甘肃陇南中梁系列冬小麦品种抗条锈病性分析及利用

种植抗病品种是防治小麦条锈最经济有效且有利于环境保护的措施。2016年-2018年,在甘肃陇南两个不同生态区甘谷和汪川试验点对8个中梁系列冬小麦品种‘中梁25号’～‘中梁32号’进行了成株期抗条锈性分析,并在温室进行了苗期抗条锈病性评价。成株期抗条锈性鉴定结果表明:‘中梁25号’～‘中梁28号’对接种及自然诱发的条锈菌单孢菌系及混合菌均表现感病;‘中梁29号’对条锈菌CYR32、CYR33、中4-1表现抗病,对条锈菌CYR34和G22-14表现中抗～中感;‘中梁30号’～‘中梁32号’对供试条锈菌单孢菌系及混合菌表现免疫到中抗。抗条锈病基因检测发现:‘中梁26号’和‘中梁27号’含有抗病基因Yr9,‘中梁29号’含有抗病基因Yr26,其余品种含有未知抗条锈病基因。同时对后CYR34时期供试品种在甘肃陇南的利用前景进行了讨论。     

成株抗性与全生育期抗性基因聚合培育抗条锈性小麦新品种

聚合成株期抗性基因和全生育期抗病基因是小麦条锈病菌源越夏区甘肃陇南小麦生产中重要的育种策略, 可以减轻致病性小种定向选择压力、兼顾苗期抗病性和成株抗病性及提高品种抗病持久性。本研究利用常规育种结合分子标记辅助选择, 以抗病品种‘兰天15号’‘兰天26号’和品系‘C69-17-13-14-15-6-1’作为抗病基因供体亲本, 聚合成株期抗性基因Yr30/Lr27/Sr2, 全生育期抗病基因Yr9、Yr37/Lr17/Sr38和YrZH84, 对杂交组合‘兰天26号’ב兰天15号’和‘C69-17-13-14-15-6-1’ב兰天26’的后代进行抗性鉴定与目标基因分子检测, 育成了适宜在条锈病越夏核心菌源区甘肃陇南山旱地推广种植的冬小麦新品种‘兰天132’(Yr9+Lr37/Yr17/Sr38+Yr30/Lr27/Sr2+YrZH84)和‘兰天196’(Yr9+Lr37/Yr17/Sr38+Yr30/Lr27/Sr2), 其苗期均对主要流行小种CYR33免疫, 对CYR34感病, 田间成株期对混合菌(CYR32、CYR33、CYR34、Gui22-1、ZS等重要流行小种)高抗至免疫, 并具有较好的抗旱性和丰产性。基因聚合新品种‘兰天132’和‘兰天196’有望成为我国条锈病西北越夏核心菌源区陇南小麦生产中持久抗性新品种。     

89份河北、山西小麦品种抗条锈性评价及抗条锈病基因检测

为明确北部麦区河北、山西育成品种对中国小麦条锈病的抗性水平及部分已定位抗条锈病基因的分布状况, 利用小麦条锈菌当前优势小种CYR32、CYR33和CYR34对89份来自河北、山西的小麦品种在温室进行苗期分小种抗性鉴定, 在小麦条锈病不同流行区甘肃清水、四川郫县、湖北荆州设置鉴定圃进行成株期抗性鉴定; 采用与部分已知基因紧密连锁的分子标记进行抗病基因检测。结果显示, 苗期仅‘长4640’‘晋麦91号’‘科农2009’3份品种对CYR32、CYR33和CYR34均表现抗性; 在甘肃清水、四川郫县、湖北荆州鉴定圃中抗病材料的比例分别为39.33%、24.72%和58.43%, ‘长4640’和‘晋麦91号’为全生育期抗性。通过6个已知抗条锈基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18 和Yr26 对89份小麦品种进行分子标记检测, 结果表明, 13份品种检测到Yr9标记, 2份检测到Yr18标记, 未检测到Yr5、Yr10、Yr15和Yr26。以上结果表明, 河北、山西小麦品种对越冬菌源基地的条锈菌的抗性水平很低, 同时成株期抗性基因的利用率低, 今后应加强对新抗病基因的利用, 育种过程中尽可能在不同流行区进行异地鉴定。     

