33个小麦品种(系)抗叶锈基因Lr19分子检测

由小麦叶锈菌(Puccinia triticinia)引起的小麦叶锈病在世界各地产麦区均有发生。利用抗病品种是防治该病害最经济、安全、有效的方法。小麦抗叶锈病基因Lr19是一个十分有效的抗叶锈性基因,自1966年首次将该基因从长穗偃麦草(Agropyron elongatum)转到普通小麦中,至今仍是一个应用潜力很大的抗病基因。本研究利用以PCR为基础的STS技术对以春小麦Thatcher为背景的50个近等基因系材料和TcLr19与Thatcher杂交F2小麦进行检测,并对33个小麦品种进行分子标记分析鉴定,结果如下:(1)对以春小麦Thatcher为背景的50个近等基因系材料和TcLr19×ThatcherF2代小麦进行PCR-STS检测,扩增结果表明在50个近等基因系材料中仅有TcLr19中出现一条130bp的DNA条带,STSLr19130标记在其他49个近等基因系材料中未检测到Lr19基因;F2代中表现感病的植株没有130bp的DNA片段,表现抗病的植株有130bp的DNA条带;重复两次结果相同,进一步证明了与小麦抗叶锈基因Lr19共分离的STS标记的稳定可靠。(2)利用以PCR为基础的STSLr19...     

小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的STS、SCAR标记在近等基因系(NILs)上的特异性验证

用一套分别含有不同抗叶锈基因的53个以Thatcher为遗传背景的近等基因系（near-isogeniclines,NILs）对已报道的分别与抗叶锈基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR进行特异性验证。结果对于与Lr24连锁的STS标记,在53个NILs中只在TcLr24亲本中扩增出片段大小与报道相同的310bp的条带,在TcLr35中也扩增出了一条片段,但片段大小不同于310bp约为270bp。对于与Lr35连锁的SCAR标记,只在TcLr35亲本中扩增出片段大小为900bp的条带,与报道片段大小一致。验证结果表明与抗病基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR分子标记在NILs中特异性都较好,进一步证明了这两个分子标记可方便地用于小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的分子标记辅助选择育种。     

小麦抗叶锈病近等基因系TcLr41基因的差异表达

为了研究与小麦抗叶锈病相关基因的表达情况,从分子水平阐明小麦的抗病机制.以Thatcher和Thatcher为遗传背景的小麦抗叶锈病近等基因系TcLr41为材料,利用cDNA-AFLP技术,开展了与小麦抗叶锈病基因Lr41相关的差异表达基因研究.共选用180对引物组合对Lr41差异表达的基因进行了分析,获得了61对能够在小麦近等基因系TcLr41和感病对照Thatcher之间扩增出差异条带的多态性引物.获得5对能够扩增出5条对小麦抗叶锈病近等基因系TcLr41具有特异性条带的引物,分别是P-AC/M-CAA、P-AG/M-CAT、P-AG/M-CCC、P-CC/M-CCA、P-GA/M-CAA.将重复性好的4条差异片段进行回收、克隆、测序,经序列同源性检索发现了1条与小麦抗叶锈病基因Lr1编码蛋白同源性较高的序列,其他的3个序列功能未知,研究结果为探明TcLr41的抗病机制和进行该抗病基因的克隆奠定了基础.     

53个小麦品种中1BL/1RS易位系的分子检测

为合理利用小麦种质资源,快速准确检测小麦品种中的1BL/1RS易位系,采用ω-secalin和Glu-B3两个特异性分子标记检测了1BL/1RS在53个小麦品种中的分布情况。正相关引物ω-secalin在TcLr26和大粒王等8个品种中检测到1076bp的特异性条带,在Thatcher及其它品种中未检测到特异性条带。负相关引物Glu-B3在TcLr26和大粒王等8个品种中未扩增到636bp条带,Thatcher和其它品种中能扩增出636bp条带。通过两个正负相关标记相互验证,获得一致的结果,表明大粒王、鲁夫16系、太空8号、太育28、温麦8号、冀麦30、北京837、牛朱特是1BL/1RS易位系。     

