小麦抗白粉病基因定位和抗性评价研究进展

小麦抗白粉病基因定位和抗性评价研究进展谢皓,陈孝（北京农学院农学系,北京１０２２０６）（中国农科院作物所,北京１０００８１）小麦白粉病（Ｅｒｙｓｉｐｈｅｇｒａｍｉｎｉｓｆ．ｓｐ．ｔｒｉｔｉｃｉ）是一种世界性病害,过去主要发生在冷凉、潮湿、多雨地区。近...     

普通小麦新种质N0324白粉病抗性基因的染色体定位

白粉病是影响小麦高产和稳产的重要病害之一。普通小麦种质N0324对小麦白粉病表现为高抗至免疫,为了定位它所携带抗白粉病基因的染色体位置,对其苗期白粉病抗性进行了遗传分析。N0324和陕优225对白粉病生理小种E09分别表现为高抗和高感,二者杂交F1代表现高感,F2代抗病植株和感病植株的分离比例均符合期望的分离比例1∶3;一套感白粉病普通小麦阿勃缺(单)体系与N0324杂交,F1代植株均表现高感白粉病,F2代抗病植株和感病植株的分离比例除组合阿勃2BM×N0324偏离期望比例1∶3外,其余组合F2代抗病植株和感病植株的分离比例均符合期望比例1∶3,结果表明,N0324携带的隐性抗白粉病基因位于小麦2B染色体上。     

小麦白粉病已知抗性基因的效应及评价

1985—1988年间,分别用四川各地的小麦白粉菌混合菌株接种在含有已知抗白粉病基因的小麦品种上,鉴定其幼苗期及成株期的抗白粉病性能。据测知：Pm4a、Pm4b、Pm2x抗性基因在四川是高效的。Pm2+Pm6基因组合虽然有效,但品种间可能由于遗传背景不同,表型的发病轻重出现差异。M1d+Pm2基因组合有效,控制抗性较为稳定。Pm2抗性基因一般有效,也有品种表现中感。Pm8基因在四川的有效性已大为减低,但若导入Pm4或Pm2x等其他有效基因,构成新的基因组合,仍具有高效性。含有“XBD”基因的我国新疆小白冬麦,不同年度间表现免疫或中抗。含有其他已知抗性基因（Pm 1、3、5、6、7、9、M1i）的品种,各年间均表现高感或中感。试验中还测定了贵白64号等白粉菌株的毒性,该菌株具有能克服Pm4a和Pm4b,但不能克服“XBD”抗性基因的毒性基因。     

小麦白粉病抗性基因的研究进展

综述了小麦白粉病抗病研究的最新进展，介绍了抗白粉病基因的来源、定位及代表品种，简述了分子标记在小麦白粉病抗性研究中的应用，并对小麦白粉病抗性基因的应用前景进行了预测。     

小麦白粉病抗源材料抗性基因鉴定

１９９４年从河北省各地采集小麦白粉菌单菌系１５２个，测定了Ｐｍｌ、Ｐｍ２、Ｐｍ３ａ、Ｐｍ３ｂ、Ｐｍ３ｃ、Ｐｍ４ａ、Ｐｍ４ｂ、Ｐｍ５、Ｐｍ６、Ｐｍ７、Ｐｍ８、Ｐｍ１＋２＋９、Ｐｍ１７、Ｐｍ２＋６１４个已知抗白粉病基因的抗性，明确了河北省有效的已知抗性基因的Ｐｍ２、Ｐｍ４ａ、Ｐｍ４ｂ、Ｐｍ２＋６、Ｐｍ１７、Ｐｍ４ｂ的抗性最强，有毒菌性占总菌株数的百分率仅为３．９％。     

