我国25个小麦品种抗秆、叶锈基因初步分析

 本文采用基因推导法分析了我国25个重要小麦生产品种和抗源材料抗秆、叶锈菌的基因型。在供试的19个抗秆锈基因中,推导出了Sr5,Sr6、Sr7b、Sr8a、Sr9b、Sr31等6个基因,分布在20个小麦品种中;在14个抗叶锈基因中,推导出了Lr1、Lr2C、Lr10、Lr18、Lr26等5个基因,分布在11个小麦品种中。Sr5、Sr31、Lr2c和Lr26是供试品种的主要抗锈基因。     

冬小麦品种北京837抗叶锈病基因的染色体定位研究

 1990~1993年间,引用中国春全套单体系列和抗叶锈病小麦近等基因系(或单基因系)为材料,采用单体遗传分析和基因推导相结合的方法,对冬小麦品种北京837抗叶锈病基因进行染色体定位研究,明确其对生理小种叶中1号的抗性系由分别位于染色体1B和6B上的两个显性互补基因所控制。位于1B染色体上的基因可能是Lr26,位于6B上的可能是Lr3a,二者可抵抗我国小麦叶锈菌群体中的部分生理小种(或毒性基因组合)。     

黑龙江省83份小麦品种抗秆锈病基因的分子检测

 为了明确黑龙江省小麦品种(系)对中国秆锈菌的抗性水平和了解抗秆锈病基因在该区域的分布情况,本研究选用中国小麦秆锈菌流行小种21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM对从该区域征集到的83份主要小麦品种(系)进行了苗期抗秆锈病的评价,并利用与抗秆锈病基因Sr2、Sr24、Sr25、Sr26、Sr31和Sr38紧密连锁的分子标记分别进行了分子检测,结合苗期表型及系谱,推测这些品种(系)可能含有的抗病基因。结果表明,83份小麦品种(系)对供试秆锈菌小种均表现抗性,对21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM表现免疫或近免疫的分别为57、53和60份,各占供试材料数量的68.68%、63.85%和72.29%,其他剩余材料对3个供试秆锈菌小种表现中抗或高抗。分子标记分析表明,83份主要小麦品种(系)中有12份可能含有Sr2;克旱3号可能含有Sr25;6份小麦品种可能含有Sr31;19份小麦品种可能含有Sr38;没有检测出含有Sr24和Sr26的品种。因此,黑龙江省小麦品种对中国小麦秆锈病抗性水平相对较高,含有抗秆锈病基因Sr2以及对我国小麦秆锈病表现良好抗性的基因Sr31和Sr38,可能含有其他未知抗秆锈病基因,这些优良抗源材料可作为未来小麦生产育种的种质资源。     

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。     

Pavon76苗期抗小麦叶锈性基因的推导

 选用19个具不同毒性基因组合的小麦叶锈菌致病类型对墨西哥品种Pavon76进行了抗叶锈性基因的推导。通过与48个抗叶锈单/双基因系的反应型比较,鉴定出该品种中可能含有Lr1、Lr3、L410、L413、Lr14a、Lr34和LrB抗性基因。     

2019—2020年苏浙皖三省小麦叶锈菌群体的致病类型鉴定及毒性结构分析

为持续控制小麦叶锈病及促进小麦的抗叶锈病育种工作,2019—2020年自江苏、浙江和安徽3个省采集自然感叶锈病的小麦病叶,经分离获得小麦叶锈菌单孢分离物,利用43个小麦叶锈病鉴别寄主材料对其致病类型进行鉴定,并对其毒性结构进行分析。结果显示,从170份小麦叶锈菌单孢分离物中共鉴定出67个致病类型,主要致病类型为THS、SHJ、PHS和SHS,出现频率分别为8.8%、7.6%、5.9%和5.9%。江苏、浙江和安徽3个省的单孢分离物对携带抗叶锈基因Lr10、Lr12、Lr22a、Lr22b、Lr29、Lr33、Lr35和Lr36的鉴别寄主材料的苗期毒性频率均超过90.0%,而对携带抗叶锈基因Lr9、Lr24、Lr25、Lr28、Lr38、Lr40、Lr41、Lr42、Lr43和Lr13+3ka的鉴别寄主材料的苗期毒性频率均小于10.0%。卡方检验及Fisher精确检验显示,3个省小麦叶锈菌群体对抗叶锈基因Lr1、Lr2a、Lr3、Lr14b、Lr18、Lr21、Lr26、Lr27+31、Lr32和Lr37的毒力存在显著分化。浙江省小麦叶锈菌群体具有较少的毒性因子（4.73）和毒性值（600...     