小麦基因组的一种简易提取方法

摘要：【研究目的】在综合分析多种提取小麦DNA方法的基础上,改良发展了一种快速简便高效的小麦基因组DNA提取方法。【方法】以春小麦Thatcher和以Thatcher为背景的近等基因系TcLr19,TcLr20, TcLr28为材料,改进后的方法提取的基因组DNA用抗叶锈基因Lr20的STS标记、Lr19和Lr28的SCAR标记、Lr28的SSR 标记进行PCR扩增,【结果】各分子标记都扩增出条带清晰正确的目的片段【结论】这表明该方法能够获得适用于STS、SCAR、SSR标记PCR扩增的高质量的DNA,而且该DNA简易提取方法加快了DNA提取速度、降低了污染源和成本,为大批量提取DNA提供了技术支撑。     

小麦NBS类抗病相关基因片段RGA-A的初步研究

利用同源序列法分离小麦抗病相关基因同源序列。根据已经克隆的抗病基因保守结构NBS区设计引物,采用RT-PCR方法对小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr24进行扩增。获得了一条通读的525 bp条带RGA-A,通过BLASTp比较,序列中含有典型的NBS保守结构域,与很多已知植物抗病基因的功能相应区域一致,编码的蛋白与大麦中抗性蛋白亲缘关系较近。半定量RT-PCR分析表明,RGA-A受叶锈菌诱导表达,表明该基因在小麦叶片中与抗叶锈性相关。该NBS类抗病基因相关片段的获得为研究小麦抗病基因奠定了基础。     

小麦与叶锈菌互作前后基因组甲基化模式分析

首次使用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术分析两种小麦材料近等基凶系TcLrl9及其感病亲本Thatcher 的甲基化水平,同时比较了苗期接种叶锈菌生理品种THlTr前后基因组DNA胞嘧啶甲基化模式.60对选扩引物对接种前后的小麦DNA进行全基因组筛选,共得到3 554个片段.其中998个片段是两种甲基化模式中的一种,小麦近等基因系TcLr19及其感病亲本Thatcher的甲基化水平约为28.1%.在所有的引物中,并没有直接分离得到接菌前后的甲基化模式的差异.结果初步表明,叶锈菌可能并没有诱导植物基因组DNA胞嘧啶位点的甲基化模式变化.     

异源转座子存在的证据

本研究选用130对小麦SSR引物对从5个小麦-黑麦易位系中选取的56个单株进行PCR扩增,中国春,绵阳11和黑麦作为对照。结果发现122-2A和636-2A引物对在小麦和黑麦间产生多态性。122-2A引物在黑麦中产生2个黑麦特异条带,一个条带大小为190bp,另一个为330bp。在56个单株中有4个单株产生相应的黑麦特异带。这可能是黑麦中1个可移动因子(异源转座子)导入了小麦所致。并且结合许多病理学、进化生物学及其遗传学的证据对异源转座子在原核和真核生物中广泛存在的可能性进行了讨论。     

小麦抗叶锈病基因Lr24的一个新STS标记

来源于长穗偃麦草的基因Lr24对小麦叶锈病具有很高的抗性,本研究旨在开发用于Lr24基因分子标记辅助育种的新的分子标记。从定位于小麦3D染色体的22对SSR、EST-SSR引物中筛选出4对揭示TcLr24多态性的引物,用468株F2抗感群体对这4对引物进一步检测,得到1个与Lr24共分离的EST-SSR标记Xcwem17。对该标记进行测序,并设计了STS引物。用该STS引物及已知的Lr24SCAR引物对试验群体进行验证,两对引物在该F2群体中均表现共分离,且Xcwem17可在TcLr24单基因系和已知含Lr24的农家品种泰山1号中可扩增出180bp单一条带,感病对照及其余7个近等基因系无扩增。该EST-SSR标记可直接用于分子标记辅助选择。     

小麦抗条锈基因Yr6分子标记初步研究

小麦抗条锈基因Yr6在我国小麦育种中应用很少,寻找该基因的分子标记将有助于促进该基因的合理利用。将Yr6与其他有效的抗条锈基因相结合可以拓宽品种的抗病谱,延长育成品种的使用年限。本研究中,共用653条RAPD引物和小麦7B染色体上的36对SSR引物对Yr6的近等基因系进行了DNA多态性分析,对PCR产物具有多态性的SSR引物进一步检测了Yr6基因的2个载体品种。结果共有93条RAPD引物(占总数的14.2%)和5对SSR引物(占总数的13.9%)在抗病近等基因系Yr6/6×Avocet S和感病材料Avocet S间稳定扩增出了差异条带,其中SSR标记Xwmc76和Xwmc276在Yr6基因的载体品种Heines Kolben和Heines Peko中检测出了与Yr6/6×Avocet S中相同、而与感病亲本Avocet S中不同的多态性扩增条带,说明这2个SSR标记可能与Yr6基因连锁。     

