我国25个小麦品种抗秆、叶锈基因初步分析

 本文采用基因推导法分析了我国25个重要小麦生产品种和抗源材料抗秆、叶锈菌的基因型。在供试的19个抗秆锈基因中,推导出了Sr5,Sr6、Sr7b、Sr8a、Sr9b、Sr31等6个基因,分布在20个小麦品种中;在14个抗叶锈基因中,推导出了Lr1、Lr2C、Lr10、Lr18、Lr26等5个基因,分布在11个小麦品种中。Sr5、Sr31、Lr2c和Lr26是供试品种的主要抗锈基因。     

四川58个小麦品种苗期抗条锈基因推导及成株期抗性表现

为了解四川小麦品种所含抗条锈基因及其在田间的抗性表现,将29个毒性谱各异的小麦条锈菌鉴别菌株于苗期接种35个已知抗条锈基因载体品系和58份四川小麦品种（系）,通过抗病谱对比分析和各品种（系）系谱分析,推导了四川小麦品种（系）的抗条锈基因型。在田间,选用中国小麦条锈菌优势小种CY32、CY33、Su-4和对Yr10、Yr24和Yr26致病的贵农22致病类型田间突变株进行混合接种,在乳熟期对各品种（系）的抗条锈性进行了鉴定。结果显示,Yr2、Yr5、Yr7、Yr9、Yr10、Yr24、Yr27、YrSpp、YrAlba等9个基因以单基因或基因组合的形式存在于44个四川小麦品种（系）中。有6个品种（系）含有Yr9基因,10个品种（系）含有Yr10基因,11个品种（系）含有Yr24基因,其中1个同时含有Yr10和Yr24基因。23个品种（系）含有未知基因及其组合。共有19个小麦品种（系）成株期对包含上述混合菌种在内的田间流行菌系表现抗病,其中5个品种抗性受成株抗性基因控制。     

小麦品种抗叶锈基因重复鉴定的比较研究

 为避免基因推导的简单化以及增强基因推导的准确性,本研究利用多菌株分组,在不同环境条件下(温室和人工气候箱),用直接比较法在不同年份对同一批小麦品种进行了抗叶锈基因推导,结合系谱分析,在10个小麦品种中得如下结果:京农86-161和京农86-6554含有Lr26;H88-65含Lr15和Lr26;唐麦4号、京农86-74和农大84016含Lr26和另一个未确定的抗性基因;京农89-S4069和太原163所含的抗性基因与供试的已知Lr基因不同;在京411和太原768中不含抗性基因。     

三十九个小麦品种(系)抗小麦叶锈菌基因分析

 分析了39个小麦品种(系)与17个抗小麦叶锈菌近等基因系对21个叶锈菌培养物的反应。确定了9个品种可能含有的抗小麦叶锈菌的Lr基因。这些基因分别是Lr1,Lr3,Lr10,Lr14a,Lr14b,Lr16,Lr17,Lr18,Lr21和Lr26。     

小麦苗期慢叶锈抗性配合力和基因效应的初步研究

 本文用6个亲本组配成双列杂交设计,分析了普通小麦苗期慢叶锈性的配合力及基因效应。结果表明,F₁代不同组合间苗期叶锈潜育期存在明显差别,多数组合表现正向杂种优势。该性状属于数量性状遗传,由加性效应和非加性效应共同控制。一般配合力和特殊配合力方差均达到极显著水准。不同亲本之间一般配合力效应差异显著。"80-57"的一般配合力效应为第一位,含有的有利显性基因也最多。选择配合力好的亲本进行组配是选育抗叶锈品种的积极有效的途径。     

43个中国小麦品种(系)抗叶锈性研究

 选用12个墨西哥叶锈菌生理小种对43个中国小麦品种(系)所携带的抗叶锈病基因进行了推导,在25个品种(系)中推导出6个抗叶锈基因Lr1,Lr10,Lr13,Lr14a,Lr16和Lr26,9个品种(系)对本试验所使有的12个叶锈菌生理小种都表现感病反应,另有9个品种(系)携带未知的抗叶锈基因。在墨西哥2个地点进行的田间成株期抗叶锈性试验表明,12个品种(系)表现慢叶锈性,在将来的抗病育种中有一定的应用价值。     