68个主推小麦品种的白粉病抗性分析及基因推导

【目的】对中国68个主推小麦品种进行抗白粉病分析和基因推导,为白粉病流行预警和防治提供依据。【方法】2011年春季在西南、西北、长江中下游、华北、黄淮和新疆麦区等12个省（自治区）采集1 094个单孢子堆白粉病菌株,并用每个菌株分别接种68个品种离体叶段进行抗感性测定;应用NTSYSpc2.10e软件对表型抗感性数据进行UPGAMA（unweighted pair group arithmetic mean analysis）聚类分析;用实验室长期收集保存的31个毒谱不同的菌株作为鉴别菌株对30个含已知抗白粉病基因材料和68个主推品种的离体叶段进行接种,比较68个品种和单基因材料对31个鉴别菌株的抗性谱,从而推导68个主推品种所含的抗白粉病基因。【结果】抗性测定结果表明,品种间抗谱存在明显差异。内麦8号、内麦9号和绵麦37抗谱宽,对各省菌群的抗性频率均大于99%;济麦22、扬麦11、扬麦12、扬麦13和轮选987等5个品种抗性频率在70%—90%;有54个品种的抗性频率小于40%,占供试品种总数的79.4%,表明大部分主推品种的抗性已被克服。某品种对该品种推广种植区域菌群的抗性频率低于对其它非种植区域菌群的抗性频率。聚类分析可将68个品种分成4大类,第I类包括6个品种,其中5个品种抗性频率在40%—70%;第II类包括7个品种,抗性频率均大于70%;第III类包括54个品种,抗性频率均小于40%;第IV类包括1个品种,抗性频率为46.1%;聚类显示来自于同一省的品种、抗性频率相近的品种具有相似或相近的抗性遗传背景。基因推导表明,内麦8号、内麦9号含有Pm21,偃展4110、新麦208和扬麦11均含有Pm4b;济麦22含有Pm2+ta;其余品种含有其它未知抗白粉病因子。【结论】当前中国主推小麦品种中近80%的品种对全国白粉病菌群的抗性频率不高,特别是就单个品种而言,对该品种种植区的白粉菌群抗性频率更低,存在小麦白粉病在条件适合时暴发流行的风险,必须加强病害预警。同省品种的抗性频率聚类大多聚到同一组,说明同省品种的抗源异质性不高,中国小麦白粉病育种应该引进更丰富抗源。     

黑麦染色体对小麦籽粒胚乳发育结构的影响

利用小麦-黑麦的7个附加系为材料,研究了黑麦染色体对籽粒淀粉粒的形成和胚乳细胞数目多少的影响。结果表明,不同的黑麦染色体对淀粉粒的形成有不同的影响,其中4R、6R、7R上可能携载有籽粒皱缩的基因,导致籽粒的不饱满特性。同时不同的黑麦染色体对胚乳细胞分裂持续期和胚乳细胞数的影响也有差异,其中1R和3R可缩短,2R、5R和7R可适当延长胚乳细胞分裂持续期,6R和1R能增加,2R和7R能降低最大胚乳细胞数;各黑麦染色体以不同的方式影响胚乳细胞发育,阻碍淀粉的积累;利用黑麦染色体种质改良小麦,增加其库容能力,关键在授粉后21d内胚乳的形成和发育。     

研究发现小麦白粉病抗性基因

<正>南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室陈佩度教授领导的研究小组发现了簇毛麦抗白粉病基因Pm21中的一个关键成员Stpk-V,此基因赋予了小麦白粉病抗性。该研究结果发表在最新一期的《国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。     

小麦抗白粉病基因的定位及其在育种中的应用研究进展

小麦白粉病是威胁小麦生产的重要病害之一。培育抗病品种是防治该病最为经济、安全和有效的途径。到目前为止,已有32个主效抗白粉病基因被定位在小麦不同的染色体上。本文对小麦抗白粉病基因的染色体定位、来源和利用等进行综述,并对小麦抗白粉病育种的策略进行了探讨。     

2个小麦品系抗白粉病基因的分子鉴定

小麦品系郑91138-16-2-13-12和郑315是从国内小麦品种资源中筛选出的抗白粉病材料,经多年田间鉴定表现为高抗或免疫。本研究利用Pm4,Pm13,Pm21的分子标记对这2个品系进行PCR分析,结果表明,这2个品系均携带Pm4基因,不含Pm13和Pm21基因,为该品种的合理利用提供了理论依据。     

小麦不同品系白粉病抗性的鉴定

通过田间自然发病和人工接种鉴定,对2003年从华北北部203份材料中选育出来的抗病性、丰产性好的48份材料再次进行成株期和苗期抗白粉病鉴定。鉴定结果:成株期免疫材料有24份,高抗材料9份,中抗材料6份。苗期无免疫材料,有高抗材料31份,中抗材料10份。     

绿豆白粉病的遗传

本文以白粉病敏感品种UT1和抗性品种组成的5个杂交组合为材料,研究了绿豆白粉病的遗传模式和遗传力。结果表明：UT1为白粉病高敏感品种,VC3528A和VC1560A为高抗品种,VC3890A和VC1482A为抗性品种,而VC3543A为中抗材料;白粉病在3个组合中由单个显性基因控制,但在一个组合中由两个显性基因控制,在组合3中,白粉病为多基因控制,遗传力为40.31%。     

小麦品种云麦52白粉病和条锈病抗性基因检测

云麦52系1992年用6AL/6VS易位系92R149作抗病亲本,2007年审定并推广应用的小麦品种,目前仍高抗条锈病、对白粉病表现免疫.为了解其抗病基因,以云麦52为父本与感条锈病和白粉病的小麦不育系K78S杂交构建了F2群体,对双亲、杂种F1和F2群体的抗性鉴定结果表明,杂种F1对条锈病和白粉病均表现免疫,F2群体的白粉病和条锈病抗、感分离比经卡方测验均符合3∶1,表明云麦52携带1个条锈病显性抗性基因和1个白粉病显性抗性基因.进一步用白粉病抗性基因Pm21的共分离标记SCAR1400和与条锈病抗病基因Yr26紧密连锁的标记XWe173和Xbarc181检测,亲本间和抗、感基因池间在相同位点上都扩增出多态性条带,用已知表型单株验证,表型与基因型极显著相关,SCAR1400、XWe173和Xbarc 181检测准确率分别为100％、97.91％和92.70％,因此,云麦52的抗白粉病基因为Pm21,抗条锈病基因为Yr26,均来自于6AL/6VS易位系92R149.此外,该研究结果也证明Pm21和Yr26是具有持久抗性的抗病基因.     