小麦品种贵农22 抗条锈基因的遗传分析及分子标记

 贵农22 是由簇毛麦、硬粒小麦以及普通小麦杂交选育而成的普通小麦品种,其对我国目前所有已知条锈菌生理小种均表现高度抗病。为了明确其抗条锈性遗传基础,并对抗条锈基因进行分子作图,本研究选用条锈菌重要小种CYR29、CYR30、CYR32、CYR33 和Su11鄄11,对贵农22 与条锈病感病品种辉县红或铭贤169 杂交F2 代、BC1 F1 代、BC1 F2 代进行抗锈性遗传分析,并对贵农22 控制Su11鄄11 抗病性的1 对隐性基因进行SSR 标记。结果表明,贵农22 至少含有3 对抗条锈病基因。利用272 株贵农22 / 铭贤169 BC1 F2 群体筛选到2 个与贵农22 控制Su11鄄11 抗性的隐性基因连锁的SSR 标记Xwmc44 和Xcfa2147,遗传距离分别为5. 1 和7. 3 cM,并将抗病基因定位于小麦1BL 上,暂命名为YrGn22。基因来源、抗病性分析以及分子检测结果表明,YrGn22 不同于1BL 上的已知小麦抗条锈病基因Yr3、Yr9、Yr21 和Yr29,可能是1 个新基因。     

甘肃36个小麦生产品种抗叶锈病基因分析及成株期抗性评价

为明确甘肃省主要小麦品种可能含有的抗叶锈病基因状况,用来自甘肃不同地区的22个小麦叶锈菌生理小种,在苗期对测试品种进行抗叶锈基因推导,并对这些材料进行成株抗叶锈性鉴定。结果表明,在已知抗叶锈病基因中,Lr2B、Lr13、Lr16、Lr22A、Lr30和Lr14B等基因以单基因或基因组合的形式分别分布在‘灵选6号’‘会宁15’‘兰天37’‘陇鉴113’‘兰天151’‘兰天134’和‘兰天40’等7个小麦品种中。‘陇鉴111’‘兰天31’‘陇鉴9343’‘天选67’和‘天选65’等14个品种可能含有与供试已知基因不同的抗性基因,‘中梁35’‘陇鉴110’‘陇原931’和‘天选57’等15个小麦品种推导其不含有供试的抗叶锈病基因。成株期抗叶锈性鉴定表明:‘陇原931’‘陇鉴9343’‘天选57’‘天选67’‘兰天31’‘临麦22’‘兰天134’‘兰天151’‘陇鉴113’‘陇麦838’和‘中梁35’具有较好的成株期抗性,具有抗叶锈病应用潜力。     

中国小麦农家品种‘老白麦’抗条锈性遗传分析

小麦条锈病是小麦生产上重要的气传叶部病害。不断发掘和利用新抗源是持续控制条锈病流行危害的重要基础研究工作。‘老白麦’是我国小麦农家品种,对我国当前主要流行小种和致病类型均表现为高抗水平。本研究采用常规杂交分析方法,对‘老白麦’及其与感病品种‘Taichung 29’的杂交后代在成株期和苗期分别接种CYR32号小种和CYR33号小种,进行抗条锈性鉴定和统计分析。结果表明,‘老白麦’对CYR33号小种在苗期和成株期均表现近免疫,其全生育期抗条锈性由1对显性基因控制;对CYR32号小种在成株期表现近免疫,苗期表现高感,成株抗条锈性由1对显性基因控制,属细胞核遗传。研究结果表明‘老白麦’至少含有2对显性抗病基因,分别控制‘老白麦’对CYR33号小种的全生育期抗性和对CYR32号小种的成株抗性。基因推导分析认为‘老白麦’对CYR33的全生育期抗性基因可能为未知新基因。建议在抗病育种中加以有效合理利用,促进小麦品种中抗病基因多样化布局。     

中国小麦农家品种红锁条和白蚂蚱的抗条锈性遗传分析

为明确小麦农家品种所含抗条锈病基因组成及其抗病性和遗传特点,通过接种中国小麦条锈菌生理小种CYR31、CYR32和CYR33,对红锁条和白蚂蚱2个农家品种进行抗病性鉴定、基因推导及系谱分析和苗期抗病性遗传分析。结果显示,红锁条和白蚂蚱苗期均高抗3个流行小种CYR31、CYR32和CYR33,成株期高抗CYR32;红锁条和白蚂蚱均含有未知抗条锈病基因;红锁条对CYR31和CYR32的抗病性由2对隐性独立或重叠遗传基因控制,对CYR33的抗病性由1对隐性基因控制;白蚂蚱对CYR31的抗病性由2对显性互补基因控制,对CYR32的抗病性由1对显性基因控制,对CYR33的抗病性由2对隐性独立或重叠基因控制。农家品种红锁条和白蚂蚱含有抗条锈病基因,可以为抗病育种提供新抗源。     

