中国79个小麦品种(系)抗条锈病评价及基因分子检测

【目的】了解中国小麦品种的条锈病抗性水平,掌握条锈病抗性基因的分布与利用情况,加强小麦品种的合理应用,促进品种布局与推广,延长品种使用年限,保障小麦生产安全。【方法】在温室中采用条锈菌CYR32、CYR33、G22-9、G22-14对中国小麦主产区的79个小麦品种(系)进行苗期抗性鉴定,喷雾接种的幼苗在(10±1)℃的黑暗保温桶中保湿12—18 h,取出置于白天16—18℃,夜晚14—16℃温室中,光周期为L﹕D=16 h﹕8 h,15 d后按0—9级分级标准进行调查;在河北廊坊大田中采用条锈菌CYR32、CYR33对79个小麦品种(系)进行成株期抗性鉴定,接种适期为小麦拔节期,接种前3 d灌水确保田间土壤温度。采用1 g夏孢子﹕300 m L矿物油的条锈菌夏孢子悬浮液喷雾接种诱发行感病品种铭贤169,待矿物油晾干后,喷水并覆塑料薄膜保湿12—16 h,待充分发病后调查病害的普遍率、严重度和侵染型,调查两次,以最高等级作为病情发病的级数;利用小麦抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr18、Yr26和1B/1R易位系的相应分子标记Wmc175F/R、SC200F/R、cs Lv34 F/R、We173 F/R和AF1/AF4对供试小麦进行分子检测;结合系谱分析、抗病性鉴定和分子检测结果分析确定参试小麦品种的抗性基因情况。【结果】在所有的参试小麦品(系)中,苗期对CYR32和CYR33均具有抗性的16份,占20.3%;对条锈菌致病类型G22-9和G22-14均具有抗性的4份,占5.1%;对CYR32、CYR33、G22-9和G22-14这4个小种均具有抗性的4份,占5.1%;成株期对CYR32和CYR33表现中抗及以上水平的24份,占30.4%;对CYR32表现全生育期抗性的12份,占15.2%;对CYR33表现全生育期抗性的16份,占20.3%;对CYR32和CYR33均表现全生育期抗性的11份,占14.0%。苗期对4个菌系均具有抗性并且成株期对CYR32和CYR33表现中抗或以上水平的共4份,占5.1%。结合系谱分析、抗病性鉴定和分子检测结果得出,供试小麦品种中4份携带Yr5,占5.1%;8份携带Yr10,占10.1%;3份携带Yr18,占3.8%;仅1份携带Yr26,占1.3%;35份携带1B/1R,占44.3%;4份携带2个抗性基因;远丰139携带Yr5、Yr10和Yr26。【结论】中国主产麦区的79个小麦品种(系)对当前条锈菌流行小种抗性水平普遍较低,1B/1R易位系使用率依然较高,在今后的育种工作中应加大Yr5、Yr18等有效抗性基因的利用,育成多基因聚合的有效持久抗性品种,进一步减少对1B/1R易位系的使用。     

黄淮麦区小麦品种Lr37-Yr17-Sr38基因簇的分子检测

【目的】在分子水平上评价黄淮麦区小麦品种中抗病基因簇Lr37-Yr17-Sr38的存在状况,为培育抗病新品种及抗病品种合理布局提供材料和依据。【方法】利用N基因组特异标记和CAPS标记,结合品种系谱对黄淮麦区126个小麦品种(系)进行分析。【结果】12个小麦品种(系)(兰考906、郑2062、西农739、陕872、小偃216、陕538、陕515、大唐991、户麦928、0020-332、2871和378)中含有Lr37-Yr17-Sr38。【结论】Lr37-Yr17-Sr38在黄淮麦区小麦中有一定分布,初步推测兰考906可能是我国小麦品种中Lr37-Yr17-Sr38抗源的主要传播途径之一。     

