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。     

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。     

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。     

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。     

山西小麦品种和育种材料抗锈病、白粉病鉴定

2011—2015年,采用人工接菌方法,对25个育种单位的601份小麦品种和育种材料进行了小麦条锈病、叶锈病和白粉病的抗病性鉴定,筛选出对小麦条锈病抗性表现良好的品种材料36份,对小麦叶锈病抗性表现良好的品种材料16份,对小麦白粉病抗性表现良好的品种材料12份。     

远缘杂交后代转育的小麦抗源材料抗病及抗旱性研究

郑麦9023和豫麦66分别与野生二粒小麦和野燕麦远缘杂交后代进行杂交和回交,经过7代筛选、鉴定,获得了20个抗病性和农艺性状稳定的高代系。在陕西杨凌设置条锈菌流行小种（CYR32和CYR33）病圃,在甘肃天水设置自然发病圃对筛选的小麦高代系进行异地抗病性鉴定,同时对其进行分小种CYR32、CYR33、CYR31和CH42苗期鉴定;分别选用Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26等7个已知抗条锈病基因的分子标记进行基因检测;对高代系进行萌发干旱胁迫试验,从而对其抗旱性进行评价;并调查其农艺性状并进行评价。抗病、抗旱和农艺性状调查结果显示：参试的20个高代系中,符合抗病耐旱且农艺性状较好,可用于作为抗源亲本的高代系有8个分别是郑野-2、郑野-3、郑野-6、豫野-1、豫野-2、豫野-4、豫野-5、豫野-6。研究结果表明,在抗病、耐旱综合性状优良育种目标指导下,将郑麦9023和豫麦66作为基因累加的库容,利用系谱选择法,结合育种分子标记检测辅助选择,可不断对品种郑麦9023和豫麦66进行改良与创新;并且可依次对其抗病性、抗旱性、成熟期等农艺性状基因及来源不同的优良基因进行累加转育。     

217份一粒系小麦苗期抗条锈病鉴定及抗病基因检测

小麦条锈病是影响小麦生产的重要病害之一。发掘新的抗病基因, 培育新的抗病品种是防治小麦条锈病最经济有效的措施。一粒系小麦作为普通小麦的二级基因源, 蕴含了丰富的抗病资源。为了从一粒系小麦中发掘新抗病基因, 促进其利用, 本文对217份一粒系小麦材料进行了苗期抗条锈病鉴定和A基因组的部分抗条锈病基因检测。结果表明, 共有55份材料在苗期对CYR32表现抗病, 占25.35%;抗病基因分子标记检测显示, 携带Yr1、Yr34/Yr48、Yr69、Yr76抗性基因的材料分别有26、22、16、34份。共有4份表现高抗或免疫的材料同时携带2个抗性基因:2份材料携带Yr69和Yr34, 2份携带Yr1和Yr34。所有供试材料中均未检测到Yr17。此外, 有23份抗病材料未检测到以上抗病基因, 其中7份表现高抗及免疫, 可能携带其他已知或新的抗条锈病基因。本研究为一粒系小麦的利用提供了参考信息。     

以Taichung29为背景的小麦抗条锈病近等基因系转育进展

自1988年起,系统开展了以Taichung29为背景的小麦抗条锈病近等基因系转育及其基础性研究。采用回交法和系谱法相结合的转育方法,以春性品种Taichung29为轮回亲本作母本,分别与25个抗性供体即中国小麦条锈病菌鉴别寄主和国际上重要的抗条锈基因载体品种杂交、回交和自交。通过基因推导分析、单体分析和SSR标记技术检测目的基因,选育抗条锈近等基因系,现已获得重要进展,成功选育出8个以Taichung29为背景的抗条锈病单基因近等基因系,即Taichung29*6／Yr1、Taichung29*6／Yr2、Taichung29*6／Yr5、Taichung29*6／Yr7、Taichung29*6/Yr9、Taichung29*6／Yr10、Taichung29*6/YrSpP、Taichung29*6/YrKy2。另有9个组合转育获得343个抗性稳定株系,正检测其目的基因,3个组合转至BC₆F₃,自交纯合筛选抗性稳定株系,5个组合转至BC₅,继续回交转育。     

四川58个小麦品种苗期抗条锈基因推导及成株期抗性表现

为了解四川小麦品种所含抗条锈基因及其在田间的抗性表现,将29个毒性谱各异的小麦条锈菌鉴别菌株于苗期接种35个已知抗条锈基因载体品系和58份四川小麦品种（系）,通过抗病谱对比分析和各品种（系）系谱分析,推导了四川小麦品种（系）的抗条锈基因型。在田间,选用中国小麦条锈菌优势小种CY32、CY33、Su-4和对Yr10、Yr24和Yr26致病的贵农22致病类型田间突变株进行混合接种,在乳熟期对各品种（系）的抗条锈性进行了鉴定。结果显示,Yr2、Yr5、Yr7、Yr9、Yr10、Yr24、Yr27、YrSpp、YrAlba等9个基因以单基因或基因组合的形式存在于44个四川小麦品种（系）中。有6个品种（系）含有Yr9基因,10个品种（系）含有Yr10基因,11个品种（系）含有Yr24基因,其中1个同时含有Yr10和Yr24基因。23个品种（系）含有未知基因及其组合。共有19个小麦品种（系）成株期对包含上述混合菌种在内的田间流行菌系表现抗病,其中5个品种抗性受成株抗性基因控制。     

