小麦抗白粉病基因Pm13的标记辅助选择

选用滚动式加代回交转育抗白粉病育种圃中含有 Pm13抗白粉病基因的18个杂交组合,结合温室抗病性鉴定,利用与 Pm13基因紧密连锁的 SCAR 标记对 Pm13抗白粉病基因进行了分子鉴定。试验结果表明,Pm13基因在不同的遗传背景下对北京地区优势白粉病菌15号小种表现抵抗。对18个组合处于不同遗传世代的68个抗感单株的分子标记鉴定结果与抗病性鉴定结果具有高度的一致性,抗病植株中均可以扩增出575bp 的 DNA 片段,而感病植株没有扩增产物。利用这一 SCAR 标记对 Pm13基因进行检测具有快速、准确、可靠的优点,可应用于小麦抗白粉病育种中的标记辅助选择和抗白粉病基因的积累。     

分子标记选择小麦抗白粉病基因Pm4b、Pm13和Pm21聚合体

 培育多个抗病基因聚合的小麦品种是提高其抗病广谱性和持久性的有效途径之一。利用小麦抗白粉病基因Pm4、Pm13、Pm2 1的特异PCR标记 ,对含有Pm4b、Pm13、Pm2 1的小麦品系复合杂交F2 代 4 0个植株进行检测 ,从中选择到Pm4b +Pm13+Pm2 13个基因聚合的抗病植株 11个 ,检测、选择到Pm4b +Pm13、Pm4b +Pm2 1、Pm13+Pm2 12个基因聚合的抗病植株 19个 ,为持久、广谱抗病小麦育种奠定了基础。研究还表明 ,3个独立的显性抗病基因在F2 代分离群体中的分离比例基本符合孟德尔独立分配定律 ,在小麦背景下的遗传稳定性 ,与该基因供体和普通小麦的亲缘关系密切相关 ,亲缘关系越远 ,丢失的概率越大。因此 ,在育种过程中对外源基因鉴定和跟踪非常必要     

小麦抗白粉病基因Pm23分子标记的初步鉴定

根据植物抗病基因的保守结构,合成7对特异引物,用感病品种Chanceller作对照,对12个含不同抗白粉病基因的小麦品系进行PCR分析,结果只有1对引物(3LR 3LF)在Pm23的载体品系中扩增出稳定的多态性片段,对该片段进行回收、克隆、测序,全长为253bp。经同源性分析发现,该特异性片段与大麦Ty3-gypsy类反转录转座子基因部分序列有87%的同源性,属于反转录转座子类标记。     

小麦抗白粉病基因Pm21连锁标记的比较与应用

【目的】探讨与Pm21基因共分离的共显性标记CINAU15902和CINAU161650在育种实践中应用的可行性。【方法】利用8个已知Pm21基因型的小麦品种（系）,将共显性标记CINAU15902和CINAU161650与显性标记SCAR1400在不同遗传背景下的稳定性以及检测效率进行比较。【结果】共显性标记CINAU161650稳定可靠,可有效区分Pm21的纯合和杂合基因型。在利用CINAU161650辅助选择的3个株系中,BC-1-特2株系共116个单株,筛选出纯合抗病单株37个;BC-1-特6株系共206个单株,筛选出纯合抗病单株49个;BC-1-特10株系共28个单株,筛选出纯合抗病单株10个。【结论】在抗白粉病育种中,利用共显性标记CINAU161650对Pm21基因进行辅助选择是高效可行的。     

小麦抗白粉病基因Pm21连锁标记的比较与应用

【目的】探讨与Pm21基因共分离的共显性标记CINAU15902和CINAU161650在育种实践中应用的可行性。【方法】利用8个已知Pm21基因型的小麦品种（系）,将共显性标记CINAU15902和CINAU161650与显性标记SCAR1400在不同遗传背景下的稳定性以及检测效率进行比较。【结果】共显性标记CINAU161650稳定可靠,可有效区分Pm21的纯合和杂合基因型。在利用CINAU161650辅助选择的3个株系中,BC-1-特2株系共116个单株,筛选出纯合抗病单株37个;BC-1-特6株系共206个单株,筛选出纯合抗病单株49个;BC-1-特10株系共28个单株,筛选出纯合抗病单株10个。【结论】在抗白粉病育种中,利用共显性标记CINAU161650对Pm21基因进行辅助选择是高效可行的。     