152份黄淮海麦区小麦农家品种抗条锈性评价及重要条锈病抗性基因的分子检测

【目的】黄淮海麦区是中国最重要的小麦生产基地和条锈病流行区,从该麦区小麦农家品种中鉴定一批对当前小麦生产上流行的条锈病生理小种具有稳定抗性的优良种质,并了解其携带当前抗病育种利用的重要条锈病抗性基因分布,为进一步在条锈病抗性育种中有效利用和发掘其抗性基因提供材料基础。【方法】应用当前中国小麦生产上毒性强、流行频率高的条锈菌生理小种条中32(CYR32)和条中34(CYR34)对152份来源于黄淮海麦区小麦农家品种进行苗期抗性鉴定,并于2016年和2018年分别在四川崇州和绵阳利用由条锈菌CYR32、CYR33、CYR34、水源11-4、水源11-5组成的混合小种进行人工接种和成株期抗性鉴定;同时利用Yr9、Yr10、Yr18、Yr24/26、Yr30、Yr36、Yr39、Yr41、Yr48、Yr65、Yr67、Yr80和Yr81共13个小麦育种和生产上应用的重要已知条锈病抗性基因的标记进行分子检测,推测其可能携带的抗性基因。【结果】9份农家品种对CYR32具有苗期抗性,9份对CYR34具有苗期抗性;其中,2份种质在苗期对CYR32和CYR34均表现抗性。35份农家品种表现为稳定的成株期...     

小麦抗条锈病基因Yr5分子标记检测

为给小麦新品系的抗性遗传基础鉴定及持久抗性新品种选育提供技术支撑,以22个小麦条锈病抗性品种、2个感病品种及12个野生近缘物种为材料,采用PCR方法探讨了小麦条锈病的抗性基因分子标记Yr5-156在这些材料中的分布。结果表明,在多数抗病材料中能扩增出抗病基因Yr5分子标记特异性条带;但在2个感病材料中也扩增出来了同样的特异性条带。表明抗条锈病基因Yr5的分子标记Yr5-156不能作为分子标记辅助育种手段直接应用,需对其做进一步的验证。     

黄淮麦区85个小麦品种（系）农艺性状的聚类分析

为了解黄淮麦区小麦种质资源农艺性状的遗传多样性,对85个品种（系）的12个叶、穗部及其他农艺性状进行了鉴定。结果表明：12个农艺性状具有较大的变异幅度,最大的是芒长,变异系数为36．8％;变异系数最小的是籽粒灌浆期,为6．4％。欧氏距离的变异区间为1．85—11．32,平均为5．62。在欧氏距离为16．25处可以把所有品种分为3大类6小类。     

黄淮麦区小麦品种抗叶锈病基因分析

选择１５个具不同毒性基因组合的叶锈菌系，采用基因推导方法分析黄淮麦区２１个小麦新品种所携带的抗叶锈病基因状况。在供试的３０个已知抗叶病基因中，推导出了７个抗性基因：Ｌｒ１、Ｌｒ３ａ、Ｌｒ３ｋａ、Ｌｒ１６、Ｌｒ２６、Ｌｒ３０和Ｌｒ３２。它们以单基因或基因组合形式分布在１４个小麦品种中，其中Ｌｒ２６是供试材料的主要已知抗叶锈病基因。还有一些品种具有不同于上述已知基因的其余品种则不含任何抗叶锈病基因。     

四川抗赤霉病小麦品种（系）抗病基因检测

【目的】旨在研究四川小麦抗赤霉病的基因资源,培育赤霉病综合抗性中抗以上的小麦品种。【方法】利用土表接种法鉴定出156份赤霉病达中抗水平的小麦品种或高代品系,通过已知赤霉病抗性基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5以及部分抗条锈病基因和抗白粉病基因的分子标记检测抗性基因的组成。【结果】经抗病基因分子标记检测,在供试的156份赤霉病抗性材料中仅检测出2份材料(20引979和20间2506-10)分别含有抗赤霉病基因Fhb1和Fhb5。同时,检测出含小麦条锈病抗性基因Yr5、Yr15、Yr18、Yr26和YrAs2388的材料分别为4、63、9、3、14份,在供试材料中的分布频率分别为2.56%、40.38%、5.77%、1.92%和8.97%。检测出含白粉病抗性基因Pm21的材料44份,在供试材料中的分布频率为28.21%。抗病基因的分布表明,122份供试材料含有至少1个抗病基因,其中6份材料含有条锈病和白粉病2种抗病基因,9份材料中聚合了2个抗条锈病基因,剩余的106份材料仅含有1个抗病基因。仅1份供试材料(20间2506-10)同时含有赤霉病、条锈病和白粉病3种抗病基因。【结论】四...     

