78份四川小麦育成品种(系)条锈病抗性鉴定与抗条锈病基因分子检测

四川省是小麦条锈菌新小种产生的重要地区之一,了解2016年以来四川小麦育成品种(系)对当前流行的条锈菌生理小种和致病类型的抗性水平以及明确其抗条锈病基因的分布状况,可为四川育种防控小麦抗条锈病和品种布局提供理论依据。本研究选择2个小种CYR32和CYR34对78份四川小麦育成品种(系)进行苗期鉴定,利用当前小麦条锈菌优势小种CYR32、CYR33、CYR34,以及贵22-14、贵农致病类群等混合菌进行成株期人工接种鉴定,并利用19个抗条锈病QTL和基因QYr.nwafu-4BL、Yr5、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr28、Yr29、Yr30、Yr36、Yr39、Yr41、Yr48、Yr65、Yr67、Yr78、Yr80和Yr81的分子标记对供试材料进行抗条锈病基因检测。结果表明,在78份供试材料的苗期鉴定中,对CYR32表现出抗性的有60份,占76.92%;对CYR34表现出抗性的有40份,占51.28%;同时对CYR32和CYR34表现抗性的有36份,占46.15%。78份小麦品种(系)在成株期均表现抗条锈病,其中绵麦835、蜀麦1743、蜀麦1829和蜀麦1...     

小偃麦新种质CH7102抗条锈病特性的遗传分析

对衍生于普通小麦与八倍体小偃麦‘小偃7430’杂种后代的抗条锈病新种质CH7102进行抗性鉴定和遗传分析,明确其抗性来源及其遗传方式。采用条锈菌流行小种CYR31、CYR32对CH7102及其亲本进行苗期抗性评价;对CH7102分别与感病品种和已知抗性基因载体品系的杂交后代接种CYR32进行成株期抗条锈性遗传分析和等位性测验。CH7102具有与其抗病亲本‘小偃7430’和彭提卡偃麦草相似的侵染型,而所有的小麦亲本均感病,表明CH7102的抗性来自彭提卡偃麦草;CH7102与感病品种‘台长29’和‘绵阳11’杂交、回交,其F2、BC1、F2:3代的抗、感分离比分别符合3:1、1:1和1:2:1的单显性基因分离模式。而CH7102与已知抗性基因载体品系杂交F2代的抗感分离比为15:1。CH7102对条锈病的抗性来自彭提卡偃麦草,其抗性受1对显性核基因控制,而且与已知的抗CYR31、CYR32的抗性基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr24/Yr26、Yr41不存在等位关系,属新的抗条锈病基因。     

青海省春小麦品种抗条锈病的鉴定及分子检测

本研究利用当前流行小种CYR32、CYR33和CYR34对青海省春小麦品种进行抗病性鉴定,利用稳定的分子标记对相应的抗病基因进行分子检测。苗期抗病性结果显示,除‘阿勃’外,其余9个小麦品种对CYR32和CYR33有较高的抗性,仅‘青海春2’、‘青海春3’、‘兰22’三个品种对流行小种CYR34免疫。小麦成株期抗病性结果表明,多数品种对流行小种CYR34感病。分子检测结果显示‘:青海春1’含有Yr5+Yr15+Yr26基因;‘青海春2’含有Yr5+Yr9+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘青海春3’含有Yr5+Yr9+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘兰22号’含有Yr5+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘兰24号’含有Yr5+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘高原437’含有Yr5+Yr9+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘高原448’含有Yr5+Yr15+Yr18+Yr26基因;‘青春41’含有Yr5+Yr15+Yr26基因;‘青春38’含有Yr5+Yr15+Yr26基因。分子检测结果表明:基因Yr5、Yr15和Yr26在青海小麦种植中过于频繁使用,特别是Yr26被过度依赖。本研究结果为挖掘小麦抗条锈病基因及后续小麦抗条锈病分子育种工作研究提供了参考。     

