小麦品种‘Waikea’抗条锈病基因的遗传分析

‘Waikea’是当前美国西北部地区大面积种植的小麦品种,研究证实该品种对中国条锈菌小种CYR31、CYR32及CYR33三种菌的混合菌苗期表现为感病,成株期表现免疫的抗性水平.采用苗期室内潜育期变温处理方法(常温昼15℃,夜10℃和高温昼24℃,夜18℃)对3个小种分别进行抗病性鉴定,明确其是否含有温敏微效基因,田间成株期抗性鉴定对其成株抗病基因进行遗传分析.结果表明‘Waikea’不含温敏微效抗病基因,至少含有一显一隐2对成株期主效抗病基因,以重叠或独立方式控制抗病性.美国西北部小麦品种‘Waikea’含有成株抗病基因,成株期对中国当前流行小种CYR33表现高抗,建议在抗病育种中加以充分利用.     

我国小麦叶锈菌鉴别寄主抗性基因的推导

 本研究用40个小麦叶锈菌的单孢培养物和21个已知Lr单基因系对我国新旧沿用的16个叶锈菌鉴别寄主的抗性基因进行了推导。结果指出这些鉴别寄主含有Lr1、3、13、14a和26等抗性基因。基因分析表明,原用鉴别寄主鉴定小种的结果不能反映抗性基因信息,建议用已知Lr基因系(品种)作为鉴别寄主,以基因鉴定代替小种鉴定,本文讨论了基因稳定的复杂性和选用鉴别寄主问题。     

我国小麦叶锈菌鉴别寄主抗性基因的推导

本研究用40个小麦叶锈菌的单孢培养物和21个已知Lr单基因系对我国新旧沿用的16个叶锈菌鉴别寄主的抗性基因进行了推导。结果指出这些鉴别寄主含有Lr1、3、13、14a和26等抗性基因。 基因分析表明,原用鉴别寄主鉴定小种的结果不能反映抗性基因信息,建议用已知Lr基因系(品种)作为鉴别寄主,以基因鉴定代替小种鉴定,本文讨论了基因稳定的复杂性和选用鉴别寄主问题。     

中国小麦条锈菌鉴别寄主丰产3号抗条锈性遗传分析

采用常温（昼17℃／夜10℃）和高温（昼24℃／夜15℃）两种温度处理，系统分析了丰产3号抗条锈性遗传基础及抗性特点。研究结果表明，丰产3号至少含有1显1隐2对主效和2对对温度敏感的隐性微效抗条锈基因。其中，2对主效基因互补控制对CY17的抗性，属核遗传；微效基因具有累加效应，高温诱导表达控制对CY26的抗性。当2对主效基因呈隐性纯合时控制0；-1^＋型，1对呈隐性纯合时控制2^--3型，而2对微效基因均呈杂合状态时侵染型为3^＋～4型。系谱分析初步确认，丰产3号控制对CY17抗性的1对显性主效基因来源于丹麦1号，另外1对隐性主效基因则由亲本6028提供。抗性基因等位性分析表明，控制丰产3号对CY17抗性的2对主效基因与Lovrin13（Yr9＋）、VPMI（Yr17）、抗引655（YrKy1，YrKy2）、水源11（YrSu）含有的主效抗条锈基因不同。将丰产3号2对主效抗条锈基因暂定名为YrFcJ和YrFc2。丰产3号作为中国小麦条锈菌鉴别寄主用于抗性鉴定时要严格控制鉴定温度，即不要连续8h超过18cc。     