中国小麦生产品种对条锈菌不同生理小种抗病性分析

小麦条锈病是严重威胁我国小麦安全生产的病害,抗病品种培育和利用是经济、安全、高效的防控策略.通过对来自全国不同麦区的115个小麦生产品种进行苗期和成株期抗条锈病分小种鉴定的结果显示,供试小麦品种对条锈菌流行小种的抗病性存在明显差异.其中,苗期对7个条锈菌生理小种均表现抗病的品种9个(占参试品种的7.8%),均表现感病的品种23个(占20.0%);对条锈菌生理小种CYR32、CYR33和V26均表现全生育期抗性的品种13个(占11.3%)、成株抗性品种5个(占4.3%)和慢锈性品种3个(占2.6%).表明当前我国小麦主产区品种整体抗条锈性水平仍较低,需大力加强小麦抗条锈病育种工作,并对不同麦区小麦品种合理布局问题进行了讨论.     

小麦持久抗条锈病品种Champlein的抗性遗传分析

小麦条锈病是小麦生产中最重要的病害,培育抗病品种是防治条锈病最经济、有效、安全的措施。‘Cham-plein’引自法国,对条锈菌生理小种表现良好持久抗性。为了明确其抗性遗传特点,以感病品种‘铭贤169’与其杂交、自交和回交获得了F1、F2、F3和BC1代,人工接种小麦条锈菌生理小种CY32,在温室和田间对‘Champlein’进行遗传分析。结果表明:苗期‘Champlein’对CY32的抗病性由1对显性基因控制;成株期‘Champlein’对CY32的抗病性由2对显性和1对隐性抗条锈病基因以互补方式控制;系谱分析表明基因可能来源于‘Vilmorin27’。     

四川省100个小麦品种(系)抗条锈病基因的 分子检测

 为了解四川省近年小麦生产品种和后备品种对条锈菌致病类型G22-83和流行小种CYR32、CYR33的抗性水平,明确已知的主要抗条锈基因在该地区小麦品种中分布状况,利用小麦条锈菌G22-83、CYR32和CYR33对四川省100个小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定;采用已知基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18 和Yr26的分子标记,对供试小麦材料进行抗性基因检测。结果表明,100个供试材料中,对CYR32 表现抗病的58份,占58%;对CYR33 表现抗病的63份,占63%;对G22表现抗病的43份,占43%;对CYR32、CYR33和G22均表现抗病性的品种(系)28个,占28%。供试小麦品种(系)中携带Yr9、Yr10、Yr15 和Yr26基因的材料分别有24份(24%)、9份(9%)、5份(5%)和26份(26%),所有供试品种(系)中未检测到Yr5和Yr18基因。     

陕西省115个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测

 为掌握陕西省主栽与后备小麦品种对我国条锈菌的抗性水平,明确其抗锈基因分布,本研究选用条锈菌流行小种CYR32和新毒性小种V26对115份陕西省主栽和后备小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定,并分别利用抗条锈病基因Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr10、Yr18和Yr26的紧密连锁分子标记对这115份材料进行了分子检测。结果表明,供试小麦品种(系)中,抗CYR32的有61份,占53.04%;抗V26的有84份,占73.04%;对2个小种均抗病的有50份,占43.48%。分子检测发现115份材料均不含有Yr10;可能携带Yr9基因的有41份,占35.65%;可能含有Yr5、Yr18和Yr26的材料分别为3份、3份和2份,占2.61%、2.61%和1.74%。因此,当前陕西省主栽与后备小麦品种(系)对CYR32和V26的抗性整体水平还有待进一步提高,Yr9分布频率较高,而Yr5、Yr10、Yr18和Yr26分布频率较低,建议在以后小麦育种中减少Yr9的使用,加强利用Yr5和Yr18与其他有效基因聚合培育持久抗条锈病品种。     