中国三麦区小麦抗叶锈基因部署研究

 利用已知抗叶锈基因的小麦近等基因系(或单基因系),推导了来自中国3大麦区(东北春麦区、华北平原冬麦区、江淮半冬麦区)的主要小麦品种,待推广品种(系)和抗源材料中可能含有的抗叶锈基因,分析了3大麦区小麦叶锈菌群体的毒性基因。研究结果表明,东北春麦区的小麦品种可能含有的抗叶锈基因主要有Lr16、Lr20、Lr17等11个;华北平原冬麦区的小麦品种,可能含有的抗叶锈基因主要是Lr26等7个,江淮麦区的小麦品种可能含有的抗叶锈基因主要是Lr3Bg、Lr10、Lr26等9个。对3大麦区小麦叶锈菌群体的毒性基因分析表明,V1、V2d、V3、V10、V26、V33等13个基因是3大麦区的优势毒性基因,但个别毒性基因在3大麦区的出现频率仍有较大差别。根据基因对基因概念,在基因部署上建议,东北麦区减少含单个无效抗病基因的品种如90-05744、91-1179、东农88-5797等的种植面积,适当控制含Lr20、17、15、30、3Ka的品种,增加沈免系统及小冰麦系统的种植面积;华北麦区增加含Lr14a、14ab、15的品种的种植面积,如CA9069、CA8646、CA9070、C₄⁸⁹和冀87-5108等,减少含单个Lr26的品种的种植面积,江淮麦区适当减少肖农12(Lr3Bg)、偃师9号(Lr26)、8870(Lr26)等含单个无效抗病基因的品种,适当增加含Lr2b、3Ka、30的品种如内乡5号、宁8931等的种植面积。本文初步讨论了不同生态区小麦叶锈菌的基因鉴定系统。     

我国小麦秆锈菌群体毒性基因的初步研究

利用29个抗秆锈病小麦单基因系(或近等基因系)对来自我国云南、陕西、辽宁、四川等16个省(区)的74个菌株进行了测试,分析了我国小麦秆锈菌群体的毒性基因频率、毒性因子、毒性值和毒性基因组合的多样性。结果表明:(1)毒性基因V6、V7b、V8a、V9d、V9g、V10、V17、V36、Vw1d—1的出现频率较高(68.9％—98.6％),其对应的抗性基因为目前我国小麦秆锈菌的无效基因;其次为V5、V9b、V13、V21、V24、V25、V27和V37(39.2％—62.2％);毒性基因V9e、V11、V22、V26、V29、V30、V31、V32、V33、V38、VGt和VTmp的出现频率达0％—30％,其对应的抗性基因为目前我国小麦秆锈菌的有效基因。(2)我国小麦秆锈菌群体毒性与北美相比存在着很大的异质性,其毒性因子和毒性值分别为7.0和701.05,且毒性基因组合比较丰富,分布较为均匀。     

三十九个小麦品种(系)抗小麦叶锈菌基因分析

 分析了39个小麦品种(系)与17个抗小麦叶锈菌近等基因系对21个叶锈菌培养物的反应。确定了9个品种可能含有的抗小麦叶锈菌的Lr基因。这些基因分别是Lr1,Lr3,Lr10,Lr14a,Lr14b,Lr16,Lr17,Lr18,Lr21和Lr26。     

40个Lr基因在河北省抗病育种中的可用性研究

 本试验采用相对严重度的比较方法,对40个Lr基因系(品种)在河北省抗病育种中的可用性进行了研究。结果表明,Lr2d,Lr3等7个基因的相对严重度值高于82.35%,对叶锈病的抗性很差。Lr9,Lr19等7个基因抗性虽强,但能否转育在我国生产中应用不得而知。Lr1,Lr2a,Lr26等16个基因的相对严重度值为19 03-74.74%,在我国不少品种中已含有其中许多基因,它们的利用价值值得进一步研究。遗传背景对某些基因的表达有很大影响,在利用已知基因来推导品种中的未知基因以及在基因的转育时都要考虑到遗传背景的复杂性。基因组合可以提高对叶锈菌群体的抗性,应加强对基因间相互作用的研究。本研究根据已知基因在我国小麦品种中存在的情况,各基因的抗性效应,抗性类型以及对温度的敏感性等性状进行了综合分析,提出可考虑用Lr1,Lr2a,Lr2c,Lr3Bg,Lr10,Lr14ab,Lr15,Lr17,Lr21,Lr23,Lr26和Lr30等12个基因系作为叶锈菌的鉴别寄主,使我国叶锈菌生理分化研究能逐渐以基因鉴定代替小种鉴定。     

我国40个小麦品种抗叶锈性研究

 选用11个具不同毒性基因组合的叶锈菌致病类型推导分析了1998~1999年度国家小麦区域试验40个品种所携带的抗叶锈病基因状况。在供试的39个已知抗叶锈基因(或基因组合)中,推导出Lr1、Lr2c、Lr3bg、Lr10、Lr13、Lr14a、Lr16、Lr23、Lr26、Lr32等10个抗叶锈基因,分布在24个品种中,有11个品种携带未知抗叶锈基因,5个品种不具有苗期抗叶锈基因。选用BBB、DHS、PGT和PHT等4个叶锈菌致病类型并设置5/10℃、15/20℃、25/30℃(黑暗/光照)3种不同的温度条件,研究了40个供试品种的抗性稳定性。结果表明,在这些品种中有15个品种的侵染型表现稳定或较稳定,3个品种表现为高温抗性,2个品种表现低温抗性,其余20个品种存在明显的品种、菌系和温度三者的相互作用;利用6个叶锈菌混合优势小种在田间进行成株期抗叶锈性鉴定结果表明,在40个供试品种中有21个品种具有良好的抗性,其中,至少有6个品种表现为慢锈性,有4个品种表现为明显的成株抗性,有4个品种可能携带成株抗性基因Lr34。文中还对几个主要抗叶锈基因的抗性特点及其利用价值等进行了讨论。     

