河南71个重要小麦生产品种的抗叶锈性鉴定

为给防治中国小麦叶锈病和培育抗叶锈病小麦品种奠定基础,本研究以36个携带已知抗病基因的载体品种和71个河南主栽小麦品种为材料,在苗期接种16个小麦叶锈菌生理小种进行基因推导,并利用系谱分析和分子标记检测对推导结果进行验证,于2014－2015年度在河北保定小麦试验田及2014－2015和2015－2016两年度在河南周口黄泛区农场进行田间成株期抗叶锈性鉴定。结果发现,71个河南小麦品种中,36个品种在苗期共鉴定出7个抗叶锈病基因（ Lr1 、 Lr2b 、 Lr10 、 Lr26 、 Lr17 、 Lr34 和 Lr39 ）,其中27个品种含有 Lr26 ,4个品种含有 Lr39 ,2个品种含有 Lr10 ,含有 Lr1 和 Lr17 的品种各有8个,含有 Lr2b 和 Lr34的品种各有1个。成株期抗叶锈性鉴定结果表明,仅有7个品种具有成株期慢锈性,可能含有成株期抗性基因,可进一步用于培育抗叶锈病品种和抗叶锈病基因的合理布局。     

70份小麦品种(系)抗条锈病基因推导及检测

为了给小麦品种的合理布局和小麦条锈病防控提供参考信息,选用我国当前流行的条锈菌混合小种对70份小麦品种(系)进行成株期抗条锈性鉴定,利用基因推导的方法对供试品种(系)所含的基因进行分析,结合系谱信息,并采用分子标记进行已知抗病基因验证。结果表明,对条锈菌混合小种(CYR34、CYR33、CYR32、CYR31、CYR30、CYR29、CYR17和Su-1)表现免疫和近免疫的品种(系)有24份,占供试品种(系)的34.29%;表现高抗和中抗的品种(系)有17份,占24.29%。说明供试小麦品种(系)对当前流行条锈菌混合小种具有良好的成株期抗性,可用于品种布局。基因推导分析结果表明,供试小麦品种(系)中18份携带抗条锈病基因 Yr21,20份含 Yr3,11份含 Yr1,8份含 Yr5,3份含YrSD, 3份含 Yr32,6份含 Yr10,1份(烟836)含有YrSu,1份(金禾9123)含有 Yr26。分子标记检测结果表明,供试小麦品种(系)携带的抗性基因分别为 Yr5(11份)、 Yr9(2份)、 Yr10(9份)、 Yr15(1份)和 Yr26(4份)。由于遗传背景和遗传距离等因素,分子标记检测和基因推导结果不完全一致。     

23个二倍体小麦材料抗叶锈性的分子鉴定

为了通过分子手段鉴定小麦基因组供体二倍体材料中可能舍有的抗叶锈病基因,用22株小麦叶锈菌单孢茵系对23个二倍体小麦材料进行抗叶锈性鉴定,通过苗期、成株期离体鉴定,苗期室内鉴定及成株期大田鉴定,筛选出13个在苗期和9个成株期对至少11个茵株有抗性的品种.用抗叶锈基因LrP.Lr10、Lr19,Lr20,Lr24,Lr29、Lr35和Lr37的STS或SCAR标记对这些品种进行分子辅助鉴定.其中,材料Y92、Y96、Y168、Y128、Ae38、Ae43和Ae46中可能含有Lr19;Y2009、Y2034、Y2039、Y2049、Y2072和Y2073中可能含有Lr35.所测试的23个材料不合Lr9、Lr10、Lr20、Lr24、Lr29和Lr37.     

粗山羊草苗期抗叶锈性离体鉴定及抗叶锈基因推导

为明确来自加拿大的17份粗山羊草含有的苗期抗叶锈病基因,选用15个小麦叶锈菌菌株和42个小麦叶锈病近等基因系,采用苗期离体叶片对其抗叶锈性进行鉴定和抗叶锈基因推导。结果表明,17份粗山羊草材料中,30942对15个菌株均表现免疫,30941对13个菌株表现免疫,说明这两个材料抗锈谱广,含有效的抗叶锈基因。经基因推导,这些粗山羊草材料中可能含有Lr1、LrB、Lr2b、Lr18、Lr21、Lr32、Lr33及未知抗叶锈基因。     

