小麦白粉病抗源材料的有效抗病基因分析

采用携带有不同毒性基因的白粉菌菌株进行苗期接种，通过与已知抗病基因材料抗谱的相似性比较分析，对３０多个小麦抗白粉病材料的有效抗病基因进行了测定，其中１份抗源材料具Ｐｍ２＋６；７份具Ｐｍ４ａ；１０份具Ｐｍ４ｂ；２份具Ｐｍ５；４份与小白冬麦的抗性相同，小白冬麦含有一特定的抗病基因；另外有８份材料的抗谱异于所供试的所有已知基因系，从中可能鉴定出新的抗病类型     

小麦品系抗小麦白粉病基因分子标记鉴定

利用与3个抗小麦白粉病基因(PmPS5A, PmPS5B, PmY39)连锁的微卫星标记对分别由波斯小麦PS5和（或）小伞山羊草Y39衍生的72个小麦抗病品系进行了抗白粉病基因鉴定。在24个由波斯小麦PS5和小伞山羊草Y39合成的双二倍体Am9衍生的品系中,有2个品系含有PmPS5A的标记,有19个品系含有PmPS5B的标记,有7个品系含有PmY39的标记,还有     

小麦新品种济麦22抗白粉病基因的分子标记定位

为明确济麦22携带抗白粉病基因的染色体位置,利用济麦22与感病亲本中国春杂交,用小麦白粉菌(Blumeria graminis f. sp. tritici)强毒性小种E20对F₂抗、感分离群体和F_2:3家系进行抗病鉴定和遗传分析。结果表明,济麦22携带1个显性抗白粉病基因, 暂被命名为PmJM22。运用SSR和EST标记及分离群体分组分析法(bulked segregant analysis, BSA),将其定位在2BL染色体上,与4个SSR和5个EST标记间的连锁距离为7.7 cM (Xwmc149)到31.3 cM (Xbarc101)。通过分析2BL上其他抗白粉病基因的来源、染色体位置和抗性反应,认为PmJM22不同于Pm6、Pm26、Pm33和MlZec1。     

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。     

小麦品种“唐麦4号”抗白粉病基因的分子标记与染色体定位

唐麦4号是对小麦白粉病(Blumeria graminis f. sp. tritici)具有良好抗性的T1BL·1RS育成品种, 遗传分析结果表明, 唐麦4号携带1个抗白粉病半显性单基因, 暂命名为PmTm4。采用唐麦4号为抗病亲本的杂交组合(唐麦4号/Clement)F2代抗、感病分离群体和F3代家系, 利用集群分离分析法(BSA)建立了与PmTm4连锁的分子标记连锁图Xcau12—Xgwm611—PmTm4—XEST92—Xbarc1073—Xbarc82—Xwmc276。根据小麦7BL连锁图的标记顺序和抗白粉病基因连锁标记在中国春缺体-四体、双端体和缺失系上的定位结果, 将PmTm4基因定位于小麦7BL染色体臂末端。以上研究结果为唐麦4号抗白粉病基因在育种中的利用、分子标记辅助选择和基因累加提供了便利。     

来自野生二粒小麦的抗白粉病基因PmAS846及其染色体定位和分子标记分析

N9738是经抗性定向选择和农艺性状筛选所培育的抗白粉病普通小麦新种质,携带来自野生二粒小麦As846的抗白粉病基因PmAS846,在苗期和成株期高抗白粉菌生理小种E09和陕西关中地区流行菌系,本研究对该种质携带的抗白粉病基因进行了染色体定位和分子标记分析。对N9738和高感小麦白粉病的普通小麦品种辉县红杂交的F₁、F₂代分离群体和F_2:3代家系进行白粉病抗性鉴定和遗传分析证实,N9738苗期抗性由1个显性抗白粉病基因控制,单(缺)体分析将该基因定位在小麦5B染色体上。采用位于5B染色体的分子标记结合集群分离分析法(BSA法)分析,筛选出与PmAS846连锁的11个SSR标记和2个EST-STS标记,PmAS846两翼的SSR标记Xgwp3191和Xfcp1与该基因的遗传距离分别为7.3 cM和1.8 cM,EST-STS标记BF202652和BF482522与该基因的遗传距离均为5.1 cM。根据该基因两翼SSR标记对中国春5B染色体缺失系(Bin系)的分析将其定位在5B染色体长臂0.75~0.76区域。研究结果为PmAS846的分子标记辅助选择和精细定位奠定了基础。     