甘肃陇南感病小檗在小麦条锈病发生中起提供(初始)菌源作用的直接证据

 陇南是中国小麦条锈菌易变区、小麦条锈病的常发流行区和防治的关键地区。明确陇南小麦条锈菌转主寄主小檗在小麦条锈病发生中的作用,对阐释该地区小麦条锈菌新小种产生的来源和指导小麦条锈病的综合防控具有重要意义。本研究从陇南春季自然受锈菌侵染的堆花小檗及其邻近的小麦上分离获得小麦条锈菌菌系,19个来自发病小檗的单夏孢子堆菌系在中国小麦条锈菌鉴别寄主上产生5个不同毒力类型VP1~VP5,均为新小种;在近等基因系和载体品种组成的鉴别寄主上产生17个不同毒力类型。29个来自邻近发病小檗的小麦上条锈菌菌系在中国小麦条锈菌鉴别寄主上产生了10个不同的毒力类型VP1~VP10,均为新小种;在近等基因系和载体品种组成的鉴别寄主上产生了24个不同的毒力类型。两个小麦条锈菌群体享有共同的毒力类型VP1~VP5,同时来自发病小檗上菌系的一些毒力类型不同于小麦上的毒力类型。主坐标分析(PCoA)和毒性表型聚类分析表明来自于自然受锈菌侵染小檗及其邻近小麦上的小麦条锈菌存在菌源交流。综合研究表明在自然条件下,陇南小麦条锈菌在野生感病小檗上进行有性生殖是常年发生的,感病小檗在新小种产生和在陇南小麦条锈病的发生中起提供菌源的作用。因此,在陇南小麦条锈病的综合治理策略上加强对小檗的处理,降低新小种产生速率和品种抗性丧失速率,从而延长品种使用年限,同时减少新小种向东部广大麦区传播,保障小麦生产安全。     

中国小麦条锈菌鉴别寄主维尔抗条锈性遗传分析

小麦品种维尔是中国小麦条锈菌重要鉴别寄主.将该品种分别与完全感病品种铭贤169和其它抗病品种杂交,获得各组合的F1、BC1和F2代群体及部分F3家系.在温室对各组合亲本及F1、BC1和F2代群体进行了苗期抗性鉴定.结果表明,维尔对CY17和CY23菌系的抗性由1对主效隐性基因控制.等位性分析表明,维尔中抗CY17和CY23菌系的基因与Triticum spelta album中的1对抗性基因等位或紧密连锁,将其命名为YrVirl.而维尔对Su-1的抗性则由1对显性基因控制,将其命名YrVir2.同时采用CY17和CY23菌系对铭贤169/维尔组合的48个F3家系进行了苗期抗性鉴定,根据平均抗性指数和样本方差将这些家系分为3组,卡方测验证明了维尔对上述两菌系的抗性由1对主效基因控制,同时还可能受微效基因的影响.     

小麦条锈菌鉴别寄主和小种命名现状

 中国是世界上小麦条锈病最大的流行区之一,也是限制中国小麦生产的最严重病害之一,特别是当条件适于其发生时会造成巨大的产量损失.小麦条锈菌小种生理专化性研究及小种监测是掌握小麦条锈菌及其毒性变化动态、抗病基因有效性及病害流行预测预报的重要依据,是治理由此病原菌引起的小麦条锈病的基本环节之一.由于地域、条锈菌群体结构、研究水平和历史等的差异,目前国际上不同国家和地区采用相应的小麦条锈菌鉴别寄主和小种命名方法.中国、美国和印度均使用了各自不同的小麦条锈菌鉴别寄主,并采用了相应的小种命名体系,例如从1957至2002年,中国利用10多个鉴别寄主已鉴定和命名了32个小种和30多个致病类型,美国利用10多个鉴别寄主已鉴定和命名了80个小种;另一类是采用1972年Johnson提出的二进制国际小种命名法,这种体系包括了国际鉴别寄主和欧洲鉴别寄主,象一套鉴别寄主被整体使用,欧洲、中东、亚洲、非洲和南美国家及澳大利亚和新西兰均采用此体系监测小麦条锈菌变化,是一套被最为广泛接受和使用的小麦条锈菌小种鉴别方法和命名系统,但随着研究深入和各国实际情况差异等原因,不同研究人员加入了不同的辅助鉴别寄主,以更能准确和实际地反映本国和地区的现实情况,为生产服务,本文对此现状进行了分析和比较.由于此病菌具有长距离气传和扩散的特点(地区间、国家间和洲际间),因而也讨论了未来小麦条锈菌鉴别寄主组成、小种命名方法和研究结果的交流和比较等实际问题.     

