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。     

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％.     

陕西省小麦白粉菌毒性结构及主栽小麦品种抗性基因的初步分析

为了解陕西省小麦白粉病菌毒性结构以及主栽小麦品种的抗白粉病基因状况,分别从关中和陕南地区的23个市、县采集白粉病标样,利用32个已知抗病基因品种(系)进行苗期毒力频率测定.同时在6个不同生态区对已知抗病基因品种的成株期抗病性进行了监测.结果表明,V1、V2、V3a、V3b、V3c、V3d、V3f、V5、V6、V8、V17、V2+Ta、V4+8、V1+2+19、V"Era"苗期毒力频率均在60%以上,成株期Pm3d、Pm5、Pm"Era"、Pm7、Pm21、Pm4+8在2个生态区表现感病.由此推断,陕西省优势毒性基因谱为V3d、V5、V"Era"、V4+8.已知抗白粉病基因Pm13、Pm2+Mld、Pm4b+Mli、Pm"XBD"成株期在不同生态区均表现抗病,且苗期毒力频率很低,应在小麦抗病育种中加以有效利用.陕西省主栽小麦品种抗病基因初步分析结果表明,武农148、远丰175、远丰139可能分别含有Pm8、Pm21、Pm17等抗病基因,其他6个品种抗病基因尚不明确.     

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。     

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。     

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 .     

部分小麦农家品种抗白粉病基因推导与遗传多样性分析

为给小麦农家品种抗白病遗传研究及育种应用提供依据,采用21个小麦白粉茵已知毒性茵株和30个鉴别寄主对18个小麦农家品种进行苗期接种鉴定.对品种所携带的抗白粉病基因进行推导;选取11对与7B染色体上抗白粉病基因紧密连锁的SSR标记,对小麦农家品种抗白粉病基因遗传多样性进行分析.结果表明.除小白冬麦和唐麦4号、白蚰蜒条和芒麦-1抗谱相同外,其余农家品种抗谱都不尽相同.微卫星引物PIC值最高为0.78,最低0.19,平均0.61.根据各品种的指纹图谱,利用UPGMA方法进行聚类分析,品种间的遗传相似系数范围为0.72～1.OO,所有参试品种在遗传相似系数0.735处被划分为3类,其中,蚂蚱麦和笨三月黄,白蚰蜒条、有芒瞎八斗、芒麦-1、小白冬麦和鉴别寄主复壮30.蝼蛄腚、霸王鞭和红秃头带型完全一致,遗传相似系数为1.00.由此可见,小麦农家品种中抗白粉病基因存在着较为丰富的等位变异,在7B染色体长臂末端区域上可能存在更多的Pm5复等位基因或与其紧密连锁的抗白粉病基因簇.     

小麦抗白粉病的遗传改良及多系品系的配制

为了培育抗白粉病的综合性状优良的小麦品种,采用滚动回交与遗传标记相结合的方法,排除了供体亲本中的不良性状,把抗白粉病基因Pm4α、Pm2、Pm6、Pm21以及Compton的慢白粉病性等转入综合性状较好的轮回亲本背景,与背景材料的丰产、早熟、优质、抗病等数量性状相结合,育成了一系列优良的近等基因系,其中扬麦10号、11号、12号等已经通过品种审定,在生产上大面积推广。同时构建了抗白粉病多系品系。并提出了把一系列重要农艺性状象转育Pm基因一样转育成综合丰产性好的近等基因系,然后在它们之间进行逐一回交,以构建聚合育种体系的构想。     

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。     

西南地区小麦种质资源白粉病抗性的全基因组关联分析

为了有效利用我国西南地区小麦抗白粉病种质资源,于2012―2013年在贵州贵阳、贵州赫章和四川绵阳以及2013―2014年在贵州贵阳对主要来自西南地区的120个小麦品种(系)进行了白粉病抗性鉴定,并利用小麦90K芯片进行全基因组关联分析。抗病性鉴定结果显示,36个品种(系)在四个环境下均表现出抗性,其中大部分品种(系)来自贵州省。全基因组关联分析发现,16个SNP位点与白粉病抗性显著相关,分别位于1A、1D、2A、3A、4B、5B、6A、6D和7B染色体上,其中位于6AS染色体重要区段上的3个SNP位点(Jagger_c4823_169、Tdurum_contig55201_928和Tdurum_contig12215.89)的遗传距离小于1cM,在四个环境中均与白粉病抗性显著相关。相关分析表明,这3个SNP位点与 Pm21分子标记(SCAR1265)紧密连锁。     

Additive genes in wheat for resistance to stripe (yellow) rust (Puccinia striiformis Westend.)