小麦抗叶锈病基因Lr45的SSR分子标记

用定位于2A染色体的59对SSR、EST-SSR引物,对小麦抗叶锈病基因Lr45进行分子标记,共筛选出11对揭示TcLr45多态性的引物。用157株F₂抗感群体对这11对引物进一步检测,得到4个与Lr45共分离的SSR标记(Xgwm95、Xgwm47、Xgwm372和Xgwm122)。将经PAGE检测的标记Xgwm95的抗感差异带及Xgwm47的抗性片段进行克隆测序发现其中含有微卫星序列,且均为二核苷酸重复。Xgwm372和Xgwm122经琼脂糖凝胶电泳发现与Lr45的供体黑麦有共同的标记片段,可直接用于分子标记辅助选择。     

小麦抗叶锈病基因Lr35的RGA分析

根据已知植物抗病基因的NBS,LRR等保守结构域设计引物,对小麦全套抗叶锈病近等基因系材料进行RGA分析。引物对Pto-kin1IN／XLRR-INV1从近等基因系TeLr35中扩增获得一条747bp的特异性片段。序列分析表明,该片段与小麦基因片段Triticum urartu clone BAC 210J24,Triticum monococcum DV92的BAC克隆231A16等具有较高同源性,为Lr35的克隆奠定了基础。     

Genetic basis of seedling-resistance to leaf rust in bread wheat 'Thatcher'

The bread wheat cultivar ‘Thatcher’ is documented to carry the gene Lr22b for adult‐plant resistance to leaf rust. Seedling‐resistance to leaf rust caused by Puccinia triticina in the bread wheat cultivar ‘Thatcher’, the background parent of the near‐isogenic lines for leaf rust resistance genes in wheat, is rare and no published information could be found on its genetic basis. The F₂ and F₃ analysis of the cross ‘Agra Local’ (susceptible) × ‘Thatcher’ showed that an apparently incompletely dominant gene conditioned seedling‐resistance in ‘Thatcher’ to the three ‘Thatcher’‐avirulent Indian leaf rust pathotypes – 0R8, 0R8‐1 and 0R9. Test of allelism revealed that this gene (temporarily designated LrKr1) was derived from ‘Kanred’, one of the parents of ‘Thatcher’. Absence of any susceptible F₂ segregants in a ‘Thatcher’ × ‘Marquis’ cross confirmed that an additional gene (temporarily designated LrMq1) derived from ‘Marquis’, another parent of ‘Thatcher’, was effective against pathotype 0R9 alone. These two genes as well as a second gene in ‘Kanred’ (temporarily designated LrKr2), which was effective against all the three pathotypes, but has not been inherited by ‘Thatcher’, seem to be novel, undocumented leaf rust resistance genes.     

CIMMYT小麦材料的苗期和成株抗叶锈病鉴定

选择来自CIMMYT的103个小麦品种(系)及35个含有已知抗叶锈基因的对照品种,苗期接种17个中国小麦叶锈菌小种以鉴定这些品种中可能含有的抗叶锈病基因, 并于2008-2009和2009-2010连续2年对这些材料进行成株抗叶锈病鉴定。通过苗期鉴定结合系谱分析和分子检测,在46个品种中共鉴定出Lr26、Lr34、Lr42和Lr47等4个抗叶锈病基因,其中9个品种携带Lr26基因,28个品种含有成株抗叶锈病基因Lr34基因,Lr42可能存在于11个品种中,还有2个材料可能含有Lr47,其他57个品种(系)对供试的15个小种多数表现为高抗,没有鉴定出已知的抗叶锈病基因。通过两年的田间抗叶锈病鉴定共筛选出46个表现慢锈的品种。苗期和田间结果表明,CIMMYT材料中含有丰富的对我国叶锈菌小种有效的苗期和成株抗叶锈基因,这些材料均可应用于我国小麦的抗叶锈病育种。     

Histological studies on the infection of triticale,wheat and rye byPuccinia recondita f.sp.tritici andP. recondita f.sp.recondita

