白粉菌(Erysiphe graminis)侵染诱导表达的小麦糖苷水解酶基因TaGlc2的克隆与鉴定

真菌病害是世界小麦生产中的最重要的病害之一。目前,在小麦中已经鉴定出一批小麦病菌侵染诱导基因,包括病程相关基因和抗真菌水解酶基因（葡聚糖酶基因和几丁质酶基因）。最近的研究表明,植物1,3-β-葡聚糖酶参与对真菌侵染的防卫。本研究从小麦cDNA文库中克隆出一个编码小麦1,3-β-葡聚糖酶的新基因,命名为 TaGlc2。该基因编码的氨基酸序列与糖苷水解酶基因家族17高度同源。采用实时定量PCR分析方法对TaGlc2基因在白粉菌侵染(Erysiphe graminis)后小麦叶片中的表达模式进行研究,发现TaGlc2基因在白粉菌侵染6 h后表达明显增强,至24 h达到峰值,说明该基因受白粉菌侵染诱导表达。还获得了TaGlc2基因5'上游调控区序列,发现存在与病菌侵染响应有关的顺式元件。小麦TaGlc2基因在小麦白粉病抗性上可能具有重要作用。     

来自野生二粒小麦IW3和IW10的两个白粉病基因的鉴定及SSR标记定位

野生二粒小麦(Triticum dicoccoides)是小麦抗病育种的重要资源库之一。来自以色列Mount Hermon的野生二粒小麦材料IW3 和IW10对我国小麦白粉病菌生理小种E09表现高抗。对硬粒小麦Langdon与IW3和IW10两个杂交组合F₂分离群体和F₃家系的遗传分析表明,IW3和IW10对小麦白粉菌E09的抗性均受显性单基因控制,暂被命名为MlIW3和MlIW10。采用BSA法和SSR标记分析,筛选到与抗白粉病基因MlIW3和MlIW10连锁的5个SSR标记,这两个基因均位于Xbarc84和Xwmc326之间,顺序为Xbarc84–4.6 cM–MlIW3–1.6 cM–Xwmc326和Xbarc84–6.6 cM–MlIW10–0.6 cM–Xwmc326。根据SSR分子标记的遗传图谱和在中国春的缺体—四体、双端体和缺失系的定位结果,这两个抗白粉病基因被定位在3BL染色体的末端。根据MlIW3和MlIW10的来源和分子标记定位结果,推断这两个基因可能是小麦抗白粉病基因Pm41或其等位基因或位于同一个基因簇中。     

普通小麦品种Brock抗白粉病基因分子标记定位

为明确利用Brock转育成的小麦抗白粉病品系3B529(京411*7//农大015/Brock, F₆)抗性的遗传基础,将高感白粉病小麦品系薛早和3B529杂交,获得F₁代、F₂分离群体和F_2:3家系。抗病性鉴定和遗传分析结果表明,3B529对E09小种的抗性受1对显性基因控制,暂被定名为MlBrock。利用BSA和分子标记分析,获得了与MlBrock连锁的3个SSR标记Xcfd81、Xcfd78、Xgwm159和2个SCAR标记SCAR203和SCAR112,根据SSR和SCAR标记在中国春缺体四体、双端体和缺失系的定位结果,将MlBrock定位在小麦染色体臂5DS Bin 0~0.63区间上。MlBrock与Xcfd81和SCAR203共分离,与SCAR112的遗传距离为0.5 cM。这些分子标记的建立有利于今后Brock抗白粉病基因分子标记辅助选择和基因聚合。综合抗白粉病基因MlBrock的染色体定位和抗谱分析结果,推测MlBrock很可能是Pm2基因。     

小麦抗白粉病基因Pm13的RAPD标记

以近等基因系 R4A(含抗白粉病基因 Pm13)和中国春(CS)为材料,用 RAPD 技术从100个随机引物中筛选出2个具多态性的引物。片段 OPV09-1140只在 R4A 中出现,可能与 Pm13连锁;而片段OPR10-2790仅在 CS 中出现,应当是外源遗传物质替换或插入的部位。本文还对 RAPD 技术进行了探索,证明用不同时期植物材料的 DNA 作模板所得扩增带谱基本上是一致的。     

小麦条锈病抗源S2199抗病基因分子标记及其与Yr5的关系

选用含有小麦条锈病抗源S2199的杂交组合（3338/14119//S2199）F4/2^＊陕354F2代519个单株和其F3家系对S2199抗条锈病基因进行遗传分析和分子标记定位。结果表明,来自条锈病抗源S2199的条锈病抗性为显性单基因控制,暂命名该基因为YrS2199。采用BSA法和SSR分子标记分析,筛选到与抗条锈病基因YrS2199连锁的SSR分子标记Xdp269和Xgwm120,连锁距离分别为0.7cM和11.0cM,并将其定位在2BL染色体末端上。这两个分子标记为S2199抗条锈病基因的分子标记辅助选择和抗病基因聚合提供了便利。通过等位性检测和14个条锈菌生理小种分小种鉴定,初步明确了S2199含有的抗条锈病基因可能是Yr5或其等位基因。抗源S2199是一个具有优良农艺性状的材料,为小麦育种提供了一个新的Yr5或其等位基因供体。     