新疆主要小麦品种(系)中抗条锈病基因的分子检测

【目的】选用抗条锈病基因Yr10和1BL/1RS易位的分子标记,明确抗条锈病基因Yr10和1BL/1RS易位在新疆小麦品种(系)中的分布,为新疆小麦抗条锈病品种的合理布局及抗性材料的选育提供理论依据。【方法】利用Yr10及1BL/1RS易位的分子标记,检测其在新疆麦区46份小麦材料中的分布。【结果】在46份供试材料中,新冬17号检测到Yr10基因的存在;新冬24号、新冬46号、MJ307、HMJ555、1112、新紫1号、983-S、新麦211和新麦23检测到1BL/1RS易位,占全部材料的19.57%。【结论】对当前小麦条锈病流行小种条中32号具有较好抗性的Yr10基因,在新疆麦区小麦主栽品种(系)中分布率很低,可能含有Yr10基因的新冬17号在选育抗病材料中具有一定价值,育种中应加强基因Yr10的利用;在选育新品种时需减少1BL/1RS易位的分布频率。     

重庆麦区小麦品种(系)抗条锈性评价与基因分析

【目的】重庆是中国小麦条锈病流行体系中重要冬繁区,准确评价该地区小麦品种(系)对当前小麦条锈病流行小种的抗性和了解抗条锈基因在该区的分布状况,为小麦安全生产、品种合理布局及小麦抗条锈育种工作提供依据。【方法】从该区征集了18份当地主栽品种和89份高代品系材料,应用中国小麦条锈菌流行生理小种条中32(CYR32)、条中33(CYR33)、V26/G22-9和V26/CM42,在杨凌进行苗期分小种(CYR32、CYR33、V26/G22-9和V26/CM42)温室抗病性鉴定、并于2015年和2016年连续两年分别进行杨凌成株期条锈菌混合小种(CYR32、CYR33)人工接种病圃和天水自然诱发条锈菌病圃鉴定,根据苗期和田间成株期的抗病性鉴定结果对其进行抗病类型分类和评价;结合抗谱分析、参照单基因系材料的感病结果,及以Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26等7个已知抗条锈基因的标记分别进行的分子检测分析,推测小麦材料可能携带抗病基因。【结果】在107份参鉴材料中,苗期对CYR32与CYR33均表现免疫或者近免疫的品种(系)有57份,占53.27%;对CYR32、CYR33和V26/CM42均表现免疫或者近免疫的品种(系)只有11份,占10.28%;对CYR32、CYR33和V26/G22-9均表现免疫或者近免疫的品种(系)只有9份,占8.41%。综合评价,全生育期抗性的材料仅有8份,占7.48%;成株期抗病材料仅有9份,占8.41%;感病材料90份,占84.11%。分子检测表明,供试材料中21份可能含有Yr9,39份可能含有Yr26,17份可能含有Yr17,3份可能含有Yr18。其他材料中未检测到上述Yr基因(分子标记)的存在,其中没有发现可能含Yr5、Yr10和Yr15的材料。8份具有全生育期抗性的材料,未检测到上述Yr基因(分子标记)的存在,可能含有未检测到的其他抗病基因。【结论】重庆地区小麦品种(系)对小麦条锈菌当前流行小种的抗性整体水平较低,尤其是含Yr26的材料在育种中被广泛而单一地利用。建议利用多基因聚合育种等手段提高当地小麦品种的抗条锈性。     

55份小麦品种（系）抗条锈病基因和1BL／1RS易位的分子检测

通过已报道的Yr5、Yr10和1BL/1RS分子标记,对55份供试小麦品种(系)进行分子检测.结果表明:供试材料中均不含抗条锈病基因Yr5;有2份含抗条锈病基因Yr10;含1BL/1RS的易位材料比例较高,占25.5%.为抵抗当前流行的条锈病病菌生理小种,小麦育种应加强抗病基因Yr5和Yr10的应用.鉴于1BL/1RS易位对面包品质的不利影响,在亲本利用上应更加谨慎.     