83份西农系小麦品种（系）抗性鉴定及抗病基因分子检测

为西北农林科技大学小麦新育成品种（系）在黄淮麦区的大面积推广,该研究对83份西农新育成的小麦品种（系）进行苗期抗条锈病和白粉病鉴定,成株期抗条锈病、白粉病、叶锈病和赤霉病鉴定,并在田间自然环境下对其抗性进行鉴定及对相关抗病基因进行分子检测。结果显示,在苗期人工接种鉴定中,有63、29和16份小麦品种（系）分别对条锈菌Puccinia striiformis f.sp.tritici生理小种CYR32、CYR33和CYR34表现出抗性,9份小麦品种（系）对3个条锈菌生理小种均表现出抗性;有10、3和0份小麦品种（系）分别对白粉菌Blumeria graminis f.sp.tritici生理小种E15、E09和A13表现出抗性。在成株期人工接种鉴定中,有23、15、28和62份小麦品种（系）分别对条锈病、白粉病、叶锈病和赤霉病表现出抗性。在83份小麦品种（系）中有6份在苗期和成株期均对小麦条锈病表现出抗性。在田间抗性鉴定中,有57、6、65和40份小麦品种（系）分别对条锈病、白粉病、赤霉病及叶锈病表现出抗性。在83份小麦品种（系）中,3份含有Yr5基因,22份含有Yr9基因,3份含有Yr17基因,2份含有Pm24基因,14份含有Lr1基因,所占比例分别为3.6%、26.5%、3.6%、2.4%和16.8%。     

中国特有的3个普通小麦亚种抗条锈病评价及其抗性基因分子检测

 西藏半野生小麦(Triticum aestivum ssp. tibetanum Shao)、云南铁壳麦(T. aestivum ssp. yunnanense King)和新疆稻麦(T. petropavloski Udats et Migusch)是我国特有的3个普通小麦亚种,它们具有特定的地理分布、明显不同于普通小麦的形态学特征,具有抗病、耐逆等优良性状,是可用于现代小麦品种生物和非生物胁迫改良的优异种质资源。本研究利用当前在我国流行频率高、毒性强的条锈菌生理小种和致病类群组成的混合菌对213份中国特有小麦种质(包括117份西藏半野生小麦、78份云南铁壳麦和18份新疆稻麦)进行苗期和成株期抗性表型鉴定,并利用与12个已知条锈病抗性基因(Yr)相关的分子标记进行分子检测。结果表明,共有18份中国特有小麦种质对混合生理小种表现苗期抗性,89份表现成株期抗性。进一步分析发现,成株期抗性种质主要来源于云南铁壳麦。结合系谱分析、抗性表型及条锈病抗病基因分子标记检测结果发现,2份中国特有小麦种质携带Yr18,所有种质均不携带Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr24/Yr26、Yr30、Yr41、Yr48、Yr65和Yr67等已知抗病基因。未检测到供试基因的抗性种质可能携带其他已知或新的条锈病抗性基因。该研究为进一步有效利用中国特有小麦亚种抗条锈病种质和发掘其抗性基因提供依据。     

中国不同春麦区小麦地方种质抗条锈病评价及抗性基因分析

为明确中国不同春麦区小麦地方种质对当前小麦生产上流行的条锈病菌Puccinia striiformis f.sp.tritic的抗性水平及其所含抗性基因，利用条锈病菌生理小种条中32（CYR32）和条中34（CYR34）及混合生理小种（致病类群）对来自5个春麦区的196份小麦地方种质进行苗期、成株期抗性鉴定，并通过6个已知条锈病抗性基因Yr9、Yr18、Yr26、Yr48、Yr65和Yr67对其所含重要抗性基因进行分子标记检测。结果显示，在苗期，有11份小麦地方种质对CYR32表现出抗性，有12份对CYR34表现出抗性，分别占供试种质总数的5.61%和6.12%；有6份对CYR32和CYR34均表现出抗性；在成株期，有59份小麦地方种质在5个田间诱导环境下表现出稳定的抗性。有119份小麦地方种质检测到含抗性基因，其中有3份携带Yr9，有50份携带Yr18，有43份携带Yr48，有54份携带Yr65，所有供试种质均未检测到Yr26和Yr67，抗性基因的组合分析发现，共有31份小麦地方种质携带4种抗性基因组合类型Yr9+Yr18、Yr18+Yr48、Yr18+Yr65和Yr48+Yr65。表明来自中国5个春麦区的小麦地方种质条锈病抗性表型呈多样性，且携带目前在小麦抗病育种和生产上有效的条锈病抗性基因（组合），建议加大对小麦地方种质的保护和应用力度。     

