小麦白粉病抗性基因在山西省的有效性评价

为明确小麦白粉病抗性基因在山西省的有效性,在温室条件下,通过闭囊壳释放子囊孢子侵染麦苗发病,利用28个已知抗病基因品种(系)对分离自山西省不同生态区的166个小麦白粉病菌株进行了毒性基因频率测定.结果表明,毒性基因V4a、V4b、V13、V20、V21、VXBD、V2+6、V4+8、V2+Mli、V4b+Mli、V5+6、V1+2+9的出现频率为3.6%～29.7%,其对应抗性基因Pm4a、Pm4b、Pm13、Pm20、Pm21、PmXBD、Pm2+6、Pm4+8、Pm2+Mli、Pm4b+Mli、Pm5+6、Pm1+2+9为目前山西省小麦白粉病菌的有效抗病基因,可供转育利用;毒性基因V1、V2、V3a、V3d、V3f、V6、V17、V19、V2+Ta的出现频率为38.6%～79.4%,其对应抗性基因Pm1、Pm2、Pm3a、Pm3d、Pm3f、Pm6、Pm17、Pm19、Pm2+Ta的利用价值已下降;毒性基因V3b、V3c、V3e、V5、V7、V8的出现频率为92.5%～98.7%,其对应抗性基因Pm3b、Pm3c、Pm3e、Pm5、Pm7、Pm8单独使用无利用价值.对各抗性基因在山西省小麦三个生态区的有效性差异分析认为,各生态区应针对毒性基因的变化动态结合农艺性状选择选用合适的抗性基因进行转育.     

陕西省2015-2016年小麦区试品种（系）的抗白粉病分析

为了明确陕西省2015-2016年小麦区试品种(系)的白粉病抗性,以陕西省各地采集的白粉菌混合菌系作菌源,分别在苗期采用人工接种、成株期诱发发病的方法对228份陕西省区试品种(系)和32份已知抗白粉病基因载体品种(系)进行抗性鉴定.结果表明,Pm4a、Pm4b、Pm13、Pm17、Pm18、Pm19、Pm21、Pm24、Pm30、Pm2+6、Pm2+Mld、Pm2+6+?、Pm5+6、Pm“XBD”基因对小麦白粉病表现免疫或高抗;Pm3a、Pm3b、Pm6、Pm4+8、Pm4b+Mli、Pm4+2+?基因对小麦白粉病表现出较弱的抗性,其他基因对供试菌系没有抗病性.228份区试品种(系)中,大多数对白粉病表现为感病,仅有14份在苗期和成株期均表现抗病,33份仅在成株期表现抗病,分别占区试品种(系)总数的6.14％和14.47％.     

小麦已知抗白粉病基因在河南的抗性评价及Pm2基因的标记追踪

为了明确已知抗白粉病基因在河南省小麦品种中的有效性,用采自河南省主要麦区的7个白粉病菌株(YuⅠ～YuⅦ)对39份含已知抗白粉病基因的小麦品种进行苗期接菌鉴定.结果表明:Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3d、Pm3e、Pm5a、Pm7、Pm8等基因对多数白粉病菌株抗性较差,Pm2、Pm4b、Pm6、Pm12、Pm17、Pm18、Pm19、Pm22、Pm24等基因对于少数菌株表现感病,Pm3f、Pm4a、Pm5(Mli)、Pm13、Pm16、Pm20、Pm21、Pm23等基因对全部菌株均表现抗病.聚合基因材料Maris Dove、Normandie和Arthur对7个白粉菌株均表现感病;而材料CI12632、Maris Huntsman 抗性表现良好.利用Pm2基因的SSR标记Xcfd81对这5个聚合材料进行检测,结果显示,标记Xcfd81在CI12632、Maris Huntsman中可以检测到与Pm2基因相同的特异带,而在Maris Dove、Normandie和Arthur中检测不到.     

