普通小麦“兰考90(6)”品系对白粉病抗性的遗传研究

 普通小麦(Triticum aestivum L.)"兰考90(6)"系列品系是以六倍体小黑麦(X Triticosecale Wittmack;AABBRR)为白粉病抗源培育的新的小麦-黑麦1BL/1RS异易位系。这些品系高抗白粉病。小麦白粉病抗性基因推导试验证明,"豫麦66"携带的抗病基因与大多数已经报道的小麦抗白粉病基因不同。用白粉菌[Blumeria graminis (DC.) E. O. Speer f. sp. tritici]单孢堆分离物进行的遗传分析表明,"兰考90(6)"品系携带一个小种专化的隐性抗白粉病基因。对"中国春"和"兰考90(6)21-12"杂交F₂分离群体进行1RS染色体检测,结果证明该抗白粉病基因不在1RS染色体臂上。本研究为有效利用"兰考90(6)"系列品系中的抗白粉病基因提供了科学依据。     

一个小麦茉莉酮酸酯诱导蛋白基因的克隆和鉴定

 用基因芯片技术结合分池法(bulked segregating analysis,BSA)对参与小麦(Triticum aestivum L.)"兰考90(6)"抗白粉病反应或与抗病基因连锁的EST进行了分析。从"中国春"中克隆了一个与Ta-JA1高度相似的新的小麦茉莉酮酸酯诱导蛋白基因(GenBank登录号:EU035635),命名为Ta-JA2。Ta-JA2和Ta-JA1的cDNA序列有99%相同,编码304个氨基酸组成的多肽。Ta-JA2具有植物病原应答诱导蛋白-dirigent-类蛋白的典型保守功能域和jacalin-类植物血球凝集素的典型保守功能域。Ta-JA2主要在叶片和茎中表达,在根和幼穗中几乎不表达;在幼叶、壮叶和旗叶中的表达水平依次增强;在"中国春"和一个二粒小麦(Triticum dicoccoides)品系幼叶中的表达受白粉菌(Blumeria graminis f.sp.tritici)的诱导而增强;在"兰考90(6)21-12"叶片中的表达保持稳定而较高的水平。根据氨基酸序列的相似性建立了Ta-JA2类似蛋白的树形图,提供了植物中此类基因的进化信息。     

小麦新品系抗白粉病基因分析

 本文对6个小麦新品系所含的抗白粉病基因进行了遗传分析。将感病品种Liaochun10分别与SM 20121、SM 203390、SM 20125、SM 200332、SM 20126、SM 20005杂交和自交,并将这6个品系互配成半双列杂交组合。用小麦白粉菌15号小种的单孢堆菌系对各杂交组合的亲本、F₁、F₂代群体及F₃代家系进行了苗期抗病性鉴定。遗传分析表明,供试的6个品系对小麦白粉菌15号小种的抗性均由1对显性基因控制。等位性分析推断:SM 20121、SM 203390、SM 20125和SM 200332含有抗白粉病基因Pm12;SM 20126含有抗白粉病基因Pm21;SM 20005含有抗白粉病基因Pm16。建议将这6个品系作为优良抗病亲本利用。     

小麦农家种红蚰麦抗白粉病遗传分析及SSR分子标记

 为明确小麦农家种红蚰麦抗白粉病的遗传基础,对红蚰麦和豫麦13的杂交F₂代群体进行了遗传分析,结果表明红蚰麦携带1对显性的抗白粉病基因(暂命名为Pmhym)。利用SSR标记和F₂代分离群体分组分析法,将该基因定位在7B染色体的长臂上,与3个微卫星标记Xwmc232、Xgwm577和Xwmc526连锁,遗传距离分别是14.3、25.6和57.2cM。分子标记分析表明该基因不同于已有被定位在7BL上的Pm5系列复等位基因,因而推测Pmhym是1个新的抗白粉病基因。上述结果将为开展Pmhym基因的精细定位奠定基础。     

小麦抗白粉病基因Pm21 的抑制基因

 小麦-簇毛麦6VS. 6AL 易位染色体含有抗白粉病基因Pm21,在我国的小麦育种中被广泛应用。近年来,一些含有Pm21 基因的小麦品种(系)开始感染白粉病。为探索含Pm21 的品种(系)感染白粉病的原因,本研究在6VS. 6AL 易位系与小麦品系(种)R14 和川农12 的杂交后代中利用分子标记CINAU17-1086 和CINAU18-723 辅助选择的遗传背景相对简单的F7 和F8 近等基因系为材料,研究了小麦抗白粉病基因Pm21 的抗病性表达。结果发现,在3 个含有6VS. 6AL 易位染色体的感病F6 植株繁殖的F7 近等基因系中发生了白粉病抗性的分离,分离比率符合13 感病︰ 3 抗病的理论值。在随机选取的F7 感病小麦单株所繁殖的F8 近等基因系中,有7 / 13 的株系一致地重感白粉病,有6 / 13 的株系发生了抗白粉病的分离,其中2 / 13 的株系分离比符合3 感病︰ 1 抗病、4 / 13 的株系分离比符合13 感病︰ 3 抗病的分离模式。这一结果指出,小麦株系中的抗白粉病基因Pm21 的抗性表达受小麦基因组中的一对显性抑制基因所控制,该基因来源于小麦品种(系)川农12或R14,建议命名为SuPm21。本研究指出,在把外源基因引入小麦的研究中,有利的外源基因与不含抑制基因的受体遗传资源同等重要。     