小麦—华山新麦草易位系H1684细胞学鉴定及抗条锈性遗传分析

通过对华山新麦草与‘7182’杂交获得的抗条锈病新种质‘H1684’进行遗传分析,明确‘H1684’含有的抗病基因遗传特点。本研究利用基因组原位杂交技术对‘H1684’含有的外源染色体片段进行鉴定,并以‘H1684’、感病对照‘铭贤169’及其杂交后代F_1、F_2、F_(2:3)和BC1群体为材料,采用10个条锈菌生理小种CYR-23、CYR25、CYR27、CYR28、CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR33和CYR34对供试群体进行苗期抗条锈性鉴定,分析抗病基因的遗传规律。GISH分析表明‘H1684’含有来自于华山新麦草的长染色体片段,为华山新麦草易位系。抗病性鉴定表明:‘H1684’在苗期对10个条锈菌生理小种均表现免疫或高抗。‘H1684’对CYR33和CYR34的抗病性都是由1对显性基因控制。华山新麦草易位系‘H1684’对中国目前流行的小麦条锈菌生理小种具有良好的抗病性,可以作为抗源在中国小麦抗条锈病育种中应用。     

抗条锈病基因YrCH5026的遗传分析及分子定位

CH5026是携带中间偃麦草抗病基因的渗入系。为了更好地利用CH5026,拓宽小麦抗性育种资源,对其抗条锈性来源和遗传模式进行了分析,对抗性基因进行了染色体定位并构建了遗传连锁图谱。在苗期和成株期对CH5026及其亲本分别接种条锈菌流行小种CYR31、CYR32和CYR33。结果表明,CH5026在苗期和成株期对这3个条锈菌小种均表现出免疫或近免疫,且与其抗性供体TAI7045及其野生亲本中间偃麦草抗病侵染型相似。对其与感病品种(系)的杂交后代F1、F2、F2:3和BC1群体接种CYR32进行成株期抗性遗传机制分析,证实CH5026对CYR32的抗性由1对显性核基因控制。基因组原位杂交未检测到外源DNA杂交信号。用569对SSR引物对CH5026/台长29的192个F2群体进行分析,发现3个与抗性基因连锁的SSR标记:Xgwm210、Xwmc382和Xgpw7101,抗性基因位点与两翼邻近连锁标记Xwmc382和Xgpw7101的遗传距离分别为6.0,4.7 c M。利用中国春缺四体、双端体材料将该基因及其连锁标记定位在染色体2AS上。通过基因来源及连锁分子标记多态性比较,这个抗条锈病基因与已知定位于染色体2AS上的抗性基因不同,很可能是一个新的抗条锈病新基因,暂将其命名为Yr CH5026。     

小麦抗源兴资9104抗条锈性遗传研究初报

采用常规杂交和基因推导法相结合,在苗期和成株期对小麦优良抗病种质兴资9104进行抗条锈性遗传研究。结果表明,兴资9104至少含有1对显性全生育期抗条锈病基因和1对成株抗条锈病基因,分别控制对条锈菌生理小种条中17号的全生育期抗性和对条中32号的成株期抗性。兴资9104可能携带有YrSK基因。建议在小麦抗病育种中     

利用BSR-Seq定位小麦品种郑麦103抗条锈病基因YrZM103

郑麦103是一个高抗条锈病的小麦新品种,为明确其携带的抗病基因,用郑麦103与感条锈病品种农大399杂交构建分离群体,用条锈菌CYR32、CYR33和CRY34(V26)混合菌系进行田间接种和成株期抗性鉴定,对214个F2:3家系的条锈病抗性进行遗传分析,初步确定郑麦103的抗条锈性由单个主效基因控制,定名为Yr ZM103。通过BSR-Seq技术开发了6个与Yr ZM103紧密连锁的分子标记,将Yr ZM103定位于染色体臂7BL分子标记ZM215和ZM221之间,遗传距离分别为11.8 c M和6.9 c M。利用7BL染色体上与其他已知抗条锈病基因紧密连锁的分子标记进行比较作图,发现Yr ZM103是不同于7BL末端其他抗条锈病基因的新基因。     