黄淮冬麦区小麦品种(系)品质遗传组成及其效应分析

对黄淮冬麦区曾经及目前利用的小麦品种(系)的品质遗传组成进行了分析。结果表明,高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)等位变异对SDS沉降值、和面时间、耐揉性以及籽粒蛋白质含量影响较大,其中5+10亚基对小麦大多数加工品质指标起正向作用,是对小麦加工品质贡献较大的优质亚基,但频率较低(31.6%);而1BL/1RS易位系对大多数小麦加工品质指标有明显的降低作用,频率较高(52.9%)。进一步分析含有不同亚基组合各品种的面团加工特性可知,含有5+10亚基的品种,尤其是亚基组合为1,7+8、5+10非1BL/1RS易位系的品种,表现出较好的加工品质。由此认为,在品种选育过程中应结合蛋白质电泳结果或分子标记、沉降值和面粉蛋白质或面粉湿面筋含量的测定等品质鉴定手段,筛选含有优质亚基组合1,7+8、5+10和非1BL/1RS易位系的品种,以增强小麦品种的面筋强度,提升小麦加工品质。     

153份新疆冬小麦品种3个条锈病抗性基因的分子检测

【目的】 研究条锈病抗性基因Yr 9、Yr 26、Yr Tp1在新疆153份冬小麦品种中的分布,为新疆小麦抗病育种提供理论依据。【方法】 利用SSR分子标记,采用PCR扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,检测供试材料中是否含有小麦条锈病抗性基因Yr 9、Yr 26和Yr Tp1。【结果】 在123份冬小麦地方品种和30份冬小麦育成品种中,Yr 9基因的检出率分别为78.86%和63.33%,Yr 26基因的检出率分别为95.12%和73.33%,Yr Tp1基因的检出率分别为88.62%和60%。在123份冬小麦地方品种中,有87份供试材料能同时检测出3个条锈病抗病基因,占比70.73%;28份供试材料能同时检测出2个条锈病抗性基因(Yr 9+Yr 26、Yr 9+Yr Tp1、Yr 26+Yr Tp1),占比22.76%;1份供试材料只能检测出Yr 9基因;5份供试材料只能检测出Yr 26基因。在30份冬小麦育成品种中,15份供试材料可以同时检测出3个条锈病抗性基因,占比50%;7份供试材料可以同时检测到2个抗性基因(Yr 9+Yr 26、Yr 26+Yr Tp1)的材料,占比23.33%。【结论】 携带Yr 9、Yr 26、Yr Tp1小麦条锈病抗性基因的新疆冬小麦种质资源丰富,可以作为抗病育种的中间材料。     

103份小麦品种（系）抗条锈性和遗传多样性评价及基因检测

【目的】了解小麦品种(系)对条锈病的抗性水平及遗传多样性,掌握条锈病抗性基因的利用情况,为培育和合理利用优良小麦抗条锈病新品种提供理论依据。【方法】选用小麦条锈病流行生理小种CYR32、CYR33和CYR34对103份小麦品种(系)进行苗期抗条锈病分小种鉴定、成株期抗CYR32鉴定,并利用SSR分子标记对其进行遗传多样性分析,进而利用已知小麦抗条锈病基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26的分子标记进行抗条锈病基因检测。【结果】苗期抗性鉴定表明,103份小麦品种(系)对生理小种CYR32表现为抗病的有20份,占供试材料的19.42%;有34份品种(系)对CYR33表现为抗病,占供试材料的33.01%;36份品种(系)对CYR34表现为抗病,占供试材料的34.95%;仅有郑6辐、宁麦3号、老兰麦、京411、京作278、扬麦158共6个品种对生理小种CYR32、CYR33和CYR34均表现抗病。成株期对CYR32抗性鉴定表明郑州021等55份材料表现为成株期抗性,占供试材料的53.40%。遗传多样性分析表明,103份小麦品种(系)的遗传相似系数变异范围为0.50—0.93...     