西藏小麦条锈菌群体结构与遗传多样性

为查明西藏小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici群体结构和遗传多样性,采用中国鉴别寄主和近等基因系鉴别寄主,以及竞争性等位基因特异性PCR-单核苷酸多态性（kompetitive al-lele specific PCR-single nucleotide polymorphism,KASP-SNP）分子标记对2017年采自西藏的150个小麦条锈菌菌系分别进行表型分析和基因型分析。表型分析结果显示,中国鉴别寄主将150个菌系区分为 12 个已知小种、6 个已知致病类型和 13 个未知致病类型,所有菌系均不能侵染中四和Triticum spelta album鉴别寄主。近等基因系鉴别寄主将150个菌系区分为88个毒性类型,这些毒性类型均不侵染携带抗性基因Yr5、Yr10或Yr15的品种。基因型分析结果显示,26对引物将150个菌系划分为73个基因型,表明西藏小麦条锈菌群体基因型丰富。基因流分析结果表明,波密县与洛扎县小麦条锈菌亚群体之间的基因流N_m最高,达5.86,米林县西部与波密县、洛扎县、巴宜县、米林县东部条锈菌亚群体之间的N_m较低,分别为0.25、0.34、0.42和0.67,表明西藏不同地区条锈菌群体之间基因交流强度差异较大。说明西藏作为我国小麦条锈病的独立流行区,条锈菌群体毒性结构复杂,遗传多样性高。     

100个小麦品种资源抗条锈性鉴定及重要抗条锈病基因的SSR检测

了解小麦品种资源对中国条锈菌生理小种的抗病性水平及其所含重要抗条锈病基因,可为合理种植和利用小麦品种提供理论依据。选用中国小麦条锈菌不同生理小种CYR17、CYR32、CYR33和V26及条锈菌混合小种分别对100个小麦品种资源进行苗期和成株期抗条锈性鉴定,并采用SSR分子标记技术检测重要抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr18、Yr24和Yr26。结果表明,在苗期对4个生理小种均表现抗病性的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种;在成株期表现抗病性的有‘Yeoman’、‘兰天1号’、‘小红麦’等88个品种;苗期和成株期均抗病的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种。SSR检测发现,‘贵农22’可能含有Yr5,‘兰天23号’、‘兰天24’号、‘中梁04260’和‘中梁04335’可能含有Yr10,‘Little Joss’和‘中梁5号’可能含有Yr15,‘清农3号’、‘兰天2号’、‘中梁04335’等19个品种可能含有Yr18,检测品种可能均不含Yr24和Yr26。在鉴定中保持稳定抗病性的‘Mos311’、‘兰天15号’等8个品种在抗病品种选育中有重要应用价值。     

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。     

湖北省小麦品种(系)对赤霉病、条锈病、白粉病和纹枯病的抗性评价

为了解湖北省小麦品种(系)的抗病性水平,对2001年以来湖北省审定的46个小麦品种和在湖北省进行区域试验的447份小麦品系进行赤霉病、条锈病、白粉病和纹枯病等4种主要病害的抗病性评价。结果表明:1)参试品系中有1份材料对赤霉病表现高抗,未发现对纹枯病表现高抗或免疫的材料;对赤霉病和纹枯病的平均抗性评价分值分别为14.30和3.49,介于中感和高感之间;对条锈病和白粉病的平均抗性评价分值分别为13.43和8.34,介于中抗和中感之间。2)审定品种的综合抗性水平不高,对条锈病的抗性评价分值为12.47,介于中抗和中感之间,对其他3种病害的抗性介于中感和高感之间;审定品种的单产呈增加趋势,株高在不断降低,生育期相应延长,综合抗病性也在增强。3)审定品种的综合抗病性与对条锈病抗性的相关系数最高,为0.738;对纹枯病的抗性与株高呈显著正相关,与单产呈显著负相关;对赤霉病的抗性与株高无显著相关。鉴于此,湖北省需加强抗病育种力度,同时应充分做好小麦病害的防控。     

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。     

小麦新品系YW243抗条锈性鉴定和遗传分析

 YW243是最近培育出的兼抗条锈病、白粉病和黄矮病的小麦新品系,本文对其条锈病抗性进行研究。小麦条锈菌苗期接种鉴定表明,YW243高抗CY29、CY30、CY31、CY32、CYSu-11等我国条锈菌流行小种。用26个来自世界各地的菌系接种进行基因推导,结果表明,YW243具有较宽的抗谱,试验中21个已知基因系,仅有Yr5的抗性与YW243相似,但YW243的系谱表明不含有Yr5基因,因此YW243很可能含有一个新的抗条锈病基因。用YW243和京771分别作为抗感亲本进行杂交,后代分离结果表明,YW243对条锈菌CY31的抗性由1个显性基因控制。分子标记初步研究表明,该基因与RAPD引物OPY08扩增出的1条特异DNA片段连锁。     

小麦抗源武汉2号和品冬34的抗条锈性遗传分析

为明确小麦品种武汉2号和品冬34对小麦条锈菌流行小种的抗病性及抗病遗传规律,用小麦条锈菌生理小种CYR29、CYR31、CYR32、CYR33以及致病类型Su11-4、Su11-5、Su11-11、PST-Ch42在苗期接种小麦品种武汉2号和品冬34进行抗病性鉴定,并用武汉2号和品冬34分别与感病亲本铭贤169进行杂交,对F₂群体和F_2：3家系在温室进行苗期遗传分析。结果表明：武汉2号对CYR29和CYR32表现感病,对其它小种和致病型均表现抗病,且对CYR31的抗性由1对隐性基因控制;品冬34对所测试的小种和致病类型均表现高抗,且对CYR32的抗性由1对显性基因控制。     

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。