小麦‘西农291’成株期抗条锈病遗传分析

为明确‘西农291’抗条锈性的遗传基础。对‘西农291’在温室和田间进行多个小麦条锈菌小种的抗条锈鉴定;采用常规杂交方法,将‘西农291’分别与感病品种‘铭贤169’与AvS杂交,构建其F1、F2遗传群体,用小麦条锈菌小种CYR32进行温室抗条锈性鉴定、混合小种（CYR32:CYR33≈1:1）进行田间抗条锈性鉴定。结果表明,在温室条件下,‘西农291’在苗期对条锈菌CYR32与CYR33表现高度感病、成株期对CYR32、CYR33、Su11-4及Su11-7表现高度抗条锈性;田间混合小种接种诱发发病（陕西杨凌）和自然发病（甘肃天水）抗条锈性鉴定均表明‘西农291’在成株期高度抗条锈病。群体抗条锈性鉴定结果表明‘西农291’与感病品种铭贤169和AvS杂交的F2群体的抗:感分离比例均符合3R:1S的理论比例。以上结果说明‘西农291’具有非小种专化性的、广谱抗性的成株期抗条锈性;对CYR32的成株抗条锈性受1对显性基因控制。     

人工合成小麦CI191抗条锈病基因的鉴定及分子标记定位

抗病性鉴定结果表明,硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦CI191(CPI/GEDIZ/3/GOO//JO69/CRA/4/AE.SQ629),对我国曾经或现在流行的小麦条锈菌生理小种CY28、CY29、CY30、CY31、CY32和水源11致病类型4表现免疫或近免疫。基因推导结果显示,CI191对条锈菌的反应型不同于24份已知抗条锈病基因品种(系),对21个条锈菌生理小种表现抗性,对条锈病菌生理小种86107表现感病反应型(IT3)。对CI191/铭贤169杂交组合的正交、反交的F1材料以及F2代群体进行抗病鉴定与遗传分析,结果表明,CI191对条锈菌小种CY31的抗性受细胞核内的显性单基因控制。利用集群分离分析法(BSA)和简单重复序列(SSR)分子标记分析,发现7个SSR标记与YrC191连锁。构建了包含YrC191的SSR标记遗传图谱,其中Xbarc240与YrC191共分离,Xcfd65、Xbarc187、Xgwm18、Xgwm11位于Xbarc8与YrC191的同侧,与YrC191间遗传距离3.2cM,Xbarc8与YrC191间遗传距离为1.6cM,Xwmc419位于YrC191另一侧、遗传距离为3.1cM。根据SSR分子标记的遗传图谱和在中国春的缺体-四体和双端体的定位结果,将YrC191定位到小麦染色体1BS上。YrC191基因的4个SSR标记和Yr26的1个STS标记可以明显地区分YrC191与染色体1BS上的其他抗条锈病基因,如Yr24、Yr26/YrCH42、Yr10、Yr15和YrC142等。     

39份外引小麦种质抗病基因的分子标记检测及其抗病性评价

为了初步明确39份外引小麦种质中条锈病和白粉病抗性基因组成,利用共分离或紧密连锁的分子标记对抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr18和抗白粉病基因Pm4、Pm13、Pm21进行检测,同时结合田间鉴定,对外引种质的抗病性进行评价。结果表明,携带Yr18基因的种质有6份,对条锈病菌表现近免疫至中抗,抗性表现稳定; Yr5连锁标记S1320阳性的种质有21份,Yr10连锁标记SC200阳性的种质有2份,但标记阳性的种质中抗病性表现不一致,可能跟载体品种的遗传背景有关,利用这些分子标记进行辅助育种时,要结合接种鉴定结果综合判断。Pm4基因基本丧失白粉病抗性,携带该基因的7份种质中仅有1份抗病。在39份种质中,均未检测到抗白粉病基因Pm13和Pm21。此外,有2份种质澳阿优1号和bermude兼具条锈病和白粉病抗性,综合抗病性好,在育种中可以合理利用。为小麦抗病育种亲本选择和种质资源的合理利用提供了参考依据。     

硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦CI108抗条锈病新基因的鉴定、基因推导与分子标记定位

利用我国流行的小麦条锈菌生理小种CY28、CY29、CY30、CY31、CY32和水源11致病型4对102份硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦材料进行抗病鉴定,其中CI108（组合为GAN/Aegilops squarrosa 201）对上述6个流行生理小种均表现免疫。利用CY31对杂交组合CI108/铭贤169正交、反交的F₁材料以及F₂代群体进行抗病鉴定,结果表明其抗性受细胞核显性单基因控制。基因推导表明,CI108对30个条锈菌生理小种均表现抗性,其抗谱与23份已知抗条锈病基因品种（系）不同,与K733（含有Yr24）和洛夫林13（含Yr9+未知基因）相似,但CI108与洛夫林13、K733对多个条锈菌生理小种的抗性程度不同,洛夫林13、K733与CI108系谱不同,且缺乏CI108特异的SSR标记Xgwm456的抗病特异带。所以,CI108中抗条锈基因应该是不同于其他基因的抗条锈病新基因,暂命名为YrC108。进一步利用CI108/铭贤169的F₂群体、抗感分离分析池（BSA）筛选YrC108的SSR分子标记,找到了3个紧密连锁的标记,其中Xgwm456和Wmc419位于YrC108的一侧,与YrC108间遗传距离分别为0.6 cM和1.8 cM,Wmc413位于YrC108的另一侧,遗传距离为0.6 cM。本研究为小麦抗条锈病育种提供了高抗、广谱的新抗源和进行高效检测的分子标记。     

小麦品种贵农21,贵农22抗病性研究

采用温室苗期测定和成株期人工诱发接种鉴定方法研究了簇毛麦——硬粒小麦杂种后代贵农21、22的抗病性。苗期抗性测定表明,贵农21、22对国外15个小麦条锈菌生理小种表现为免疫至近免疫反应,仅对具有毒性基因Yr10的菌系82E16表现出中度感病,对供试的国内14个主要条锈菌菌系呈观免疫至近免疫反应。田间成株期抗性试验结果显示,贵农21、22对小麦条锈病、白粉病免疫,高抗秆锈病,中抗叶锈病。小麦品种贵农21、22可作为抗病资源和生产品种加以推广应用。     

后条中32时期我国小麦条锈抗源之现状

用条中(CY)29、 31、 32号生理小种对6类抗性材料进行了苗期分小种和成株期混小种鉴定. 结果表明, 除Yr5、 10、 15外, 还有一些Yr基因和许多抗病材料目前在我国仍表现抗病. 加强对这些抗源材料的研究与利用将能缓解当前条锈病抗源贫乏的危机.     

小麦条锈菌诱导性小麦cDNA文库的构建及其质量评价

小麦条锈病是由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)侵染引起的世界性气传叶部病害之一,在我国发生尤为普遍而严重,是小麦(Triticum aestivum L.)生产上最重要病害,克隆并研究小麦抗条锈病相关基因的生物学功能具有重要的应用价值和现实意义.在本研究中用中国当前毒性最强优势条锈菌小种CY32侵染诱导的小麦抗条锈病基因Yr5近等基因品系Taichung29*6/Yr5为试材,构建非亲和条锈菌小种侵染诱导的小麦cDNA文库.研究结果表明所获得的原始文库滴度0.9x106 pfu/mL,扩增文库滴度1.0x109pfu/mL,重组率98%,插入片段在0.5 kb到3.0 kb之间,多在1.0 kb左右.因此该文库可用于基因克隆与分析,为研究小麦抗条锈病相关基因提供条件.     