我国部分麦区 2011-2012年小麦白粉病菌小种及毒力分析

为了解我国部分春麦区和冬麦区小麦白粉病菌小种和毒力状况,2011-2012年对采自辽宁、黑龙江等东北春麦区及山东、湖北、四川等冬麦区的小麦白粉病菌标样进行生理小种鉴定和群体毒性频率测定.结果表明,2011-2012年东北春麦区优势小种均为411号小种,而山东、湖北等冬麦区的优势小种为377号小种,四川麦区的则为317号小种.小麦白粉病菌毒性基因V3b、V5、V7、V8、V1+2+9、V17毒力频率较高(＞90.0％),而V2、V4a、V4b、V12、V13、V16、V18-V23、V5+6毒力频率较低(＜31.4％),表明目前含有Pm2、Pm4a 、Pm4b、Pm12、Pm13、Pm16、Pm18-Pm23、Pm5+6等抗病基因的品种在我国部分麦区育种中仍有较高的利用价值.     

小麦不同抗白粉病基因及品种在成都平原抗病的有效性

为了解小麦含已知抗白粉病基因材料及审定品种在成都平原对白粉病的抗性表现,2015-2017年在四川省江油市武都镇(104.47°E,31.52°N)和广汉市连山镇(104.18°E,30.59°N)设置病圃,种植42份含已知抗白粉病基因的材料以及85份小麦审定品种,于2016-2018年乳熟后期调查病害级别、普遍率和严重度。结果表明,已知抗白粉病基因材料中,Coker983(Pm5+6)、Wembley(Pm12)、Brigand(Pm16)、南农9918(Pm21)、赤牙糙(Pm24)、NCD7(Pm34)、NCD3(Pm35)、NCD4(Non-Pm1)、复壮30(Pm5e)和Tabasco(Pm46)在两个病圃(2016和2018年)均表现抗白粉病,而Kavkaz(Pm8)、W150(Pm3e)、Hope/8cc(Pm5a)、Timgalen(Pm6)和5P27(Pm30)在两个病圃内均表现感病。85份小麦审定品种中,国豪麦3号、蜀麦375、蜀麦482、杏麦2号、绵阳29号、绵阳33、绵麦228、西科麦5号和良麦4号9个品种连续三年(2016-2018年)在两地均表现抗病,有37个品种三年在两地均表现感病。其余27个含已知抗性基因材料和39个小麦审定品种的抗病性表现则在不同地点和年份并不稳定。     

我国主要麦区101个小麦生产和区试品种（系）及高代品系抗白粉基因推导

为了明确我国小麦品种（系）中抗白粉基因的组成,利用基因推导法对来自我国主要麦区的101个小麦品种（系）进行了抗白粉病基因推导。结果表明,近一半的供试生产品种对所有供试菌株表现感病;供试的大多数区试品种具有有效地抗白粉基因,应加快这些抗病品种的大面积推广;近1/3的高代品系含有有效地抗白粉基因。供试小麦生产品种和区试品种（系）及高代品系中具有已知的抗白粉基因主要有Pm4b、Pm8、Pm2 Mld、Pm4a、Pm2、Pm2 6、Pm30等。此结果对于我国小麦白粉病的抗病育种和品种布局有重要的参考价值。     

云南省小麦品种苗期抗白粉病基因推导

为了解云南小麦品种的抗白粉病基因背景,采用20个不同毒性谱的小麦白粉菌株,对42个云南小麦重要生产品种进行了苗期抗白粉基因推导,并结合系谱进行溯源分析。结果表明,42个品种共推导出Pm4a、Pm5b(Mli)、Pm6、Pm8、Pm21、Pm30和Pm34共7个抗白粉基因,分布于16个品种中。其中,Pm8和Pm34出现频率最高,分别出现在4个品种中,Pm30次之,出现在3个品种中,Pm6和Pm21分别出现在2个品种中,而Pm4a及Pm5b(Mli)仅在个别品种中出现。有16个品种无法推导其抗白粉基因,可能含供试基因以外的其他抗白粉病基因。098-2、昆麦4号、玉09-5和宜系96-6含有效的未知抗白粉病基因,云麦101、云麦57、SH710、楚麦10号、楚06-9、楚2008鉴-4等6个品种不含供试的抗白粉基因。云南小麦生产品种中,含有效的已知和未知抗白粉基因品种占16.7%,这些品种可适当扩大种植面积,注意不同基因的合理布局;丧失抗性的品种占33.3%,应尽量压缩面积;含Pm30和Pm34新基因和本次未能推导出结果的品种占50%,有待进一步评价,目前可根据表型抗性酌情利用。     