30个小麦新品系抗条锈病基因分析及成株期抗病性评价

 小麦条锈病是影响我国小麦生产的重要病害之一,利用抗病品种是控制小麦条锈病流行的最经济有效的措施。逐步澄清我国小麦品种抗病基因组成及特点是合理利用抗病品种的基础。     

西南地区小麦品种(系)抗条锈病基因多样性调查

为调查西南地区小麦条锈病抗性、抗病基因位点及其组合多样性,于2013—2014年对以西南地区为主的140份小麦品种(系)进行了成株期、苗期抗病性鉴定和抗病基因标记扫描。成株期鉴定结果显示,2013年贵阳、赫章试验点和2014年贵阳、绵阳试验点都表现为抗病的品种(系)共有50份,其中表现为全生育期抗性的有37份,表现为成株期抗性的有13份;5个抗病基因Yr9、Yr10、Yr15、Yr18、Yr26的分子标记检测结果显示,西南地区小麦Yr26的使用频率最高,为41.4%,Yr9次之为37.9%,Yr10、Yr15、Yr18使用频率较低;抗条锈病基因的组合分析显示,共出现16份基因聚合品种、7种组合类型,其中组合Yr9+Yr26出现频率较高,为5%。表明西南地区的小麦品种(系)以利用全生育期抗性为主,且抗条锈病基因利用较为单一,应发掘和利用新抗条锈病基因及重视多基因的聚合。     

小麦品系P81抗条锈性遗传分析

小麦条锈病是小麦生产中最重要的病害,培育抗病品种是防治条锈病的有效措施。小麦品系P81在苗期和成株期对当前流行的条锈菌小种条中30、31和32均表现免疫。以感病品种川麦28、Taichung29作母本,P81作父本通过杂交分别配制了F1、F2和BC1、BC2代,用人工接种方法研究P81及其杂交后代对条中32号的苗期抗性并进行了遗传分析;同时,将P81分别与含有抗条锈基因的Yr5、Yr10、Yr15、Yr26材料进行杂交配制F2,用条中32号小种对其F2进行抗感鉴定,确定抗性基因的等位性。结果表明,P81与川麦28、Taichung29杂交F1代植株对条锈菌条中32号小种表现出与P81相似的高抗,说明P81中的抗条锈基因为显性表达。根据P81与川麦28、Taichung29杂交的F2、BC1、BC2代植株的抗性分离情况及F1代植株及亲本的抗性表现,说明P81对条中32号的抗性由1对显性抗条锈病基因控制;用条中32号小种接种鉴定P81与已知抗锈基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr26构建的F2群体时均出现了感病植株,说明P81中的抗条锈病基因与Yr5、Yr10、Yr15、Yr26不相同;系谱分析表明,该基因来源于叙利亚普通小麦品系叙29。     

Evaluation of resistance of current wheat cultivars and breeding lines to stripe rust from three Gorges reservoir area

Nearly 100,000 ha in the Three Gorges Reservoir Area (TGRA) are in wheat production and the area is a junction where wheat stripe rust overwinters and causes epidemics the next spring; thus the area plays a pivotal role in wheat stripe rust epidemics in China. To better understand wheat resistance levels and the application of Yr genes in this area, 116 wheat cultivars (lines) were collected from the TGRA to investigate stripe rust resistance during the 2014–2016 cropping seasons. Seedling resistance evaluation results indicated that only nine accessions (7.8%) were immune or nearly immune to three predominant races of CYR32, CYR33 and PST-V26. In the field evaluation, 51 accessions (43.9%) showed adult-plant resistance, whereas 56 accessions (48.3%) were susceptible. The application of resistant sources focused on ineffective Yr9 (26.7%) and Yr17 (18.9%), and gradual ineffective Yr26 (34.5%), while effective Yr5, Yr10 and Yr15 were absent. Among them, 21 accessions (18.1%) were combined with two resistance genes. Both low resistance and more concentrated use of Yr genes indicated that this region faces a major risk for a wheat stripe rust epidemic. To improve the wheat resistance level in the TGRA, it is important to discover new all-stage resistance resources and diversify resistance resources for breeding.     

小麦材料PI31抗条锈性鉴定及其抗性基因SSR标记

 小麦材料PI31对我国当前流行的条锈菌小种条中30、31和32免疫;遗传分析表明,PI31携带一个显性抗条锈病基因。等位性测定显示,PI31所携带的抗条锈病基因与已知抗锈基因Yr5、Yr10和Yr15不等位。抗源系谱分析表明,该基因来源于叙利亚普通小麦品系叙18;故将此材料携带的抗条锈病基因暂定名为Yr-XU。利用分组分析(BSA)法,筛选到1个位于1 BS的SSR标记WM S11-193 bp片段与Yr-XU紧密连锁,将Yr-XU定位于小麦1BS上;对F₂分离群体142个单株分析结果表明,Yr-XU与WM S11-193 bp的遗传距离为2.1 cM,可将此标记用于小麦抗条锈病分子标记辅助育种。