小麦品种中梁21抗条锈病基因遗传分析与SSR标记定位

用7个我国当前流行的条锈菌生理小种评价中梁21的苗期条锈抗性,结果表明该品种对我国优势流行小种具有良好的抗性。采用CYR30小种对中梁21与铭贤169杂交的F₁、BC₁、F₂及F₃代群体进行遗传分析,并利用SSR分子标记进行遗传作图,发现中梁21对CYR30的抗性由1个显性基因控制,暂命名为Yrzhong21。该基因与位于小麦5AL染色体上的10个SSR位点Xgwm186、Xbarc165、Xwmc795、Xbarc40、Xgwm156、Xgwm617、Xwmc415、Xbarc151、Xwmc338和Xgwm666连锁,其中最近的侧翼位点为Xgwm186和Xbarc165,其遗传距离分别是7.5 cM和2.7 cM。系谱分析及结合分子标记结果表明,该基因可能来自Ciemenp。与已定位于5A染色体上的抗条锈病基因的比较表明,Yrzhong21可能是一个抗条锈病的新基因。用标记Xgwm186和Xbarc165检测中梁系列品种,其中仅17%扩增到与中梁21相同的位点,表明该基因在抗条锈病育种中可能有很大的应用潜力。     

小麦地方品种小白冬麦抗白粉病基因分子标记

小麦农家品种小白冬麦对小麦白粉病具有良好抗性,对病原菌拥有较广的抗谱,并与其他已知抗白粉病基因的抗谱不同,遗传分析证实小白冬麦的苗期抗性由一个隐性抗白粉病基因控制。为了寻找与小白冬麦所携带抗白粉病基因连锁的分子标记,采用小白冬麦和感病品种Chancellor(CC)正反交组合,在2个F₂群体125和107个单株上进行验证。结果显示,抗白粉病基因mlxbd与引物Xgwm577、Xgwm1267等紧密连锁,通过中国春及其第7部分同源群缺体-四体系,双端体系和缺失系将其定位在7B染色体长臂末端区域(7BL-10,Bin 0.78~1.00), 利用与mlxbd最近的引物Xgwm577扩增23个含有已知抗白粉病基因的小麦品种,检测发现这个引物不能单独用于分子标记辅助选择育种。     

小麦白粉菌寄主范围研究初报

人工接种及田间调查的结果表明，采自河南和陕西的小麦白粉菌系能正常地侵染７属２３种禾本科植物。其中有６属１１种禾草为国内首次报道的该菌寄主。连同前人的研究，目前发现的我国小麦白偻菌寄主植物已达１０属３１种。从小麦属各植物材料对小麦白粉菌的感染情况，进一步支持了小麦属的现代分类理论。     

山东省和河北省小麦白粉菌毒性与遗传多样性分析

由Blumeria graminis f. sp. tritici引起的白粉病是危害我国小麦安全生产的重要病害之一。分析菌株毒性结构和抗病基因有效性对于利用寄主控制白粉病具有重要意义。本研究对2011年从山东和河北两省分离的41个菌株进行了毒性分析,并采用SSR标记对其遗传多样性进行了分析。测试菌株的毒性频率在0.35 (Bg40-2,山东烟台)至0.74 (Bg46-1,山东平度)之间。山东省菌株的平均毒性频率与河北省菌株没有显著差异。除别菌株外(例如Pm17),山东省和河北省的菌株对大多数抗病基因的毒性差异不大。全部测试菌株对来自地方品种齿牙糙的Pm24基因都没有毒性。极少数菌株对Pm1c、Pm16、Pm20、PmH和Mlxbd的毒性频率低于0.1,在河北省邯郸市和黄骅市发现对Pm21基因具有毒性的菌株,但在山东省没有检测到对Pm21具有毒性的菌株。对Pm5e、 Pm6、 Pm12、 Pm13、 Pm17、 Pm40、 Pm2+6和Pm5+6的毒性频率在0.18~0.48之间,对Pm1a、 Pm3a、 Pm3c、P m3g、 Pm4a、 Pm4b、 Pm5a、 Pm7、 Pm8、 Pm19、 Pm33、 Pm43、 PmY39、 PmPS5A和Pm1+2+9的毒性频率超过0.6。遗传多样性分析可见,小麦白粉菌群体的遗传变异主要发生在群体内部,菌株间具有一定程度的基因交流。同一地点采集的不同单孢分离菌株有些可聚为一类,但有些不能聚为一类,说明其遗传基础可能存在差异。供试菌株对不同抗病基因的毒性多态性与DNA多态性之间不存在一一对应的关系。     