欧洲小麦品种Mega抗条锈病基因的遗传分析及分子标记

 本研究表明欧洲小麦品种Mega对我国小麦条锈病重要流行小种CYR30、CYR31、CYR32、Su-4和Su-14在苗期都具有良好的抗病性。采用小麦条锈菌小种CYR30对Mega与感病小麦品种铭贤169杂交的F₁、F₂和BC₁代及双亲进行苗期抗病性遗传分析,结果表明,Mega对CYR30的抗性由1对显性基因独立控制。采用SSR标记技术对其携带的抗性基因进行分子标记,在237对SSR引物中,发现位于5BL上的2个SSR引物位点Barc232、Wmc640在双亲和抗、感池间能扩增出稳定的特异性片段,与抗病基因连锁的遗传距离分别是3.7cM和8.6cM,暂命名为YrMe。本研究结果为科学利用Mega抗条锈基因培育抗病品种提供了依据。     

小麦丙氨酸氨基转移酶基因TaAlaAT1的克隆及表达特征分析

 在已构建的受条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)诱导的小麦非亲和抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)文库中,筛选到1个与水稻丙氨酸氨基转移酶基因高度相似的表达序列标签(expressed sequence tag,EST),利用电子克隆与RT-PCR相结合的方法,从小麦中获得1个1563bp的cDNA序列,命名为TaAlaAT1。序列分析表明,TaAlaAT1包含1个完整的开放阅读框,长1440bp,推测编码479个氨基酸。该氨基酸序列具有氨基转移酶的保守特征,与水稻、葡萄、大豆、拟南芥、苜蓿等多种植物的丙氨酸氨基转移酶高度相似,其中与水稻的亲缘关系最近。半定量RT-PCR与实时定量PCR结果显示,TaAlaAT1在小麦与条锈菌互作的非亲和组合中总体呈上调表达,在亲和组合中呈下调表达,且在2个组合中的表达差异显著。推测TaAlaAT1参与了小麦对条锈菌的防御反应。     

4个冬小麦新品系抗白粉病基因的鉴定

 分别用含有已知抗白粉病基因Pm2、Pm4b、Pm6的品种和感病品种与作者培育的4个抗白粉病新品系杂交,在温室鉴定了亲本和F₂代幼苗对北京地区优势白粉病菌株E09号的反应,以确定它们含有的抗病基因。结果:CA9550含有2对有效抗病基因Pm2和Pm4b;CA9640、CA9641和CA9648均含有1对有效抗病基因Pm2。     

来自簇毛麦抗条锈病新基因的SSR标记

 用小麦条锈菌条中30号生理小种,对小麦抗病种质小麦-簇毛麦易位系V9128-1和铭贤169的杂交后代进行抗条锈性遗传分析,小麦-簇毛麦易位系V9128-1的抗病性符合1对显性抗条锈病基因控制。并根据F₂抗、感病单株分离比例组建抗感池,用SSR技术寻找与抗病基因连锁的分子标记。从121个SSR引物组合中筛选到2个与抗病基因YrV1(暂命名)紧密连锁的微卫星标记Xgwm566和Xgwm376,遗传距离分别为3.6和5.5cM;因此,该抗条锈病基因位于小麦3B染色体短臂上。这2个标记不仅能在小麦-簇毛麦易位系V9128-1中检测到,而且在抗病基因供体亲本簇毛麦中也能检测到。综合抗病基因来源和分子生物学试验结果,可以推断,YrV1很可能是1个来自簇毛麦并与已知抗条锈病基因不同的新基因。     

安徽省小麦白粉菌群体的毒性监测和分析

 为明确近年来安徽省小麦白粉病菌群体的毒性及其变化,利用41个鉴别寄主对安徽省2010、2015和2019年小麦白粉菌群体进行了毒性监测和分析。研究结果表明,病菌群体对抗性基因(组合)Pm3c、Pm5a、Pm7、Pm19、Pm3d、Pm17、Pm6、Pm1a、Pm3a、Pm3f、Pm8、Pm1+2+9和Pm3e的平均毒性频率大于70%,表明这些抗性基因或组合在安徽省小麦生产上已丧失抗性,不能在抗病育种中继续使用;对Pm12、Pm21、Pm16、Pm1c、Pm35、Pm13和Pm2+MLD的毒性频率小于20%,这些抗性基因(组合)仍具有良好的抗性,可在抗病育种中加以利用。安徽省小麦白粉菌毒性数据的主成分分析结果表明,2010、2015和2019年病菌群体毒性结构总体上可看成一个群体,但年份间病菌群体毒性结构具有一定的差异,应加强安徽省小麦白粉菌群体毒性的持续监测工作。研究结果对安徽省小麦白粉病的抗病育种及品种的合理布局具有指导意义。     

亚麻品系9801-1对白粉病的抗性遗传分析

 The genetics of resistance against powdery mildew in flax was analyzed. The F₁ plants from reciprocal cross of resistant materials 9801-1 and three susceptible cultivars ILONA, VENUS and DIANE were resistant to powdery mildew. The ratio of resistant and susceptible plants in F₂ generation fitted the excepted 3 to 1. It was postulated that 9801-1 carded a single dominant and resistant gene.     