源于叙利亚小麦ICA31抗条锈病基因分析及分子标记研究

遗传分析表明,小麦材料ICA31携带一个显性抗条锈病基因,对流行的优势条锈菌小种条中30,31,32免疫;据等位性测定,ICA31抗条锈基因与已知抗锈基因Yr5、Yr10、Yr15不等位;从抗源的系谱分析,该基因来源于叙利亚普通小麦品系叙18;利用微卫星标记和分组分析(BSA)法,筛选到与该抗条锈病基因（Yr-Syria）紧密连锁的SSR标记WMS11-193;对F2分离群体142个单株分析结果表明,该抗条锈病基因（Yr-Syria）与WMS11-193间遗传距离为2.1cM;将Yr-Syria定位于小麦1BS上;为该基因进行抗条锈小麦分子辅助育种打下基础。     

中国小麦育成品种和农家种中慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

Lr34/Yr18是重要的慢叶锈和慢条锈基因, 携带该连锁基因的小麦品种被广泛种植于世界许多国家。利用STS标记csLV34对慢叶锈和慢条锈基因Lr34/Yr18进行分子检测的结果表明, 我国231份育成品种(系)中仅有14份材料携带Lr34/Yr18基因, 占6.1%。不同麦区分布频率不同, 其中北部冬麦区为零, 黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区和西北春麦区分别为3.0%、21.4%、16.7%和33.3%。在422份农家种中, 359份含有Lr34/Yr18基因, 占85.1%。Lr34/Yr18基因在不同麦区的分布频率也存在差异, 北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区、南部冬麦区和西北春麦区分别为89.6%、77.4%、93.1%、93.8%、96.6%和61.1%。csLV34标记扩增产物为150 bp和229 bp的片段, 能有效鉴别品种是否携带Lr34/Yr18基因, 是一个重复性好、准确率高的分子标记, 可用于小麦Lr34/Yr18基因的鉴定与选择。     

中国小麦育成品种和农家种中慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

Lr34/Yr18是重要的慢叶锈和慢条锈基因, 携带该连锁基因的小麦品种被广泛种植于世界许多国家。利用STS标记csLV34对慢叶锈和慢条锈基因Lr34/Yr18进行分子检测的结果表明, 我国231份育成品种(系)中仅有14份材料携带Lr34/Yr18基因, 占6.1%。不同麦区分布频率不同, 其中北部冬麦区为零, 黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区和西北春麦区分别为3.0%、21.4%、16.7%和33.3%。在422份农家种中, 359份含有Lr34/Yr18基因, 占85.1%。Lr34/Yr18基因在不同麦区的分布频率也存在差异, 北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区、南部冬麦区和西北春麦区分别为89.6%、77.4%、93.1%、93.8%、96.6%和61.1%。csLV34标记扩增产物为150 bp和229 bp的片段, 能有效鉴别品种是否携带Lr34/Yr18基因, 是一个重复性好、准确率高的分子标记, 可用于小麦Lr34/Yr18基因的鉴定与选择。     

科技动态

我国最先发现了抗条锈病新基因由国家"863"计划项目(2006AA100102)、国家"973"计划项目(2004CB117200)资助,中国农业科学院作物科学研究所张增艳、辛志勇研究员课题组,筛选出高抗我国小麦条锈菌优势小种条中28～32、水源致病型4的人工合成小麦新种质CI108,发现其含有一个抗条锈病新基因YrC108,并利用分子标记对该基因进行染色体定位,不仅为抗条锈病小麦育种提供了新抗源,而且为高效分子育种提供了选择标记。     

小麦-八倍体小黑麦杂种衍生的抗条锈病品系HB 20121023选育与鉴定

小麦条锈病是我国重要的小麦病害.发掘和培育新的抗条锈病的小麦种质资源一直是我国小麦育种中重要的工作.本研究对八倍体小黑麦劲松5号与普通小麦品种京东8号远缘杂种的衍生后代进行了选育,并且对选育出的种质材料HB 20121023株系进行了形态学、细胞学和条锈病鉴定.结果表明,HB 20121023植株较矮,株型紧凑.细胞学鉴定表明,根尖体细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ、减数分裂后期Ⅰ染色体配对、分离正常.利用CYR29、CYR30、CYR31和水源46号条锈菌的混合小种田间接种鉴定表明,HB 20121023对条锈病表现为高抗.HB 20121023可作为小麦抗条锈病育种新的种质资源加以利用.     

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。