小麦白粉病菌诱导的TaWRKY34基因的鉴定与分析

WRKY转录因子在植物抗病防卫反应中发挥重要作用。利用cDNA宏阵列(macroarray)和RT-PCR相结合的方法,从小麦全长cDNA文库的WRKY转录因子中筛选出一个应答小麦白粉病菌胁迫的TaWRKY34转录因子,该基因编码464个氨基酸。染色体定位分析表明,该转录因子位于小麦第一同源群染色体的短臂上,并且只在细胞核中表达。其蛋白序列与拟南芥、大麦和葡萄抗病相关WRKY转录因子的亲缘关系较近,与其中的3个WRKY基因具有相似的表达模式。TaWRKY34在Pm16/北京8377抗白粉病近等基因系中,对小麦白粉病菌、水杨酸和茉莉酸诱导的表达模式存在差异。TaWRKY34可能与小麦对白粉菌的抗性有关。     

若干小麦抗白粉病品系的有效抗病基因的测定

采用具有不同毒性基因的白粉菌菌株进行苗期接种，通过与已知抗病基因材料抗谱的相似性比较，对１７个抗白粉病育种品系的有效抗病基因进行了分析，其中３个阿拉拉特小麦杂种后代品系、４个Ｖ．Ｐ．Ｍ系统的杂种后代品系及另外１个杂交组合的后代品系含主效抗病基因Ｐｍ２；４个具有Ｖ．Ｐ．Ｍ或Ｃ３９血缘的品系及另外１个品系含主效抗病基因Ｐｍ４ ｂ；１个品系含Ｐｍ２＋６；２个普通小麦－黑麦６Ｄ／６Ｒ代换系的抗谱相似，且不     

小麦Pm21基因调控的白粉菌早期侵染抑制和寄主细胞反应

携带抗白粉病基因Pm21的小麦材料对白粉病免疫,叶片可见坏死斑。苗期人工接种小麦白粉菌(Blumeria graminis f. sp. tritici)和病原侵染初期的细胞学观察表明,在互作位点,携带Pm21基因的抗病材料上表皮细胞乳突形成时间与感病对照差异不明显,但乳突的大小、致密度、持续时间及乳突中H₂O₂染色较对照有明显差异,并由此显著降低白粉菌的侵入频率。抗病材料上发生多次侵染未成功导致白粉菌附着胞畸形。对于少数成功侵入并形成吸器的白粉菌,抗病材料表皮细胞发生过敏性反应,限制白粉菌吸器和二级菌丝的发展。因此,Pm21调控的白粉病抗病反应在细胞水平上表现为细胞壁加固和过敏性反应的发生。     

拮抗细菌A2菌株的鉴定及其对小麦白粉病的防治效果

为适应现代无公害农业的发展,针对小麦白粉病的防治,从保护地土壤中分离得到一株生防细菌A2。通过形态学特征、生理生化特性的观察和测定,结合16S rDNA序列分析并构建系统发育树,对菌株A2进行了初步鉴定。同时,以清水为对照,测定了菌株A2对3432品种小麦白粉病的防治效果。结果显示该菌株主要特征是菌体杆状,内生芽孢、芽孢卵圆形,革兰氏染色阳性,好氧,接触酶反应、乙酰甲基甲醇实验为阳性,能利用柠檬酸盐;该菌株与亲缘关系较近菌株B.subtilis isolate G8的同源性达99%。结合以上两点,将菌株A2初步鉴定为枯草芽孢杆菌（B. subtilis）。防效实验显示菌株A2发酵液处理最好防治效果为72.22%;无菌滤液处理最好防治效果为29.24%,与对照相比均具有显著性差异（α=0.05）。表明,拮抗菌株A2菌体与代谢产物对小麦白粉病都具有较强的防治作用,为研制型、无毒、无公害生物农药提供了依据。     

Chromosomal location of powdery mildew resistance gene Pm16 in wheat using SSR marker analysis