Effects of cucumber genotype on the induction of resistance to powdery mildew, Sphaerotheca fuliginea, by 2, 6-dichloroisonicotinic acid

Conspicuous differences in inducibility of resistance to powdery mildew between susceptible and partially resistant cucumber cultivars were found when 2, 6-dichloroisonicotinic acid (INA) was used as a model substance. In the partially resistant cv. Flamingo, EC₅₀ was approximately 0·25 mg/1. In the susceptible cvs Corona and Lange Groene Gigant it was approximately 6mg/1. In greenhouse experiments with cv. Flamingo, powdery mildew could be well controlled with fortnightly applications in doses as low as 0·5 mg/1. The effect was highly cumulative.     

小麦抗白粉病基因Pm6的微卫星标记鉴定

 Wheat powdery mildew, caused by Blumeria graminis f. sp. tritici, is a prevalent disease worldwide. Breeding and planting resistance cultivars have been proved effective and environmental friendly for control of the disease. To develop easily used PCR-based markers in marker assisted selection (MAS) for Pm6, a dominant powdery mildew resistance gene in wheat, 25 microsatellite markers on chromosome 2BL in wheat were screened between susceptible parent Yumai13 and resistance parent Timgalen carrying Pm6. F₂ population derived from Yumai13 and Timgalen was further analyzed by the marker Xgwm501. The results indicated that Xgwm501 was a co-dominant marker linked to Pm6 gene at a distance of 14.8 cM. 29 Pm-carrying varieties were tested by the marker Xgwm501 and only those carrying Pm6 showed 117 bp resistance specific band. This marker is proved to have high practicability and can be used in MAS of Pm6 gene in wheat breeding programs.     

36个小麦审定和区试品种(系)的抗白粉病基因推导

明确我国当前小麦审定和区试品种含有的抗白粉病基因, 可为这些品种在小麦抗病育种中的应用及品种合理布局和轮换提供依据。本研究采用24个不同毒性的小麦白粉菌菌株对36个小麦审定和区试品种(系)进行抗白粉病基因推导, 参试品种(系)与46个已知抗病基因小麦品种(系)抗谱比较的结果表明, 11个小麦审定品种中有5个品种对所有供试白粉菌菌株表现抗性, 结合亲本溯源, 推测其中有3个品种可能携有Pm21基因; 另外6个审定品种中有5个品种可能含有抗病基因Pm2, 且其对应的亲本或亲本组合中含有抗病基因Pm2。25个区试品种(系)中有3个可能含有Pm21, 10个含有Pm2, 1个含有Pm2+6,2个含有Pm4b,1个含有Pm8。另外, 参试的36个品种(系)中还有9个品种(系)和已知基因品种抗谱存在一定差异。总体上, 推导出已知基因的品种以含有Pm2基因的品种最多, Pm21基因的品种次之, 建议在生产上加强对Pm21基因品种(系)特别是已审定的携有Pm21基因品种的推广和应用, 应该注意一些省份在育种和生产上应慎用或少用含Pm2基因的品种(系)。     

2009—2010年河南省小麦白粉菌群体毒性及其遗传多样性分析

利用40个鉴别寄主对河南省5个小麦产区的44个单孢子堆纯化分离的小麦白粉病菌进行毒性鉴定分析,并采用多基因家系法进行了遗传多样性分析。结果显示,供试群体对Pm8、Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3f、Pm3e、Pm5、Pm6、Pm7、Pm17、Pm19、Pm34等抗病基因的毒性频率分别达到90%以上,已不能再作为抗源利用;对Pm12、Pm16、Pm21、Pm18、Pm2、Pm2＋6、Pm2＋MLD、Pm5（Mli）、Pm23、Pm30、Pm4a等基因的毒性频率低于15%,仍可以在抗病育种中加以利用;河南省的小麦白粉病菌存在地理之间的差异,同时病菌在地区之间有自西南向东北/东方向的传播。表明省内群体中存在着丰富的遗传多样性。     

大麦品种对白粉病抗病性鉴定及抗源筛选

通过田间初筛和病圃复筛,对6515份国内外大麦品种进行了白粉病抗性鉴定。重点材料结合苗期、分蘖期鉴定和异地鉴定,筛选出免疫或高抗材料52份,慢白粉病抗性材料59份,并发现具有Mla、Mla6单基因和Mla Mlat、Mla Mlh Mlp多基因组合的国外已知抗病基因品种,在浙江舟山和福建莆田表现抗病。统计分析表明,二棱大麦抗病性较多棱大麦强;抗病品种发病较感病品种迟;抗性材料大多来自国外,英、德、瑞典、叙利亚、澳大利亚、墨西哥等国品种,筛出率较高。