小麦品种(系)的白粉病抗性鉴定及分子标记的实用性评价

为评价抗白粉病基因分子标记在标记辅助育种中的实用性,以含已知抗白粉病基因的材料为对照,对来源于我国11个小麦主产省份的145个小麦品种(系)进行了苗期白粉病抗性鉴定,并检测了9个小麦抗白粉病基因的分子标记Xcfd81-5D(Pm2)、Pm4a/b(Pm4)、Xwg996(Pm6)、LAG95(Pm8Pm17)、CAU196(Pm12)、UTV14(Pm13)、Xgwm159-5B(Pm16)、Pm21D/E(Pm21)和Xgwm337(Pm24)在上述材料中的扩增情况。结果表明,在供试材料中,Pm8基因的分布频率达52.4%,但该基因已丧失抗性;Pm2、Pm4、Pm6、Pm12、Pm13、Pm16、Pm17、Pm21和Pm24基因抗性好,但在供试材料中的分布频率仅介于0~9.7%。抗性达高抗以上水平的品种含有的抗病基因主要为Pm2、Pm21和Pm24;有些抗病品种的遗传基础尚不清楚。根据抗性和分子鉴定的一致性差异可将供试小麦品种(系)分为4种类型:(Ⅰ)分子标记检测和表型鉴定均为阳性;(Ⅱ)表型鉴定呈阳性,但分子标记检测为阴性;(Ⅲ)分子标记检测呈阳性,但表型鉴定为阴性;(Ⅳ)分子标记检测和抗性鉴定均为阴性。分子标记可用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型材料中目标基因的选择,而无法用于Ⅲ型材料。表型和分子标记检测符合度高的分子标记UTV14(Pm13)、Pm21D/E(Pm21)实用性好。上述结果为开展抗白粉病分子育种提供了重要的参考。     

305份国内外小麦种质条锈病与白粉病抗性鉴定与评价

为获得抗病小麦种质以促进其在育种上的应用,利用与抗条锈病基因和抗白粉病基因紧密连锁或共分离的分子标记对国内外的305份小麦种质进行检测。结果显示,携带 Yr10、 Yr15、 Yr18、 Yr26、 Yr46、 Pm8、 Pm21和 Pm34基因的材料分别为5、10、23、0、4、100、1、95份,占比依次为1.63%、3.28%、7.54%、0、1.31%、32.79%、0.33%、31.15%。携带上述抗性基因且表现出中抗水平以上的材料分别依次有2、3、7、0、3、59、1、62个,还有部分表现抗病的种质未检测到以上8个基因,其抗性可能由其他基因控制。本研究中没有一个种质材料同时携带两个多效抗病基因 Yr18和 Yr46,但 Yr18和 Yr46分别通过与 Yr10、 Pm8和 Pm34等抗病基因的组合,极大提高了品种的综合抗病能力,如CA0548( Yr18+ Yr10)、川麦42( Yr46+ Pm34)、Fr03717( Yr18+ Pm34)、鄂恩5号( Yr46+ Pm8),以上材料对条锈病和白粉病均具备中抗以上的抗性。因此,以后要充分发挥多效抗性基因的优势并培育兼抗性小麦品种。     

山东小麦品种抗白粉病基因的分子鉴定

为了解山东小麦种质资源的抗性基因分布规律,利用 Pm4 、 Pm8 、 Pm13 、 Pm21 等抗白粉病基因的STS、SCAR标记对山东省农科院作物所保存的227份小麦育成品种和442份地方品种进行白粉病抗性基因鉴定.在育成品种中,抗病基因 Pm4 、 Pm8 和 Pm13 都有发现,其中具有 Pm4 、 Pm8 和 Pm13 的材料分别为5份、74份和3份,分别占育成品种的2.2%、32.6%和1.3%.Pm4 基因在20世纪90年代开始用于育种,并应用至今;Pm8 基因在20世纪70～90年代应用较多;Pm13 基因很少应用, Pm21 未被应用.在地方品种中,发现具有 Pm4 的材料17份,占3.8%,未发现 Pm8 、 Pm13 和 Pm21.Pm4 基因在山东地区分布较广,主要分布于德州、潍坊、泰安、淄博等山东省中部地区.此外还发现含有两个抗病基因的聚合材料,如潍麦8号和山农863410含有 Pm4 Pm8 ,烟中1934和鲁农89(4)116含有 Pm8 Pm13 .     