The use of resistant cultivars is a most economical way to control powdery mildew (Blumeria graminis f.sp. tritici) in wheat (Triticum aestivum L.). Identification of molecular markers closely linked to resistance genes can greatly increase the efficiency of pyramiding resistance genes in wheat cultivars. The objective of this study was to identify molecular markers closely linked lo the powdery mildew resistance gene Pm16. An F₂ population with 156 progeny was produced from the cross‘Chancellor’(susceptible) ב70281’ (resistant), A total of 45 SSR markers on chromosomes 4A and 5B of wheat and 15 SSRs on chromosome 3 of rice was used lo lest the parents, as well as the resistant and susceptible bulks: the resulting polymorphic markers were used to genotype the F₂ progeny. Results indicated that the SSR marker Xgwm159, located on the short arm of chromosome 5B, is closely linked to Pm16 (genetic distance: 5.3 CM). The cytogenetical data presented in an original report, in combination with this molecular analysis, suggests that Pm16 may he located on a translocated 4A.5BS chromosome.     

Inheritance of the Powdery Mildew Resistance Gene Pm9 in Relation to Pm1 and Pm2 of Wheat

The inheritance of the powdery mildew resistance gene Pm9 originating from the hexaploid spring wheat cultivar ‘Normandie’ was analyzed in relation to Pm1 and Pm2. Two leaf segments of individual P_1?, P_2?, F_1? and F₂-plants of the cross ‘Normandie’ (Pm1, 2, 9) בFederation’ (no known Pm gene) were inoculated separately with two powdery mildew isolates. Using powdery mildew isolate No. 6 virulent for Pm1 and Pm2 but avirulent for Pm9, a 1 resistant (r): 3 susceptible (s) F₂-segregation was found for the Pm9 gene. Using powdery mildew isolate No. 3 virulent for Pm1 and Pm9 but avirulent for Pm2, a 3 (r): 1 (s) F₂-segregation was found for the Pm2 gene. Combining the data of both experiments (leaf segments of identical plants had been used), a 9 (sr): 3 (ss): 3 (rr): 1 (rs) segregation resulted for the F₂ of this cross: therefore, independent inheritance of the genes Pm2 and Pm9 can be concluded. Similarly, the cross ‘Mephisto’ (Pm1, 2, 9) בAmor’ (no known Pm gene) was analyzed. The Pm9 gene again showed a monogenically recessive inheritance, whereas Pm1 showed a monogenically intermediate segregation upon inoculation with powdery mildew isolate No. 9a virulent for Pm2 and Pm9 but avirulent for Pm1. Combining the single gene segregations, linkage between both genes was found among the progenies. A distance of 8.5 cM was calculated. Analyzing a set of spring wheat cultivars with seven defined powdery mildew isolates, the presence of Pm1, Pm2 and Pm9 in these lines was verified; in most cases, Pm1 occurred together with Pm9.     

利用表达分析和基因沉默方法研究硫代硫酸硫转移酶基因TaTST与小麦抗白粉病反应的关系

硫代硫酸硫转移酶参与植物体内的硫代谢、氰化物的清除以及活性氧的生成与清除,与植物抗病反应密切相关。小麦抗、感白粉病近等基因系材料在接种白粉菌后均诱导表达硫代硫酸硫转移酶基因TaTST,并在接种后0~48 h内呈现2次诱导峰值,分别与白粉菌初次接触识别和附着胞侵入、吸器形成时间相对应,也与2次氧突发时间对应。TaTST在感病材料上的诱导表达水平明显高于在抗病材料上,由此导致的活性氧过度清除可能是导致感病反应的原因之一。TaTST也参与抗病反应过程。利用病毒诱导的基因沉默技术(virus-induced gene silencing, VIGS)创造了TaTST基因沉默的抗病植株。尽管充分发病时间后沉默植株叶片上并未观察到肉眼可见的病斑,但侵染早期白粉菌成功侵入频率的增加和次级菌丝的有限伸长说明TaTST沉默植株抗病水平下降。TaTST沉默导致乳突致密度下降和H₂O₂在细胞内的扩散时间延迟。因此,TaTST可能通过调节活性氧的积累和扩散、乳突的形成等小麦-白粉菌互作早期的寄主细胞反应而参与小麦对白粉菌的抗侵入过程。