43个中国小麦品种(系)抗叶锈性研究

 选用12个墨西哥叶锈菌生理小种对43个中国小麦品种(系)所携带的抗叶锈病基因进行了推导,在25个品种(系)中推导出6个抗叶锈基因Lr1,Lr10,Lr13,Lr14a,Lr16和Lr26,9个品种(系)对本试验所使有的12个叶锈菌生理小种都表现感病反应,另有9个品种(系)携带未知的抗叶锈基因。在墨西哥2个地点进行的田间成株期抗叶锈性试验表明,12个品种(系)表现慢叶锈性,在将来的抗病育种中有一定的应用价值。     

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。     

豫鲁皖三省重要小麦品种抗条锈基因推导

 根据对26个不同毒性谱的小麦条锈菌菌系的反应,并结合品种系谱分析,研究了河南、山东和安徽3省的50个重要小麦生产品种所具有的抗条锈基因。结果表明,没有1个品种可抵抗所有供试的26个条锈菌菌系,在已知的抗条锈基因中Yr 9所占比例最大,至少存在于17个品种中,Yr 2和Yr 1次之,分别存在于10个和8个品种中,个别品种则具有Yr A、Yr 3或Yr Sel,还有些品种可能具有未知的抗条锈基因或基因组合。由于上述已知基因对目前的条锈菌优势小种基本上均不抵抗,培育和推广具有效抗条锈基因的新品种迫在眉睫。     

Virulence of Puccinia triticina in Turkey and leaf rust resistance in Turkish wheat cultivars

Leaf rust caused by Puccinia triticina is a common disease on wheat in the coastal regions of Turkey. Collections of P. triticina from infected wheat leaves were obtained from the main wheat production zones of Turkey in 2009 and 2010. A total of 104 single uredinial isolates were tested for virulence on 20 lines of Thatcher wheat that differ for single leaf rust resistance genes. Forty-four different virulence phenotypes were identified over both years. Four phenotypes were found in both years. Phenotype FHPTQ found in 2009, with virulence to genes Lr2c, Lr3, Lr16, Lr26, Lr3ka, Lr17a, Lr30, LrB, Lr10, Lr14a, Lr18, Lr3bg, and Lr14b, was the most common phenotype at 15.4 % of the total isolates. Forty-three winter and spring wheat cultivars from Turkey were tested as seedlings with 13 different P. triticina virulence phenotypes from Canada, the US and Turkey. The infection types on the cultivars were compared with infection types on the Thatcher near isogenic lines to postulate the presence of seedling leaf rust resistance genes in the cultivars. Resistance genes Lr1, Lr3a, Lr10, Lr14a, Lr17a, Lr20, Lr23, and Lr26 were postulated to be present in the Turkish wheat cultivars. DNA of the wheat cultivars was tested with PCR markers to determine the presence of the adult plant resistance genes Lr34 and Lr37. Marker data indicated the presence of Lr34 in 20 cultivars and Lr37 in three cultivars. Field plot evaluations of the wheat cultivars indicated that no single Lr gene conditioned highly effective leaf rust resistance. Resistant cultivars varied for combinations of seedling and adult plant resistance genes.     

Genetics of leaf rust resistance in spring wheat cultivars alsen and norm

ABSTRACT Alsen is a recently released spring wheat cultivar that has been widely grown in the United States because it has resistance to Fusarium head blight and leaf rust caused by Puccinia triticina. Norm is a high yielding wheat cultivar that has been very resistant to leaf rust since it was released. Alsen and Norm were genetically examined to determine the number and identity of the leaf rust resistance genes present in both wheats. The two cultivars were crossed with leaf rust susceptible cv. Thatcher and F(1) plants were backcrossed to Thatcher. Eighty one and seventy three BCF(1) of Thatcher times; Alsen and Thatcher x Norm respectively, were selfed to obtain BCF(2) families. The BCF(2) families were tested as seedlings with different isolates of P. triticina that differed for virulence to specific leaf rust resistance genes. The BCF(2) families that lacked seedling resistance were also tested as adult plants in greenhouse tests and in a field rust nursery plot. Segregation of BCF(2) families indicated that Alsen had seedling genes Lr2a, Lr10, and Lr23 and adult plant genes Lr13 and Lr34. Norm was determined to have seedling genes Lr1, Lr10, Lr16, and Lr23 and adult plant genes Lr13 and Lr34. The characterization of Lr23 in the segregating populations was complicated by the presence of a suppressor gene in Thatcher and the high temperature sensitivity of resistance expression for this gene. The effective leaf rust resistance in Alsen is due to the interaction of Lr13 and Lr23, with Lr34; and the effective leaf rust resistance in Norm is due to the interaction of Lr13, Lr16, and Lr23, with Lr34.