豫鲁皖三省重要小麦品种抗条锈基因推导

 根据对26个不同毒性谱的小麦条锈菌菌系的反应,并结合品种系谱分析,研究了河南、山东和安徽3省的50个重要小麦生产品种所具有的抗条锈基因。结果表明,没有1个品种可抵抗所有供试的26个条锈菌菌系,在已知的抗条锈基因中Yr 9所占比例最大,至少存在于17个品种中,Yr 2和Yr 1次之,分别存在于10个和8个品种中,个别品种则具有Yr A、Yr 3或Yr Sel,还有些品种可能具有未知的抗条锈基因或基因组合。由于上述已知基因对目前的条锈菌优势小种基本上均不抵抗,培育和推广具有效抗条锈基因的新品种迫在眉睫。     

豫鲁皖三省重要小麦品种抗条锈基因推导

 根据对26个不同毒性谱的小麦条锈菌菌系的反应,并结合品种系谱分析,研究了河南、山东和安徽3省的50个重要小麦生产品种所具有的抗条锈基因。结果表明,没有1个品种可抵抗所有供试的26个条锈菌菌系,在已知的抗条锈基因中Yr 9所占比例最大,至少存在于17个品种中,Yr 2和Yr 1次之,分别存在于10个和8个品种中,个别品种则具有Yr A、Yr 3或Yr Sel,还有些品种可能具有未知的抗条锈基因或基因组合。由于上述已知基因对目前的条锈菌优势小种基本上均不抵抗,培育和推广具有效抗条锈基因的新品种迫在眉睫。     

我国40个小麦品种抗叶锈性研究

 选用11个具不同毒性基因组合的叶锈菌致病类型推导分析了1998~1999年度国家小麦区域试验40个品种所携带的抗叶锈病基因状况。在供试的39个已知抗叶锈基因(或基因组合)中,推导出Lr1、Lr2c、Lr3bg、Lr10、Lr13、Lr14a、Lr16、Lr23、Lr26、Lr32等10个抗叶锈基因,分布在24个品种中,有11个品种携带未知抗叶锈基因,5个品种不具有苗期抗叶锈基因。选用BBB、DHS、PGT和PHT等4个叶锈菌致病类型并设置5/10℃、15/20℃、25/30℃(黑暗/光照)3种不同的温度条件,研究了40个供试品种的抗性稳定性。结果表明,在这些品种中有15个品种的侵染型表现稳定或较稳定,3个品种表现为高温抗性,2个品种表现低温抗性,其余20个品种存在明显的品种、菌系和温度三者的相互作用;利用6个叶锈菌混合优势小种在田间进行成株期抗叶锈性鉴定结果表明,在40个供试品种中有21个品种具有良好的抗性,其中,至少有6个品种表现为慢锈性,有4个品种表现为明显的成株抗性,有4个品种可能携带成株抗性基因Lr34。文中还对几个主要抗叶锈基因的抗性特点及其利用价值等进行了讨论。     

中国三麦区小麦抗叶锈基因部署研究

 利用已知抗叶锈基因的小麦近等基因系(或单基因系),推导了来自中国3大麦区(东北春麦区、华北平原冬麦区、江淮半冬麦区)的主要小麦品种,待推广品种(系)和抗源材料中可能含有的抗叶锈基因,分析了3大麦区小麦叶锈菌群体的毒性基因。研究结果表明,东北春麦区的小麦品种可能含有的抗叶锈基因主要有Lr16、Lr20、Lr17等11个;华北平原冬麦区的小麦品种,可能含有的抗叶锈基因主要是Lr26等7个,江淮麦区的小麦品种可能含有的抗叶锈基因主要是Lr3Bg、Lr10、Lr26等9个。对3大麦区小麦叶锈菌群体的毒性基因分析表明,V1、V2d、V3、V10、V26、V33等13个基因是3大麦区的优势毒性基因,但个别毒性基因在3大麦区的出现频率仍有较大差别。根据基因对基因概念,在基因部署上建议,东北麦区减少含单个无效抗病基因的品种如90-05744、91-1179、东农88-5797等的种植面积,适当控制含Lr20、17、15、30、3Ka的品种,增加沈免系统及小冰麦系统的种植面积;华北麦区增加含Lr14a、14ab、15的品种的种植面积,如CA9069、CA8646、CA9070、C₄⁸⁹和冀87-5108等,减少含单个Lr26的品种的种植面积,江淮麦区适当减少肖农12(Lr3Bg)、偃师9号(Lr26)、8870(Lr26)等含单个无效抗病基因的品种,适当增加含Lr2b、3Ka、30的品种如内乡5号、宁8931等的种植面积。本文初步讨论了不同生态区小麦叶锈菌的基因鉴定系统。     