六个小麦品系的抗叶锈性评价

为探究供试的6个小麦品系对叶锈病的抗性状况及所含的抗叶锈基因,利用苗期基因推导、成株期抗病鉴定和分子标记辅助检测进行综合鉴定。结果表明,6个小麦品系中,cp0262811可能含有Lr3bg、Lr42和Lr44;cp012733177可能含有Lr2c、Lr3bg、Lr16、Lr26和Lr42;cp20334178和cp023924377可能含有Lr16和Lr26;cp203015218可能含有Lr3、 Lr3bg、Lr11、Lr17和Lr26;cp2038432具有很好的苗期和成株期抗性,可能含有Lr16、Lr26、Lr37和其他抗叶锈基因。测试的6份小麦材料不含有Lr1、 Lr9、Lr10、Lr12、Lr19、Lr20、Lr21、Lr24、Lr28、Lr29、Lr34、Lr35、Lr38、Lr41和Lr47。结果表明,这些小麦品系中含有比较丰富的抗叶锈病基因,具有较好的抗叶锈性。     

四川盆地小麦品种（系）抗条锈性鉴定与评价

为明确四川盆地小麦品种(系)抗条锈性水平和抗病基因分布状况,对该地区23个当前主栽小麦品种和44个品系进行了苗期分小种和成株期混合小种抗锈性鉴定,并结合分子检测、抗谱测定和系谱追踪等方法,综合分析了供试品种抗条锈性相关基因。结果表明,供试小麦品种(系)中,10份具有全生育期抗性,22份具有成株期抗性,35份表现感病,其中超过60%的主栽品种不具抗锈性;19份可能携带Yr26;7份可能携带Yr26+?基因组合("?"表示未知基因)。四川盆地当前小麦品种(系)抗条锈性整体水平下降与条锈菌新致病型小种有关,应引起有关小麦育种单位和生产部门注意。     

云南省小麦品种(系)抗秆锈性分析

为了解当前云南省小麦品种对小麦秆锈病的抗性,于2012-2013年用小麦秆锈菌生理小种21C3CTHQM、34MKGQM和混合小种对收集到的云南省102份小麦生产品种和68份农家品种进行了抗秆锈病鉴定。结果表明,凤麦39、靖麦10号、玉麦3号等65份生产品种及云0072、云0300、云0205等3份农家品种对小麦秆锈病表现抗性,分别占供试品种(系)的63.7%和4.4%。表明云南省小麦农家品种的抗性水平总体较差;生产品种对小麦秆锈病的抗性总体处于中等水平,一些新育成的优良品种以及大面积推广品种对小麦秆锈菌表现高度感病,这种情况应引起高度重视。     

两个春小麦品系抗叶锈性遗传分析

叶锈病是我国小麦的重要病害,筛选抗病资源并进行遗传分析,对小麦抗叶锈病育种具有重要意义。本研究利用常规遗传和等位性测验方法,对8821-1-1和九三98-61297两个春小麦品系的抗叶锈性进行了遗传分析。两个品系分别与感病品种Thatcher杂交,获得的F₁植株全部抗病,F₂群体和F₃家系在苗期和成株期的抗病性测定结果经卡方测验,均分别符合3抗病∶1感病及1全抗∶2抗感分离∶1全感的分离比例;两个春小麦品系相互杂交,及其与 Lr13的载体品系Manitou杂交,其F₂全部抗病。说明8821-1-1和九三98-61297均含有一对显性抗叶锈病基因 Lr13,在苗期28 ℃下控制对小麦叶锈菌致病类型PHT/RP的抗性,在成株期控制对PHT/RP、PHT/RN和THT/TP致病类型等比混合菌种的抗性。在此基础上,本文对 Lr13的有效性进行了进一步评价。     