小麦种质抗白粉病基因的分子标记检测

[目的]促进小麦抗白粉病基因材料在小麦育种及生产中的应用。[方法]利用STS、SCAR和SSR标记有效检测124个小麦品种资源中Pm21、Pm30、Pm34 3个类型抗白粉病基因的分布。[结果]124份亲本材料中,7份材料含有Pm21基因(占5.65%),16份材料含有Pm30基因(占12.9%),4份材料含有Pm34基因(占3.23%);以2种抗性基因聚合形式存在的共有2种类型:其中1份材料含有Pm21+Pm30(占0.81%),1份材料含有Pm30+Pm34(占0.81%);没有发现以Pm21+Pm34 2种抗性基因聚合形式和Pm21+Pm30+Pm34 3种抗性基因聚合形式存在的类型。[结论]利用与抗白粉病基因Pm21、Pm30和Pm34连锁的特异标记对品种资源进行检测,可为小麦育种提供广谱、持久抗病的新材料。     

小麦抗白粉病基因 Pm13的 SSR 标记筛选

为筛选与抗白粉病基因 Pm13紧密连锁的分子标记,以携带 Pm13的抗病品系中大01与感病品系金光588为亲本进行杂交,获得 F1、F2分离群体和 F2：3家系,利用分离群体分组分析法（BSA）进行 SSR 标记分析。结果表明,中大01携带的 Pm13基因位于3BS 染色体,5个 SSR 标记BE398268、wmc674、cfa2226、gwm533．1和 BE471274与 Pm13连锁,遗传距离分别为0·5、0·8、1·6、13·2、52·1 cM,其中紧密连锁的标记 BE398268、wmc674和 cfa2226可用于该基因的分子标记辅助选择。     

小麦抗白粉病基因Pm13和Pm21的多重PCR检测

为了促进小麦抗白粉病基因聚合体材料在小麦育种及生产中的应用,利用与抗白粉病基因Pm21和Pm 13连锁的特异标记,在含有抗白粉病基因Pm 21和Pm 13的杂交F4代群体中随机挑选114个单株分别进行单一和多重PCR检测.结果表明,多重与单一PCR检测结果一致,在114个供试单株中,有5株具有Pm 21,74株具有Pm 13的特异标记,其中4个单株同时具有Pm 21和Pm 13的特异标记.与抗白粉病基因Pm 21和Pm 13连锁的特异标记可以用于对Pm 21和Pm 13的多重PCR检测,更加快速地检测出含有抗病基因Pm 21和Pm 13的累加体,有效应用于辅助选择育种.     

小麦抗白粉病基因Pm4的STS标记

根据与小麦抗白粉病基因Pm4a共分离的RFLP探针BCD1231的序列设计引物,以含小麦抗白粉病基因Pm4b的小麦近等基因系VPM/7*百农3217、抗病亲本VPM和轮回亲本百农3217为材料进行PCR扩增,结果在抗病池与VPM中扩增出一条约为410bp大小的特异带STS410,而在百农3217中无此特异PCR扩增带.进一步对144株VPM/7*百农3217的F2分离群体进行遗传连锁分析,估算出该PCR标记STS410与抗病基因Pm4b的遗传距离为3.0cM.用设计的这对STS-PCR引物对8个感病品种和17个含Pm基因的抗病亲本进行PCR扩增,结果发现:STS410只出现在含有Pm4基因的材料中.因此,PCR标记STS410可方便地用于小麦抗白粉病基因Pm4的分子标记辅助选择育种.     

3种小麦抗白粉病基因聚合体的STS和SCAR标记

针对宁夏灌区小麦白粉病逐年加重的趋势,笔者将分别含有Pm4b、Pm13、Pm21的小麦材料与宁夏推广品种进行聚合杂交,采用早代抗病鉴定,淘汰感病株,F3代50个抗病株利用Pm4b的STS标记,Pm13和Pm21的SCAR标记进行检测.通过对反应体系的优化,从中筛选到聚合Pm4b、Pm13和Pm21三个基因的抗病株3株,聚合Pm4b和Pm13基因的抗病株2株,聚合Pm4b和Pm21基因抗病株3株,聚合Pm13和Pm21基因抗病株2株.为培育持久、广谱抗病小麦品种奠定了基础.     