甘肃36个小麦生产品种抗叶锈病基因分析及成株期抗性评价

为明确甘肃省主要小麦品种可能含有的抗叶锈病基因状况,用来自甘肃不同地区的22个小麦叶锈菌生理小种,在苗期对测试品种进行抗叶锈基因推导,并对这些材料进行成株抗叶锈性鉴定。结果表明,在已知抗叶锈病基因中,Lr2B、Lr13、Lr16、Lr22A、Lr30和Lr14B等基因以单基因或基因组合的形式分别分布在‘灵选6号’‘会宁15’‘兰天37’‘陇鉴113’‘兰天151’‘兰天134’和‘兰天40’等7个小麦品种中。‘陇鉴111’‘兰天31’‘陇鉴9343’‘天选67’和‘天选65’等14个品种可能含有与供试已知基因不同的抗性基因,‘中梁35’‘陇鉴110’‘陇原931’和‘天选57’等15个小麦品种推导其不含有供试的抗叶锈病基因。成株期抗叶锈性鉴定表明:‘陇原931’‘陇鉴9343’‘天选57’‘天选67’‘兰天31’‘临麦22’‘兰天134’‘兰天151’‘陇鉴113’‘陇麦838’和‘中梁35’具有较好的成株期抗性,具有抗叶锈病应用潜力。     

Genetic relationship between the adult plant resistance gene Lr12 and the complementary gene Lr31 for seedling resistance to leaf rust in common wheat

A resistant phenotype similar to that conferred in wheat by the complementary genes Lr27  +  Lr31 was produced in the progeny of intercrosses of cultivars carrying Lr27 and a line possessing Lr12 . This confirms that Lr12 is either completely linked with Lr31 or is the same gene. On the basis of these findings and that Lr31 is located on chromosome 4BS, it is concluded that Lr12 must also be located on 4BS. Adult-plant genetic tests confirm that the Australian wheat cultivar Timgalen carries Lr12 , and stocks with Lr12 alone were established from this cultivar.     

黑龙江省83份小麦品种抗秆锈病基因的分子检测

 为了明确黑龙江省小麦品种(系)对中国秆锈菌的抗性水平和了解抗秆锈病基因在该区域的分布情况,本研究选用中国小麦秆锈菌流行小种21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM对从该区域征集到的83份主要小麦品种(系)进行了苗期抗秆锈病的评价,并利用与抗秆锈病基因Sr2、Sr24、Sr25、Sr26、Sr31和Sr38紧密连锁的分子标记分别进行了分子检测,结合苗期表型及系谱,推测这些品种(系)可能含有的抗病基因。结果表明,83份小麦品种(系)对供试秆锈菌小种均表现抗性,对21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM表现免疫或近免疫的分别为57、53和60份,各占供试材料数量的68.68%、63.85%和72.29%,其他剩余材料对3个供试秆锈菌小种表现中抗或高抗。分子标记分析表明,83份主要小麦品种(系)中有12份可能含有Sr2;克旱3号可能含有Sr25;6份小麦品种可能含有Sr31;19份小麦品种可能含有Sr38;没有检测出含有Sr24和Sr26的品种。因此,黑龙江省小麦品种对中国小麦秆锈病抗性水平相对较高,含有抗秆锈病基因Sr2以及对我国小麦秆锈病表现良好抗性的基因Sr31和Sr38,可能含有其他未知抗秆锈病基因,这些优良抗源材料可作为未来小麦生产育种的种质资源。     

Relationship between wheat rust resistance genes Yr1 and Sr48 and a microsatellite marker