Summary The reaction of eight triticales and of the respective wheat and rye parental lines to infection by the leaf rust fungi of wheat and rye were studied in the seedling stage. The histological observations indicated that wheat and triticale showed a typical nonhost reaction to the leaf rust of rye: sporelings of this fungus were arrested after the formation of primary infection hyphae and before the formation of extensively branched mycelium, mostly without necrosis of plant cells. The rye inbred lines were all susceptible to the rye leaf rust. The reaction of wheat and triticales to the wheat leaf rust was susceptible or resistant. The reaction of resistant lines could be early or late and complete or incomplete, but was associated with substantial necrosis of plant cells, and therefore entirely different from the nonhost reaction to rye leaf rust. In their reaction to wheat leaf rust the rye lines were similar to the resistant wheat and triticale lines. They did not show an important degree of nonhypersensitive early abortion as would be expected in a nonhost species. It appeared that genes for hypersensitive resistance in triticale may be contributed by either the wheat or the rye parental line.A screening of sixty wheat, rye and triticale lines confirmed the nonhost status of wheat and triticale to rye leaf rust and the hypersensitive or moderately susceptible reaction of rye to wheat leaf rust.     

28个小麦微核心种质抗叶锈性分析

选取在成株期表现高、中、低抗叶锈的28个小麦微核心种质,利用39个以Thatcher为背景的近等基因系(或单基因系)作为已知基因的鉴别寄主,接种8个小麦叶锈菌致病型进行苗期抗叶锈基因推导,结合成株期抗病鉴定,初步明确了这些品种(系)的抗性和可能携带的抗病基因。利用19个与Lr基因紧密连锁或共分离的分子标记,对28个微核心种质进行抗叶锈病基因的进一步鉴定,推测新克旱9号可能含有Lr17、Lr2b、Lr14a和Lr33;兴义4号可能含有Lr26、Lr36和Lr37;紫皮可能含有Lr2b和Lr34;大白皮含有Lr1;毕红穗含有Lr1、Lr10和Lr34;中优9507含有Lr10;小白麦、红粒当年老、老麦、蝉不吱、苏麦3号和车锏子含有Lr1和Lr34;红花早可能含有Lr1、Lr34、Lr14a和Lr2b;江西早、泡子麦、三月黄、有芒扫谷旦、阜阳红、成都光头和酱麦可能含有Lr34;敦化春麦和甘肃96可能含有Lr28;欧柔可能含有Lr34、Lr16、Lr11、Lr3bg和Lr33;此外,新克旱9号、兴义4号、红花早、红粒当年老、欧柔、有芒扫谷旦、成都光头、甘肃96、小红皮、定兴寨、中优9507和红冬麦中可能含有未知抗病基因;在这28份种质中,不含Lr9、Lr19、Lr20、Lr21、Lr24、Lr29、Lr35、Lr38和Lr47基因。研究结果表明,测试的微核心种质中含有比较丰富的抗叶锈病基因,可为育种提供丰富的抗源。     

Enhanced leaf rust resistance in wheat conditioned by resistance gene pairs with Lr13

Summary Leaf rust resistance gene Lr13 is present in many North American hard red spring wheat cultivars that have shown durable resistance to leaf rust. Fifteen pair-wise combinations of Lr13 and seedling leaf rust resistance genes were developed by intercrossing near isogenic Thatcher lines. In both seedling and adult plant tests, homozygous paired combinations of specific resistance genes with Lr13 had enhanced resistance relative to either parent to rust isolates that had intermediate avirulent infection types to the additional genes. In field tests, homozygous lines were more resistant than either parent if the additional leaf rust gene conditioned an effective level of resistance when present singly.     

土耳其8个小麦品种农艺性状及抗叶锈性分析

为确定8个来自土耳其的普通小麦品种在我国的应用前景,对其进行全生育期农艺性状观察,并利用44个以Thatcher为背景的近等基因系(单基因系)作为已知基因的鉴别寄主,接种8个小麦叶锈菌致病型进行苗期抗叶锈基因推导,结合成株期抗病鉴定,初步明确了这些品种(系)的抗性和可能携带的抗病基因。利用20个与Lr基因紧密连锁或共分离的分子标记,对8个土耳其小麦品种进行抗叶锈病基因的进一步鉴定。推测YJ000900中可能含有Lr1、Lr3、Lr17、Lr20;YJ000906中可能含有Lr1、Lr17、Lr20;YJ000901、YJ000902、YJ000904、YJ000905、YJ000907中可能含有Lr1;8个材料中均不含Lr9、Lr19、Lr20、Lr21、Lr24、Lr26、Lr28、Lr29、Lr34、Lr35、Lr37、Lr38和Lr47基因。结果表明,来自土耳其的8个小麦材料具有较差的抗叶锈性、抗寒和抗倒伏能力,而且产量低,不适宜于大规模推广种植,也不能作为我国小麦抗叶锈的抗源使用。