持久抗条锈小麦品种抗病性特点分析

利用我国１５个小麦条锈菌主要流行小种和致病类型，测定了国内外７个持久抗条锈小麦品种的抗病性。结果表明，尽管不同持久抗病品种苗期抗病谱有很大差异，但成株期对许多供试菌系均表现有效抗性。抗病温度敏感性试验显示，随着培养温度由低温、常温向高温提高，持久抗性品种抗性逐渐增强，表现为反应型和严重度降低。抗病基因分析表明，持久抗病品种不仅含有温敏型微效抗病基因，而且含有成株抗病基因，它们共同对品种持久抗条锈性起作用     

小麦抗条锈病近等基因系Taichung29*6/Strubes Dickkopf抗病主效基因的单体分析

小麦品种Strubes Dickkopf是小麦条锈菌国际鉴别寄主,通过对以其为基因供体与完全感病品种Taichung29杂交转育而成的近等基因品系Taichung29*6/Strubes Dickkopf的单体分析,检测和定位Taichung29*6/Strubes Dickkopf中所含的抗条锈病主效基因,并明确其抗性特点。结果表明,Taichung29*6/Strubes Dickkopf对CY26小种的抗性由1对显性主效抗条锈基因所控制,定位在4B染色体上,暂定名为YrSD。同时说明Strubes Dickkopf中含有与Yr25不同的新的抗条锈病基因YrSD。     

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。     

1985~1990年我国小麦条锈菌生理专化研究

 本文报道了1985~1990年对我国小麦条锈菌8446个标样的监测结果。对发现的条中29号和洛13、洛10类群等进行了广泛研究。反映了这一时期我国条锈菌的变化,1988年前条中25号仍居首位,出现频率在19.3~27.5%,其次为23号(15.1~18.4%),26号(10.9~17.3%);1988年起,条中29号跃居为优势(28.0%),1989和1990年达40.3%和30.8%,25、23和26号等小种均下降到4%以下,进入了以29和28号为代表的洛13和洛10类群为主体的阶段。对条锈病流行和抗锈育种产生了重要影响。     

小麦条锈菌国际鉴别寄主Lee对中国条锈菌系CY23的抗性遗传分析

采用常规杂交方法,以国际小麦条锈菌鉴别寄主Lee与感病品种铭贤169杂交、自交、测交,获正、反交的F1、F2和BC1代。根据条锈菌小种的毒性谱,选用CY23单孢菌系,对其双亲及其杂交后代进行苗期抗性鉴定和统计分析,明确抗性基因数目、显隐性、互作方式和抗性特点。结果表明,在正交情况下,Lee对CY23菌系的抗性由1对显性基因和1对隐性基因互补控制,反交情况下也由1对显性基因和1对隐性基因互补控制,正反交分析结果一致,说明Lee对CY23的抗性属核遗传,由1对显性基因和1对隐性基因互补控制。通过对CY23毒性分析和对Yr7、Yr22和Yr23遗传特点研究,表明Lee对CY23抗性的1对显性基因和1对隐性基因分别为Yr7和Yr23,两者互补控制对CY23的抗性。在抗性鉴定中可用CY23区别Yr22与Yr23,并作为标准菌系用于基因推导分析。     

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。     

1975-1984年我国小麦条锈菌生理专化研究

 本文报道了我国小麦条锈菌生理小种鉴定协作组1975-1984年鉴定的9254个标样的结果,对发现的条中21-28号等小种进行了广泛研究,反映了我国小麦条锈菌的发展、变化及其与品种布局的关系,七十年代初的优势小种条中17号和18号急骤下降,出现频率分别由1975年的43.37%和20.78%下降到1977年的7.66和1.81%,而19号小种群则由1975年的15.06%上升到81.05%。进一步研究后将19号小种群中在鉴别寄主Trigo Eureka,丹麦1号,维尔和南大2419上有稳定的致病力差异的类型分别定名为条中23号、24号、25号和26号。其中25号于1981年在全国范围内上升为优势小种,1981-1984年出现频率达31.25-44.21%,其次是23号(12.48-27.58)和26号(5.84-24.64%)。新近发现的条中28号对当前作为抗原利用最广泛的洛夫林10等"洛类"品种有很强的致病力,是当前抗病育种的主要目标。本文还总结了我国小麦条锈菌传播,扩展的规律。这些对进一步提高我国小麦条锈病的研究和防治水平有重要意义。     

