测品种全部抗病,且抗病性呈现非小种专化性。[结论]我国黄淮麦区的小麦品种中存在着丰富的高温抗条锈种质资源,合理利用这些资源将有助于培育持久抗条锈性品种。     

4个小麦农家品种对条锈菌成株抗性遗传分析

小麦条锈病是影响中国小麦生产安全的最重要病害之一,由于小麦条锈菌新小种不断产生并流行,使生产中已推广应用的品种变为感病品种而被淘汰,给小麦抗病育种工作造成很大的压力。中国小麦农家品种具有丰富的遗传多样性,包括成株抗条锈病基因。成株抗性作为持久抗性重要组成部分,加强对成株抗性的利用,对培育持久抗性或非小种特异抗性品种至关重要。成株抗性遗传分析能为成株抗病基因的分子标记筛选及其转育利用奠定基础。通过对4个成株抗性农家品种与感病品种Taichung29杂交,构建F2遗传群体,并用小种CRY32在田间进行接种鉴定,分析其抗病基因的组成及遗传特点。结果表明:3个农家品种换香头(3)、白麦(1-3)和白麦(2-1)成株抗性均为单个隐性遗传基因控制,另1个品种红茧儿麦成株抗性由1对显性基因和2对隐性基因互补作用控制。在所分析的4个成株抗性品种中,其抗条锈性多数受隐性遗传基因控制。隐性遗传方式可能对小麦抗条锈病性持久化具有重要意义,也是维持其抗性较稳定的一种重要机制。     

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。     

1996～2000年小麦品种(系)成株期抗条锈病鉴定报告

小麦条锈病是小麦最重要的病害之一,在我国曾发生3次全国性的大流行,陕西关中麦区自1942年以来发生9次大流行,给小麦生产造成巨大的损失.培育和利用抗病品种是防治条锈病最经济有效的措施之一.然而,条锈病菌生理小种变异往往会造成小麦品种抗锈性的丧失.我们根据每年小麦条锈菌生理小种监测结果,选用当前全国主要生理小种(类型)对省内、外育种单位及陕西省种子管理站选送的高代品系、亲本材料及育成品种进行成株期分小种鉴定.现将5 a的鉴定结果报道如下,以供广大植保和育种同行参考. 　　……     

小麦-簇毛麦易位系V832抗条锈性遗传分析及细胞学鉴定

【目的】通过对簇毛麦与7182杂交获得的抗条锈病新种质V832进行抗条锈病鉴定和遗传分析,明确V832含有的抗病基因以及细胞学特性.【方法】以V832、感病对照铭贤169及其杂交后代F_1、F_2、F_3和BC_1群体为材料,采用当前流行的条锈菌生理小种(菌系)Su11-4、Su11-7、CYR23、CYR29、CYR32、CYR33和CYR34对供试群体进行苗期抗条锈性鉴定,分析抗病基因的遗传规律,并利用基因组原位杂交技术对V832含有的外源染色体片段进行鉴定.【结果】V832在苗期对7个条锈菌生理小种均表现免疫或近免疫,其抗性可能来源于簇毛麦.V832对Su11-7和CYR32的抗病性都是由一对显性基因控制.GISH分析表明V832含有来自簇毛麦的染色体片段,是一个普通小麦-簇毛麦易位系.【结论】簇毛麦易位系V832对我国目前流行的小麦条锈菌生理小种具有良好的抗病性,可以作为抗源在我国小麦抗条锈育种中应用.     

2003-2006年小麦品种(系)抗条锈性鉴定结果

2003-2006年对甘肃省及省外1 738份小麦品种资源进行抗条锈性分小种和混合菌接种及自然诱发抗性鉴定和监测.结果表明,对目前流行的条锈菌优势生理小种成株期表现抗病的有244份,占总鉴定材料14.0%,其中免疫近免疫品种171份,占70.1%,中抗至高抗品种73份,占29.9%.结合农艺性状和田间抗条锈病表现,筛选出了一批可供育种利用的抗源材料.     

我国小麦抗叶锈病育种研究进展

阐述了小麦叶锈病的经济重要性和抗病育种在小麦病害综合治理中的重要作用。总结评述了建国后50多年来我国在小麦叶锈菌致病性和小麦品种抗病性及其相互作用,以及在小麦抗病育种和品种合理利用等研究方面所取得的主要成就和经验。在对病菌致病性和品种抗病性及其相互作用研究中,鉴定出41个生理小种。明确主要由突变和异核作用不断产生的新小种为导致品种抗锈性丧失的主要原因,品种的遗传分化、混杂退化和布局利用、环境因素,特别是地理生态条件也有重要影响;研究建立了小麦叶锈菌DNA分子遗传标记体系,提出了治理对策。初步揭示了其抗病机制。总结提出了抗病亲本选配和杂交育种以及品种合理利用等方面的成功经验以及当前存在的问题和解决途径。     

巨麦6号抗叶锈病基因的推导和分子定位

巨麦6号在田间表现出很好的抗叶锈性,鉴定其抗叶锈病基因对小麦抗叶锈病育种具有重要意义。在小麦苗期对36个含有已知抗叶锈病基因的对照品种和巨麦6号接种15个中国小麦叶锈菌小种进行抗叶锈病鉴定,推导巨麦6号中可能含有的抗叶锈病基因。以巨麦6号为抗病亲本与感病品种郑州5389进行杂交、自交获得F1、F2代群体,苗期利用叶锈菌小种FHBQ接种F2代群体进行抗叶锈病遗传分析。结果表明,巨麦6号中可能含有已知抗叶锈病基因Lr1,其抗叶锈性由1对显性的抗病基因控制。利用与Lr1共分离的STS标记WR003进一步检测F2单株DNA,结果显示,该标记与抗叶锈病基因共分离,进一步证实巨麦6号携带已知抗叶锈病基因Lr1。     

十三年小麦品种抗叶锈性鉴定工作进展(1973—1986)

本文是十三年来小麦品种抗叶锈性鉴定工作的系统总结。十三年来在温室和田间共测定了小麦材料6798份(次),鉴定出一批抗叶锈病的中间材料和抗源,为培育和推广抗锈良种提供了抗锈材料,并提出应压缩种植面积的感病品种,和不应采用的感病材料,对生产和抗病育种有积极的指导意义。在理论和方法上指出了测定品种抗锈性时应有群体观念,应研究品种与锈菌群体的关系。提出了生态类群概念和指出测定抗锈性时应注意在不同生态条件下形成的锈菌的群体毒性可能不同。此外还提出不仅研究个体品种的抗锈性,还应研究几个品种的联合抗病性等,为提高抗病育种的功效,提供了理论依据和新的工作方法。