小麦1BL/1RS易位系的生化和分子标记鉴定

本文利用A-PAGE方法对87份供试的小麦材料进行了黑麦碱(secalin)检测,并进一步利用低分子量麦谷蛋白Glu-B3的STS-PCR标记以及与抗条锈病基因Yr9紧密连锁的Xgwm582标记对上述材料进行了1BL/1RS易位检测。结果表明,在87份材料中鉴定出了一种新的改良1BL/1RS易位系,该类易位系的特征是:含有来自1RS的抗条锈病基因Yr9、不含黑麦碱、具有Glu-B3基因、比一般1BL/1RS易位系具有明显偏高的SDS-沉降值。本研究中选用的生化标记和分子标记可以有效检测出育种材料中的1BL/1RS、非1BL/1RS以及改良1BL/1RS易位系。     

基因枪法获得优质HMW亚基基因表达的转基因小麦

 为探讨利用基因工程技术进行小麦品质改良的可行性,用基因枪法对湖北省3个小麦品种鄂恩1号、鄂麦11号和鄂麦12号分别进行优质高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因1Ax1和1Dx5+1Dy10的转导。试验结果表明，经基因枪轰击的幼胚外植体的再生频率和转化频率明显比幼穗高；基因型间愈伤组织再生能力和转化频率的差异，直接影响着小麦转化的成功率；3个品种的幼胚发育时期与其再生频率均呈显著负相关（r =-0.93或-0.95）；在可控环境条件下，花后12～14 d的供试植株幼胚的转化频率最高（鄂恩1号、鄂麦11号和鄂麦12号分别为4.5%、2.9%和2%）。研究表明，鄂恩1号、鄂麦11号适龄期的幼胚试材,用等摩尔比的优势亚基基因1Dx5和1Dy10与选择标记基因以2：1摩尔比混合的沉淀物包裹金粉，经600～900 psi氦气压轰击后，在含0.5 mg·L-1 2,4-D的MS培养基中诱导愈伤、含0.1 mg·L-1 2,4-D和5 mg·L-1玉米素的R培养基中分化、3mg·L-1 L-PPT选择压下继代分化筛选，可获得稳定可育的T0代转基因植株以及胚乳特异性表达的T1代转基因种子。     

小麦1BL/1RS易位系的检测

1BL/1RS小麦-黑麦易位对小麦的面包烘烤品质有很强的负面影响,快速准确地鉴定1BL/1RS易位对小麦的品质育种有重要意义。本文通过黑麦碱蛋白的SDS-PAGE电泳,分析比较了4个1BL/1RS小麦-黑麦易位相关基因的分子标记的特异性。结果表明,在供试的51份材料中,低分子量麦谷蛋白Glu-B3基因和黑麦碱蛋白Sec基因特异标记的PCR检测结果与蛋白电泳结果一致。同时也验证了一个多重PCR分子标记(Glu-B3引物和Sec-P1,P2引物复合)的可靠性。该共显性多重PCR分子标记不但能鉴定出1BL/1RS易位系,而且能鉴定出该位点的杂合情况,是适用于优质强筋小麦标记辅助选择的理想标记。     

小麦抗条锈病分子标记辅助育种研究进展

小麦条锈病是小麦生产的主要病害之一。在中国,尤其是西北麦区,小麦条锈病是小麦生产面临的最严重问题。筛选和培育抗锈基因是防治小麦条锈病最为经济、安全、有效的方法。综述了分子标记辅助育种技术在小麦抗条锈病育种上的研究概况和发展运用。     

Transmission of the Chromosome 1 R in Winter Wheat Germplasm Aimengniu and Its Derivatives Revealed by Molecular Markers

In order to clarify the transmission of the rye chromosome 1R in winter wheat germplasm Aimengniu and its derivatives, 17 derivatives and 7 types of Aimengniu were examined through molecular-marker technology. The results showed that the chromosome arm 1RS of Neuzucht was transmitted to 5 of the 7 types of Aimengniu, i.e., Aimengniu Ⅱ and Aimengniu Ⅳ-Aimengniu VII, no segment of t RS was identified in Aimengniu Ⅰ or Aimengniu Ⅲ. As for the 17 derivatives, the 1RS chromosome arm of Aimengniu was transmitted to 11 derivatives, part segments of 1RS were found in 1 derivative, while no segment was found in the remaining 5 ones. The results provided the evidence that molecular-marker technology was an efficient approach and suitable for analysis of the transmission of chromosome 1R.