小麦抗白粉病基因Pm21抗病差异的蛋白质组学研究

 【目的】对小麦白粉菌侵染后的叶片进行差异蛋白质组学研究,以期发现抗白粉病基因Pm21转入后,对抗病机制起重要作用的蛋白。【方法】以对小麦白粉病敏感（百农3217）和对小麦白粉病免疫（W2132-6,携带抗病基因Pm21）的2个小麦近等基因系为材料,分别提取2个材料拔节期接种48 h后的叶片蛋白,应用双向电泳联合质谱(MALDI-TOF-MS)技术分析Pm21基因转入后差异蛋白表达。【结果】双向电泳后,CBB染色,用ImageMasterTM 2D Platinum软件分析检测出12个差异蛋白点,经过质谱（MALDI-TOF-MS）分析和数据库检索,鉴定出9个蛋白质,其中7个分别与能量代谢、基因调控、防卫和稳定蛋白质相关,参与了增强能量代谢、基因调控、抗氧化、细胞壁加厚和木质化等抗病生理反应。【结论】抗白粉病基因Pm21转入后,材料对白粉菌侵染响应发生变化,脯氨酸富集蛋白等胁迫反应蛋白得到增量表达,这些蛋白可能与小麦抗白粉病有一定相关性。     

基于基因特异性标记分析Pm21在中国冬小麦品种（系）中的分布

【目的】来自小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系的抗病基因Pm21对小麦白粉病具有持久和广谱抗性,开发该基因的特异性标记,分析其在全国冬麦区中的应用情况,为Pm21的合理布局及分子标记辅助选择育种提供理论依据和技术支撑。【方法】根据已克隆的与Pm21抗性途径紧密相关的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因Stpk-V的序列（GenBank登录号为HQ864471.1）,提取其蛋白序列并利用Pfam软件分析其保守结构域起止位点,在其保守结构域外设计开发特异序列标记WS-1;构建Pm21载体品种92R137和感病品种Avcoet S（AvS）的F2群体,以小麦白粉病菌E09对该群体每个单株进行苗期抗白粉病表型鉴定,同时利用WS-1对F2群体进行分子检测,分析检测表型与抗病表型,以验证WS-1标记的准确性;利用WS-1标记对来自中国不同冬麦区的662份小麦品种（系）进行分子标记检测,分析Pm21在不同麦区小麦品种（系）的分布情况,并将检测到含有Pm21的品种（系）在田间进行抗白粉病鉴定;选取WS-1已检测到及没有检测到Pm21的品种（系）各50份,利用曹爱忠等开发的标记NAU/xibao15902进行PCR扩增,进一步证明WS-1的准确性。【结果】（1）开发的Pm21特异标记WS-1为显性标记,含Pm21的小麦材料在8%非变性聚丙烯酰胺凝胶中扩增出一条大小为949 bp的片段,而不含该基因的小麦材料中无该片段。（2）在包含377个株系的F2群体中,286个单株为抗病,91个单株为感病,抗感比符合3﹕1的分离比例,表明在该群体中Pm21表现为显性单基因,WS-1对F2群体的每个株系的检测结果与抗/感表型完全一致。（3）供试的662份小麦材料中,49份携带Pm21,平均分布频率为7.4%,其中,西南冬麦区中检测到33份,占该区参鉴品种（系）数的34.4%,而北部冬麦区、黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区,分别检测到4份、9份和3份,各占该区参鉴品种（系）数的5.3%、3.1%和1.5%。【结论】开发的Pm21特异性标记WS-1可以作为该基因的检测标记,也可应用到今后的基因聚合育种中;该基因在不同麦区分布相差很大,其中,西南冬麦区四川、贵州省的小麦品种（系）中Pm21使用频率过高,有促进病原菌定向选择的风险,在当前小麦育种中应给以重视。     

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.     

小麦抗白粉病基因Pm13的RAPD标记

以近等基因系 R4A(含抗白粉病基因 Pm13)和中国春(CS)为材料,用 RAPD 技术从100个随机引物中筛选出2个具多态性的引物。片段 OPV09-1140只在 R4A 中出现,可能与 Pm13连锁;而片段OPR10-2790仅在 CS 中出现,应当是外源遗传物质替换或插入的部位。本文还对 RAPD 技术进行了探索,证明用不同时期植物材料的 DNA 作模板所得扩增带谱基本上是一致的。     

兼抗白粉病、黄矮病多基因聚合小麦新种质的分子标记检测

利用与抗白粉病基因Pm4、Pm13、Pm21共分离的特异PCR标记、抗黄矮病基因Bdv2的特异SCAR标记SC-W37,对Pm4+Pm13+Pm21及Bdv2四个抗性基因转育的小麦BC2F2代植株进行检测,初步筛选到Pm4+Pm21+Bdv2、Pm13+Pm21+Bdv2 3个抗性基因聚合的兼抗白粉、黄矮病的植株各1个,Pm13+Bdv2、Pm21+Bdv2 2个抗性基因聚合的兼抗白粉、黄矮病的植株各1、6个,但没筛选到4个抗性基因聚合的植株.本研究说明了分子标记可以实现对几个抗病基因的精确、随时的同时鉴定,快速选育出具有多个抗病基因的累加体,为培育持久、广谱抗性品种提供材料和方法.