A recombinant inbred line population derived from a cross between the winter wheat cultivars Arina and Forno was used to study the genetic relationship between genes Yr1 and SrAn1 in chromosome 2AL. Yr1 from Forno showed repulsion linkage (16·5 cM) with SrAn1 carried by Arina and was proximal to SrAn1 . Based on the chromosomal location of SrAn1 with respect to Yr1 and its ineffectiveness against the Australian Puccinia graminis f. sp. tritici pathotype 34-1,2,7 +  Sr38 , it was concluded that SrAn1 is distinct from Sr21 and was designated as Sr48 . An attempt was made to map more markers in the distal region of chromosome 2AL in order to determine the precise location of Sr48 . Unfortunately none of the markers tested mapped between Yr1 and Sr48 , with the latter being the most distal locus. However, close linkage was identified between Yr1 and the PCR-based molecular marker stm673acag. Genotyping with stm673acag amplified a 120-bp fragment in eight of nine genotypes carrying Yr1 . Avocet S was the only line tested without Yr1 that also amplified the 120-bp product. A 124-bp product was amplified in 40 Australian wheat cultivars known to lack Yr1. These results suggest that stm673acag could be used for marker assisted selection of Yr1 . Genotypes carrying both Yr1 and Sr48 were identified.     

陕西省115个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测

 为掌握陕西省主栽与后备小麦品种对我国条锈菌的抗性水平,明确其抗锈基因分布,本研究选用条锈菌流行小种CYR32和新毒性小种V26对115份陕西省主栽和后备小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定,并分别利用抗条锈病基因Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr10、Yr18和Yr26的紧密连锁分子标记对这115份材料进行了分子检测。结果表明,供试小麦品种(系)中,抗CYR32的有61份,占53.04%;抗V26的有84份,占73.04%;对2个小种均抗病的有50份,占43.48%。分子检测发现115份材料均不含有Yr10;可能携带Yr9基因的有41份,占35.65%;可能含有Yr5、Yr18和Yr26的材料分别为3份、3份和2份,占2.61%、2.61%和1.74%。因此,当前陕西省主栽与后备小麦品种(系)对CYR32和V26的抗性整体水平还有待进一步提高,Yr9分布频率较高,而Yr5、Yr10、Yr18和Yr26分布频率较低,建议在以后小麦育种中减少Yr9的使用,加强利用Yr5和Yr18与其他有效基因聚合培育持久抗条锈病品种。     

小麦叶锈菌在感病寄主上发育的组织病理学和超微结构研究

 应用荧光显微技术、微分干涉技术和生物电镜技术,系统地研究了小麦叶锈菌在感病寄主上的发育过程及其超微结构特征。小麦叶锈菌在感病品种上的发育过程可分为几个明显的阶段,即孢子的萌发、附着胞的形成、气孔下囊的分化、初生菌丝和次生菌丝的形成和生长、吸器母细胞和吸器的形成、夏孢子床和夏孢子堆的产生以及夏孢子的形成。小麦叶锈菌的胞间菌丝呈丝状,生长和分枝通常沿寄主细胞壁进行。胞间菌丝与寄主细胞的接触诱导了吸器母细胞的分化,吸器母细胞在与寄主细胞壁的接触部位发育形成入侵栓,穿透寄主细胞壁后于细胞内形成吸器。胞间菌丝和吸器母细胞均含有双核,而成熟吸器则含有单核。经常规染色后,胞间菌丝和吸器母细胞的壁与隔膜均可分辨出由多层构成。     

Genetic diversity of the wheat yellow rust population in Pakistan and its relationship with host resistance

Yellow rust, caused by Puccinia striiformis f.sp. tritici (PST), is an important disease that threatens wheat production in Pakistan. This study was designed to explore the virulence and simple sequence repeat (SSR) diversity of the Pakistani PST population and the ongoing selective pressures of widely grown wheat cultivars. Analyses of 49 isolates sampled from the North‐West Frontier Province of Pakistan led to the identification of 12 distinct pathotypes. The virulence frequencies of v2 (virulent against Yr2), v6, v7, v9, vSU and v27 ranged from 63% to 100%. Virulences v3, v4, v17 and vSD were uncommon, whilst v5, v10, v15, v24, v32 and vSp were not detected. The pathotypes thus described were then classified into 27 distinct genotypes. Bayesian structure analysis clustered these genotypes into five groups (in addition to one hybrid isolate) which represent three distinct lineages of the SSR‐based phylogenetic tree. Of the studied isolates, 80%, represented by three predominant pathotypes (P1–P3), belonged to the same characteristic Pakistani lineage, whilst the other isolates were close to either a Mediterranean lineage or a Northern European lineage. Genetic recombination was detected within P2 isolates. Resistance genes postulated in 40 Pakistani wheat cultivars indicated the high frequency of Yr2, Yr6, Yr7, Yr9, Yr27 and YrSU. Only 11 cultivars were found to be resistant to P1–P3. Migration and varietal diversity factors might contribute to maintaining the currently high genetic diversity in Pakistani PST, and have serious regional implications for wheat improvement programmes.     