以铭贤169为遗传背景的小麦抗条锈病基因YrJu4的单基因近等基因系构建

条锈病是我国小麦种植区域重要的流行病害之一。病原菌群体中流行小种改变常导致抗病品种"丧失"抗锈性。构建单基因近等基因系对于抗条锈病基因鉴定分析、病原菌小种毒性变异监测具有重要的意义。本研究以高感病冬麦品种铭贤169为遗传背景、尤皮Ⅱ号为抗条锈病基因供体转育构建单基因近等基因系。采用基因推导并结合遗传分析方法,明确铭贤169*6/尤皮Ⅱ号的近等基因株系N27和N36所含抗条锈病基因的个数,并利用与YrJu4紧密连锁的SSR分子标记对鉴定株系进行分子检测。基因推导分析结果表明,N27和N36近等基因株系可能含有YrJu3或YrJu4,或YrJu3+YrJu4。用菌系CY17和CY26对利用N27和N36株系构建的群体进行遗传分析,发现这两个株系对CY17和CY26的抗性都是受1对显性基因控制。分子标记检测结果表明,N27和N36株系都可扩增出与来源于抗性基因供体尤皮Ⅱ号的YrJu4相同的型带。因此,来源于小麦条锈菌鉴别品种尤皮Ⅱ号的抗病基因YrJu4已成功转育到轮回亲本冬麦品种铭贤169中,N27和N36株系是以铭贤169为遗传背景的YrJu4的单基因近等基因系,即铭贤169*6/YrJu4。     

小麦条锈菌鉴别寄主抗引655抗条锈性遗传分析

小麦品种抗引655是中国小麦条锈菌重要鉴别寄主。将该品种分别与完全感病品种铭贤169及其它抗病品种杂交，获各组合的F1、BC1和F2代群体。在温室对各组舍亲本及F1、BC1和F2代群体进行了苗期抗性鉴定。结果表明，抗引655对CY29菌系的抗性由2对显性抗条锈基因互补控制，对CY31和Su-1的抗性由1对显性基因控制。等位性分析表明，抗引655中抗CY29、CY31和Su-1的基因与Triticum speha album中的1对基因等位或紧密连锁。故而判定抗引655中除含有YrI外，还含有2对抗条锈基因，暂定名为YrKy1和YrKy2；YrKy1只抗CY29，YrKy2同时抗CY31和Su-1。系谱分析表明，抗引655中的抗条锈基因极有可能来自前苏联地方品种选育而成的旱熟36。     

小麦品种C591的抗条锈性遗传分析

C591是原产于印度的普通小麦品种,苗期和成株期均对中国小麦生产上流行的条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)主要生理小种表现良好抗性。本文以感病品种Taichung29作母本、C591作父本通过杂交制备了F₁代、F₂代和BC₁代种子,用人工接种方法研究了C591及其杂交后代对小麦条锈菌不同生理小种的苗期抗性并进行了遗传分析。结果显示,C591与Taichung29杂交F₁代植株对小麦条锈菌条中19号、条中29号和条中32号小种均表现出与C591相似的高抗,说明C591中的抗条锈基因主要为显性表达。根据杂交F₂代、BC₁代植株的抗性分离情况和F1代植株及亲本的抗性表现,说明C591中至少具有3对抗条锈基因,针对条锈菌不同的生理小种其有效性是不同的。对条中32号小种的抗性受1对显性基因控制,对条中29号小种的抗性受1对显性基因和2对隐性基因的独立控制,对条中19号小种的抗性受2对显性基因独立控制。结果表明,C591作为抗源在我国小麦抗锈育种中具有较大应用价值。     

中国小麦条锈菌条中32号的命名及其特性

条中32号(原Hybrid46致病类型3，简称HY-3)是1991年首次在青海湟中的小麦品种红阿勃上采集到的。从其毒性基因谱、对生产品种的致病范围和近年来的出现频率衡量，预测其在以后一段时间内仍将是我国的主要优势小种之一，2002年经全国条锈菌生理小种监测协作组研究决定把HY-3命名为条中32号。条中32号小种的出现和近年来的持续发展对我国小麦条锈病发生和流行及抗病育种产生重要影响，将增加我国条锈病流行潜力并对生产构成一定威胁。今后应对其动态进行连续监测，并研究应对措施，如开展抗病预见育种、病害流行预测预报和防治等，综合治理其危害。