小麦品种贵农21抗条锈病基因的SSR标记

对贵农21携带的条锈病 (Puccinia striiformis Westend f. sp. tritic) 抗性基因进行鉴定和遗传分析,明确了贵农21携带1个抗条锈病显性单基因,暂命名为YrGn21。采用F₂代抗病分离群体和集群分离分析法(BSA),建立了与YrGn21连锁的11个微卫星标记Xcau14、Xwmc49、Xgwm403、Xgdm62、Xwmc272、Xgwm459、Xbarc240、Xbarc187、Xgdm28、Xgwm11和Xgwm413,并将YrGn21定位于小麦1BS的近着丝粒区域,与位于1BS染色体上的Yr26基因具有等位性关系,为贵农21抗条锈病基因在育种中的利用,进行标记辅助选择和基因累加提供了便利。     

高盐胁迫下小麦幼苗离子吸收动态及耐盐性筛选

耐盐能力评价是小麦引种、筛选和育种的研究基础。为利用离子流检测技术快速筛选耐盐小麦品种提供依据,本文以普通小麦耐盐品种‘德抗961’和‘薛早’、中度耐盐材料3D232、盐敏感品种‘辽春10号’和‘京411'为试验材料,利用动态离子流检测技术对250 mmol·L~(-1) NaCl胁迫下小麦苗期根部对K~+、Na~+、C~-的吸收情况进行检测,并对小麦生长性状及离子浓度变化进行测定,以确立离子吸收与小麦耐盐性的关系。研究结果表明:1)与无盐胁迫(CK)相比,250 mmol·L~(-1) NaCl胁迫24 h后,盐敏感小麦品种‘辽春10’和‘京411’的K~+由内流转变为外流,中等耐盐材料3D232表现出K~+外流速度减少,耐盐品种‘德抗961’和‘薛早’则表现出维持K~+的内流或K~+外流变为内流;Na~+均表现为胁迫后外排速度增大,速度值区间由13.86～46.88 pmol·cm~(-2)·s~(-1)变为61～150 pmol·cm~(-2)·s~(-1):相较Na~+,Cl~-外排速度升高幅度较大,其中‘辽春10号’外排量变化最大,外排速度是胁迫前的10倍,Na~+、Cl~-外排速度变化与品种耐盐性无明显相关性。2)高盐胁迫下,盐敏感小麦的根苗比降低,耐盐小麦根苗比升高;盐敏感小麦品种鲜重较CK显著下降,耐盐小麦品种变化不显著。3)盐胁迫条件下,耐盐及中等耐盐小麦品种,根部及地上部K~+含量较CK分别增加57%～88%和18%～112%,盐敏感小麦则分别降低40%～44%和24%～42%;耐盐小麦地上部Na~+增加倍数小于盐敏感材料,将更多的Na~+阻隔在根部,表现出了较好的区隔Na~+能力。4)盐胁迫后k~+流速与耐盐性评价指标根冠比变化量、鲜重变化率均呈高度的相关,其拟合度分别为0.972和0.832。250 mmol·L~(-1) NaCl胁迫24 h后小麦根部成熟区K~+流速可以作为小麦耐盐性筛选的重要生物标记。     

K型小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的SSR分子标记分析

 以 (K冀 5 4 18A∥ 9112 89/LK783)三交F1分离群体的极端不育株和极端可育株分别建立保持池和恢复池 ,利用 79对SSR引物对两池间的多态性进行了研究。分析表明 ,6对SSR引物在两池间扩增出了稳定的多态性差异 ,在分离群体上验证结果表明 ,LK783的育性恢复基因与 4个SSR引物的扩增位点Xgwm11、Xgwm18、Xgwm2 6 4a和Xgwm 2 73有连锁关系 ,该育性恢复基因与Xgwm11、Xgwm18和Xgwm2 73的遗传距离为 6 .5 4± 4 .37cM ,与Xg wm2 6 4a的遗传距离为 5 .71± 4 .10cM ,这 4个引物可应用于K型小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的标记辅助选择。利用中国春缺体四体系和双端体系进一步将Xgwm11、Xgwm18、Xgwm2 6 4a和Xgwm2 73定位于 1BS ,说明LK783的育性恢复基因位于 1BS ,但它在 1BS上的相对位置与Rfv1有所不同 ,它们的等位性关系有待于进一步研究     

小麦品种Grandin抗白粉病基因的鉴定和SSR标记

为了明确美国红粒硬质春小麦品种Grandin在小麦育种中的利用价值,对其进行了白粉病抗性基因的鉴定,并利用分子标记进行了定位.遗传分析结果表明,Grandin携带1个显性抗白粉病基因,该白粉病抗性基因与小麦SSR标记位点Xcfd81和Xcfd78连锁,遗传距离分别为0.9 cM和3.3 cM.根据小麦微卫星标记遗传连锁图以及利用中国春第5同源群双端体系对这两个SSR标记位点的定位结果,该抗白粉病基因被定位于小麦染色体5D短臂,与小麦已知抗白粉病基因Pm2的定位结果基本一致.进一步通过标记多态性比较和小麦白粉菌分小种鉴定证实Grandin所含的抗白粉病基因就是Pm2.同时还对Pm2基因的STS标记在不同群体中的实用性进行了讨论.