两个小麦生产品种抗白粉病遗传分析

以感病品种豫麦49作母本,抗病品种周麦12和藁麦8901作父本配制杂交组合,获得杂种F1代,F1代植株自交获得F2代种子,F1代植株与豫麦49回交获得BC1代种子。在人工控制条件下,用河南省小麦白粉病菌GY01单孢菌系,分别对F1、F2、BC1代及其亲本的幼苗进行人工接种,研究它们的抗性表现和杂交后代中抗白粉病的分离情况。结果表明,周麦12对GY01的抗性由1对显性基因和1对隐性基因互补控制;藁麦8901对GY01的抗性由1对显性基因控制。     

河南省农科院小麦抗白粉病基因研究进展

总结了河南省农科院植保所近10年来在小麦抗白粉病基因分子标记鉴定、遗传图谱构建和抗白粉病相关基因克隆方面的研究进展,并分析了存在的问题。     

Identification of Co-Segregating RAPD Marker Linked to Powdery Mildew Resistance Gene Pm 18 in Wheat

The Pm18 gene of wheat confers resistance to the powdery mildew which is oneof the most serious diseases in many regions of the world. In this study, bulked segregant analysis (BSA) was used to develop randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) markers linked to Pml8 gene. Three hundred and twenty decamer primers were screened and one of them was identified as RAPD marker (S411600) linked to Pml8. Using the F2 mapping population from the cross Pml8 × Chancellor, the marker S411600 was shown to co-segregate with the gene Pml8. This marker can be conveniently used for marker-assisted selection in wheat breeding programs for the identification or pyramiding of Pml8 with other resistance genes.     

安徽省小麦品种对白粉病的抗性分析

[目的]明确安徽省正试和预试品种对小麦白粉病的抗性水平。[方法]采用田间人工接种鉴定的方法,连续3年对供试的小麦品种进行了抗性鉴定。[结果]2010年参试品种对白粉病表现高感的品种占30%,中感品种占53%,中抗品种占17%;2011年高感品种占42%,中感品种占47%,中抗品种占11%;2012年表现为高感的品种占11%,中感品种占57%,中抗品种占32%。[结论]为引导育种方向及品种审定提供了理论依据。     

茉莉酸甲酯诱导的小麦白粉病抗性与9个抗病相关基因表达间的关系

[目的]为了明确茉莉酸对小麦白粉病抗性的诱导作用和对抗病相关基因的激活作用,以及抗病性变化与基因表达变化之间的相关性,探索小麦抗白粉病分子机理。[方法]以田间表现不同的代表性感白粉病小麦品种＂中国春＂、＂濮麦9号＂和＂周麦18＂为材料,用茉莉酸甲酯（methyljasmonate,MeJA）处理小麦幼苗叶片进行诱导,通过离体叶段培养法接种白粉菌（Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt）进行抗性鉴定;用实时定量PCR技术检测叶片中PR1（PR1.1）、PR2（β,1-3葡聚糖苷酶）、PR3（几丁质酶）、PR4、PR5（类甜蛋白）、PR9（TaPERO,过氧化物酶）、PR10、TaGLP2a（类胚素蛋白）和Ta-JA2（茉莉酸甲酯诱导蛋白）基因的表达变化。[结果]MeJA处理可以显著提高＂中国春＂、＂濮麦9号＂和＂周麦18＂对白粉菌的抗性水平。诱导抗性可以从MeJA处理后12～96h检测到,24h达到峰值。虽然存在一定差异,但MeJA对3个品种中除TaGLP2a外的8个抗病相关基因的表达有显著激活作用,在处理12、24或48h后达到峰值。MeJA对PR9和PR1的诱导作用最强,可达100倍,对PR2、PR4、PR5、PR3、PR10和Ta-JA2的诱导作用强,可达10-70倍;对TaGLP2a没有明显作用。茉莉酸诱导的抗病性提高与8个抗病相关基因的表达增强呈正相关。[结论]茉莉酸诱导的抗病性增强与抗病相关基因的表达增强呈正相关,茉莉酸信号传导途径在小麦抗白粉病反应中起作用,对这一途径的调控可提高小麦的白粉病抗性。