我国主要麦区101个小麦品种（系）的抗白粉病基因推导

为了明确当前我国小麦品种（系）中抗白粉病基因的组成,利用基因推导法对来自我国主要麦区的１０１个小麦生产品种、区试品系和高代品系进行了抗白粉病基因推导。结果表明,近一半的供试生产品种对所有供试菌株表现感病;供试的大多数区试品系具有有效的抗白粉病基因;近１／３的高代品系含有有效的抗白粉病基因。供试小麦生产品种和区试品系及高代品系中具有已知的抗白粉病基因主要有Ｐｍ４ｂ、Ｐｍ８、Ｐｍ２＋Ｍｌｄ、Ｐｍ４ａ、Ｐｍ２、Ｐｍ２＋６、Ｐｍ３０ 等。     

陕西小麦品种（系）籽粒黄色素含量基因的检测及其分布

为了解陕西小麦Psy-A1和Psy-B1位点控制籽粒黄色素含量基因的等位变异组成和分布,利用其功能标记YP7A、YP7A-2、YP7B-1、YP7B-2和YP7B-3,对176份陕西小麦品种(系)的2个位点等位变异进行检测与分析.结果表明,在Psy-A1位点,陕西小麦品种(系)存在2种等位变异,即Psy-A1a(高黄色素舍量)和Psy-A1b(低黄色素含量),各占50.0%,没有发现含Psy-A1c等位变异的品种(系);在Psy-B1位点,陕西小麦品种(系)内存在3种等住变异,其中以Psy-B1b(低黄色素含量)为主(65.3%),Psy-B1a(中等黄色素含量)次之(27.3%),Psy-B1c(高黄色素含量)较少(7.4%),没有发现舍Psy-B1d等位变异的品种(系).不同变异组合类型的平均分布比例表现不同,Psy-A1b/Psy-B1b组合类型所占的比例最高,为39.2%;其次是Psy-A1a/Psy-B1b组合类型,为26.1%;组合Psy-A1a/Psy-B1a(17.6%)、Psy-A1b/Psy-B1a(9.7%)和Psy-A1a/Psy-B1c(6.3%)比例较低,Psy-A1b/Psy-B1c(1.1 %)所占比例最低.不同地区不同等位变异及其组合类型的分布比例不同.总体来看,陕西小麦品种(系)中低黄色素含量的等住变异类型所占的比例较高.陕西不同地区育种目标和种植要求的差异,造成了不同地区小麦品种黄色素含量基因组成的不同.本研究所用分子标记扩增出的PCR奈带清晰,且稳定性好,可作为小麦黄色素含量分子标记辅助选择的有效工具.     

甘肃省26个春小麦品种（系）苗期抗条锈基因分析及成株期抗病性评价

为明确甘肃省部分春小麦品种(系)苗期所含抗条锈基因,选用来自中国、印度等国家的24个具有不同毒性谱的条锈菌单孢菌系,分别接种于26个甘肃春小麦品种(系)及30个已知基因的载体品种上,进行苗期抗条锈病评价,并结合系谱分析推导苗期抗条锈基因.初步分析结果表明,银春8号等19个品种(系)含有Yr1及未知抗病基因,其余品种(系)含有未知抗病基因.成株期在甘肃陇南的田间抗条锈病评价结果显示,定西43可能具有成株抗病性,定E301、定9873、定鉴5、陇春26、陇春24、定西39、临麦30、宁9415具有慢条锈性.聚类分析与基因推导结果基本一致.     