小麦品种贵农22 抗条锈基因的遗传分析及分子标记

 贵农22 是由簇毛麦、硬粒小麦以及普通小麦杂交选育而成的普通小麦品种,其对我国目前所有已知条锈菌生理小种均表现高度抗病。为了明确其抗条锈性遗传基础,并对抗条锈基因进行分子作图,本研究选用条锈菌重要小种CYR29、CYR30、CYR32、CYR33 和Su11鄄11,对贵农22 与条锈病感病品种辉县红或铭贤169 杂交F2 代、BC1 F1 代、BC1 F2 代进行抗锈性遗传分析,并对贵农22 控制Su11鄄11 抗病性的1 对隐性基因进行SSR 标记。结果表明,贵农22 至少含有3 对抗条锈病基因。利用272 株贵农22 / 铭贤169 BC1 F2 群体筛选到2 个与贵农22 控制Su11鄄11 抗性的隐性基因连锁的SSR 标记Xwmc44 和Xcfa2147,遗传距离分别为5. 1 和7. 3 cM,并将抗病基因定位于小麦1BL 上,暂命名为YrGn22。基因来源、抗病性分析以及分子检测结果表明,YrGn22 不同于1BL 上的已知小麦抗条锈病基因Yr3、Yr9、Yr21 和Yr29,可能是1 个新基因。     

小麦新品种川麦42抗条锈病性遗传分析

条锈病是我国小麦最重要的病害之一,严重威胁小麦生产。川麦42是利用硬粒小麦-节节麦人工合成的高抗条锈病小麦新品种。为明确川麦42抗条锈性遗传基础,将川麦42分别与高感条锈小麦品种绵阳26、绵阳335杂交和回交,获得杂交F1、F2、BC1群体,其中,川麦42×绵阳26、川麦42×绵阳335F2群体分别为208和337株,川麦42/绵阳26//绵阳26、川麦42/绵阳335//绵阳335BC1群体分别为171和216株用于抗性遗传分析。利用条锈菌小种条中32号(CYR32)对抗感杂交的F1、F2和BC1群体接种,结果显示,所有F1代对条中32都表现免疫或高抗,F2代群体中抗∶感分离比例均符合3R∶1S理论比例,BC1群体抗∶感分离比也符合1R∶1S理论比例,说明川麦42对条中32的抗性由1对显性基因控制。     

普通小麦-柔软滨麦草易位系M852-1抗条锈基因的遗传分析和分子作图

 M852-1是经杂交和回交培育的普通小麦-柔软滨麦草易位系,苗期对我国小麦条锈菌流行小种均表现良好抗性。为明确其抗条锈性遗传规律,本研究选用条锈菌流行小种（类型）CYR29、CYR32、CYR33和Su11-7的单孢菌系对其与铭贤169杂交F₁、F₂、F₃及BC₁代群体进行遗传分析, 同时应用420对SSR引物对接种CYR32的M852-1/铭贤169 F₂代144个单株作图群体进行抗病基因定位。结果表明,M852-1对供试小种均表现免疫或近免疫,对CYR29的抗锈性由1对显性基因控制,对CYR32、CYR33和Su11-7的抗锈性均由1对隐性基因控制。筛选到3个与抗CYR32基因连锁的SSR标记Xbarc124、Xbarc200和Xgwm429,遗传距离分别为6.3、5.6 和 9.7 cM。根据SSR标记锚定性将该基因定位于小麦2BS染色体,暂命名为YrM852。基因来源、分子标记检测及染色体位点分析表明,YrM852很可能是1个不同于目前已知抗条锈病基因的新基因。