39份外引小麦种质的抗叶锈病基因检测及其抗性鉴定

为明确39份外引小麦种质的抗叶锈病基因组成,利用与抗病基因紧密连锁或共分离的分子标记对抗叶锈病基因进行检测,并结合田间接种鉴定对种质材料的叶锈病抗性进行评价。结果表明,抗叶锈病基因Lr1、Lr10、Lr20、Lr24、Lr26、Lr34、Lr37和Lr38在39份种质中均有分布,频率分别为30.77%、17.95%、2.56%、5.13%、12.82%、30.77%、23.08%和5.13%,其中携带Lr24和Lr38的种质抗性良好。Lr34和Lr37单独存在时,种质对叶锈病的抗性分别表现为中感和高感,两者聚合时能够提高载体种质的抗性水平,表现为中抗。此外,4份种质材料(KPL-1、OK.95571、莫斯科39和非黑土地24)对叶锈病的抗性表现突出,均达到0;级,是抗叶锈病育种的重要抗源,其中KPL-1和OK.95571分别携带3个和5个抗叶锈病基因;莫斯科39和非黑土地24仅携带Lr1,推测这两份材料含有其他未检测的抗叶锈病基因。综上,较多的抗叶锈病基因聚合有利于提高种质的叶锈病抗性。     

2000～2006年新育成小麦品种(系)抗条锈性鉴定分析

为了明确2000～2006年新育成小麦品种(系)的抗条锈性,采用条锈菌优势小种对1 212份小麦高代品系以及339份陕西省区试小麦品种分小种进行了抗条锈性鉴定.结果表明,供试品种(系)对条锈菌优势小种CY31、CY32及Su11-14的抗病性普遍较低,新育成小麦高代品系和陕西省区试品种对三个菌系抗病的频率分别为10.43%～55.30%和8.89%～44.82%.其中,远缘杂交后代品种(系)的抗锈性较好.另外,2001～2006年在自然诱发发病情况下,陕西省小麦区试岐山点和杨凌点共292份品种,抗病品种频率分别为5.88%～50.88%和0～50.88%.     

部分国外小麦种质及东北麦区生产、后备品种抗秆锈性分析

在面临Ug99及其强毒力变异菌株可能侵入我国的高风险下,为筛选和储备新的小麦抗病品种或种质,并了解东北春麦区小麦生产、后备品种对秆锈病的抗性,于2015年用小麦秆锈菌生理小种21C3CTHTM、34C3RTGQM及混合小种对190份国外小麦材料和100份黑龙江省小麦材料进行田间成株期秆锈病抗性鉴定。结果表明,190份国外小麦材料中有169份对所有供试菌种表现出抗性,其中表现免疫的有119份,表现高抗的有50份;100份黑龙江小麦材料中有71份对所有供试菌种表现出抗性,其中表现免疫的有45份,表现高抗的有23份,表现高抗-中抗的有3份。国外小麦材料和黑龙江小麦材料对我国小麦秆锈菌的抗性较高,但仍有部分国外小麦材料和部分黑龙江小麦材料对我国小麦秆锈菌表现出高度感病,这种现象应得到重视。     

西藏青稞和小麦品种的条锈病抗性鉴定

为明确西藏青稞、小麦品种的条锈病抗性水平,以合理利用抗病品种防控条锈病,采用常规接种法,利用当前西藏大麦条锈菌的流行菌系PSH1和PSH2、小麦条锈菌的流行小种CYR33和CYR32,分别对供试的15个青稞、26个小麦品种在温室进行苗期、成株期抗条锈病鉴定,并分析其抗性水平与抗性类型。结果发现,15个供试青稞品种中,仅喜马拉21号对大麦条锈菌菌系PSH1、PSH2兼具苗期和成株期抗性,15个均对小麦条锈菌小种CYR33、CYR32表现抗病。26个供试小麦品种中,19个对小麦条锈菌小种CYR33和CYR32兼具苗期抗性和成株期抗性,所有供试小麦对大麦条锈菌菌系PSH1、PSH2均表现抗病。     

中国小麦主要抗叶锈病基因的有效性评价

为了给小麦抗叶锈基因的发掘和利用提供理论指导,对目前我国小麦主要抗叶锈病基因的有效性进行了评价。认为Lr1、Lr3、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr14a、Lr16和Lr26等基因单独应用已基本失效,但与Lr13和Lr34等合适的基因组合起来能够表现出残余的抗病作用;Lr9、Lr19、Lr24和Lr38等是典型的垂直抗病性基因,应慎重应用;虽然Lr13具有慢锈性、Lr23表现免疫,但这两个基因均对致病类型有专化性,遇到毒性致病类型时慢锈性或免疫特性均会失效。认为目前我国小麦中对叶锈病起抵抗作用的主要是Lr12、Lr13、Lr23、Lr34和Lr35等成株抗病基因、某些未知基因和水平抗病性基因。