春化和光周期基因在陕西小麦品种中的分布

为了解陕西小麦品种中春化基因和光周期基因的分布特点,采用STS标记检测了陕西境内173份小麦品种春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的显性等位变异组成.结果表明,4个春化基因位点显性等位变异在陕西小麦中的平均分布频率不同,顺序为Vrn-D1(38.2%)＞Vrn-B1(16.2%)＞Vrn-A1(1.2%)＞Vrn-B3(0%).春化显性等位变异在陕西境内各麦区的分布频率也不同:归属于北部冬麦区的小麦品种4个春化位点均处于隐性状态;归属于黄淮冬麦区的小麦品种显性等位变异分布比例顺序为Vrn-D1(41.7%)＞Vrn-B1(19.1%)＞Vrn-A1(0%)=Vrn-B3(0%);归属长江中下游麦区的为Vrn-D1( 40.3%)＞Vrn-B1(16.1%)＞Vrn-A1(0%)=Vrn-B3(0%),归属西南冬麦区的为Vrn-D1(54.6%)＞Vrn-A1(18.2%)=Vrn-B1(18.2%)＞Vrn-B3(0%).在光周期Ppd-D1位点,99.4%的品种携带对光周期反应不敏感的显性等位变异Ppd-D1a.陕西境内推广的小麦品种中存在7种春化和光周期基因显性等位变异组合,即Vrn-D1、Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、 Vrn-D1/Ppd-D1a、Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a、Vrn-A1/Vrn-D1/Ppd-D1a 和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a,平均分布频率为0.6%、49.7%、11.6%、32.3%、0.6%、0.6%和4.6%.5个位点显性等位变异组合在陕西境内不同麦区分布也不同:归属于北部冬麦区的检测小麦品种中,均携带单一显性等位变异Ppd-D1a;归属于黄淮冬麦区的小麦品种中,显性等位变异组合出现5种类型,即Vrn-D1、Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、 Vrn-D1/Ppd-D1a和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a,比例分别为1.2%、45.2%、13.1%、34.5%和6.0%;归属于长江中下游冬麦区的小麦品种中存在4种显性等位变异组合类型,即Ppd-D1a、Vrn-B1/Ppd-D1a、 Vrn-D1/Ppd-D1a和Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a,分别占45.2%、14.5%、37.1%和3.2%;归属于西南冬麦区的小麦品种中存在5种类型,分布比例次序为Ppd-D1a(36.3%)=Vrn-D1/Ppd-D1a(36.3%)＞Vrn-A1/Vrn-B1/Ppd-D1a(9.1%)=Vrn-A1/Vrn-D1/Ppd-D1a(9.1%)=Vrn-B1/Vrn-D1/Ppd-D1a(9.1%).这些信息为陕西选育广适性小麦品种提供了依据.     

134份四川小麦品种(系)的条锈病抗性评价

小麦条锈病是四川小麦生产中的第一大病害。为了系统掌握四川小麦品种和后备品系的条锈病抗性水平,给四川乃至全国小麦抗条锈病育种及品种的合理布局提供参考信息,利用7个条锈菌流行小种对134份四川审定品种和后备品系的苗期和成株期条锈病抗性进行鉴定。结果表明,四川小麦品种(系)在苗期对7个条锈菌小种CYR31、Su11-7、CYR29、Su11-4、CYR32、CYR33和V26(新致病类型)的抗性频率分别为92.4%、92.5%、89.3%、89.4%、87.3%、85.0%和82.8%;其中,76份品种(系)抗所有小种,占56.0%;此外,条锈菌新致病类型V26对四川小麦品种(系)的毒性已经超过当前的优势小种CYR32和CYR33。根据抗谱分析结果,将所有品种(系)分为四大类。其中,66.4%的品种(系)为全生育期抗性,17.9%为成株期抗性,9.7%表现为苗期抗性,6.0%表现为感病。表明四川小麦品种(系)整体抗性水平较高,但抗病类型相对单一。因此,需要进一步拓宽抗源,提高抗病基因的多样性;同时应逐步开展全生育期抗病基因和成株期抗病基因聚合育种,以提高品种抗病的持久性。