Forty-nine lines of wheat (F₆ generation) containing minor additive genes conditioning resistance to stripe (yellow) rust (Puccinia striiformis Westend.) were evaluated to several virulence types (physiologic races) of the pathogen obtained from the USA and Europe. All wheat lines showed some level of resistance to all virulence types of P. striiformis but there were differences in level of resistance between crosses and between lines within a particular cross. Generally, all lines expressed the most resistance at the seedling stage when grown at higher temperatures (15°C during the dark period; 25°C during the light period) than at 2°C (dark period) and 20°C (light period). Lines with more resistance genes showed the most resistance, and this resistance was least sensitive to temperature change. Mature plants in the field had levels of resistance equal to, or greater than, those of their seedling counterparts. One parent of each cross evaluated was either a commercial cultivar or an advanced wheat selection, and was rated as susceptible. In many cases, these susceptible parents contributed to resistance in the progeny and thus the progeny showed transgressive segregation for resistance. Some parent cultivars, which were completely susceptible as seedlings and moderately resistant as mature plants, also contributed to seedling resistance in the progeny when combined with parents known to contain minor additive genes for resistance to P. striiformis. The advantages of using minor additive genes are discussed in relation to the control of stripe rust of wheat and to crop protection generally.     

153份四川小麦主推品种和后备品系抗病基因的分子检测

为了解四川现有主栽小麦品种的抗病现状,发现并推广多抗性小麦品种,选用四川省153份小麦主要推广品种和后备品系,采用条锈菌接种诱发鉴定的方法于2018—2019和2019—2020年度进行条锈病成株期抗性鉴定与分析,同时利用已知抗病基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18、Yr26、Pm21和Fhb1的分子标记分别对其进行抗条锈病、赤霉病和白粉病基因检测。结果显示,在153份供试小麦材料的条锈病成株期抗性鉴定中,两年度均表现为抗病的材料有122份,占供试材料的79.7%。分子标记检测结果表明,可能携带抗条锈病基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26的小麦材料分别有12、25、77、12、4和90份,分别占供试材料的7.8%、16.3%、50.3%、7.8%、2.6%和58.8%;可能携带抗白粉病基因Pm21的小麦材料有40份,占供试材料的26.1%;可能携带抗赤霉病基因Fhb1的小麦材料有12份,占供试材料的7.8%;有15份抗病材料未检测到本研究所测基因。     

小麦四个多效抗病基因的分子检测

锈病和白粉病是小麦的主要病害,目前小麦中已发现的多效抗病基因有四个,包括 Lr34/ Yr18/ Pm38/ Sr57、 Lr27/ Yr30/ Sr2、 Lr46/ Yr29/ Pm39/ Sr58和 Lr67/ Yr46/ Pm46/ Sr55,这些基因在我国的利用程度不高。为了明确这4个多效抗病基因用于育种的情况,本研究对来自世界各国的367个小麦品种(系)进行了分子标记检测。在所有检测的材料中,有174份材料至少携带1个多效抗病基因,其中携带 Lr34的有23份,携带 Sr2的有12份,携带 Lr46的有138份,携带 Lr67的仅有对照品种;有8份材料携带2个基因,分别是郑麦9023、西农1376、德抗961、Pavon76、TX03A0148、lasen、MV LAURA和Mason/Jagger;仅有Aca 801携带3个基因。     

天选系列冬小麦品种抗条锈性分析

天选系列冬小麦品种是陇南麦区最重要的冬小麦品种之一,具有抗条锈性强、丰产性好的特点,为陇南小麦条锈病的持续控制发挥了重要作用。为明确13个天选系列冬小麦品种抗条锈性及其所含抗条锈病基因,选用26个国内外条锈菌单孢菌系对其进行苗期、成株期抗病性鉴定,并结合系谱分析进行了基因推导。结果发现,在苗期,天选44号、天选46号和天选50号的抗性谱与已知基因载体品种洛夫林13基本一致,可能含有Yr9及未知抗条锈病基因;天选43号、天选48号和天选51号的抗性谱与已知基因载体品种Moro一致,可能含有Yr10+Yrmor;天选52号、天选53号和天选55号的抗性谱与Line R55基本一致,可能含有Yr26,其余品种抗性谱与已知基因载体品种不一致,初步推测含有未知抗条锈病基因。天选43号、天选44号、天选46号、天选48号、天选50号、天选51号、天选52号、天选53号和天选55号对条锈菌新菌系G22-9和G22-14表现感病,对其余供试小种(菌系)表现抗病;天选47号和天选49号对CYr33、G22-9和G22-14表现感病;天选45号和天选54号对所有供试小种(菌系)均表现抗病。在甘肃省不同生态区的7个试验点进行成株期抗条锈性评价,发现除天选44号、天选45号和天选54号表现抗病外,其余品种均表现感病。