小麦近缘野生植物的赤霉病抗源筛选及其利用

赤霉病是禾谷镰刀菌等真菌侵染所造成的生育后期的气候型病害。世界各产麦区均有此病害发生,在气候潮湿、温暖多雨的地区尤为严重。培育抗病品种是解决赤霉病危害的根本途径。在披碱草、偃麦草、山羊草和鹅冠草等小麦近缘种属植物中已经鉴定出赤霉病抗性基因。携带赤霉病抗性基因的外源染色体可以通过附加、代换和易位导入小麦。本文综述了小麦近缘野生植物的赤霉病抗源,以及利用这些抗源进行小麦赤霉病抗性育种的研究进展。     

小麦外源抗条锈病基因及染色体定位研究进展

小麦条锈病(Wheat stripe rust or yellow rust)是小麦生产中重要流行病害之一。挖掘抗病基因,培育抗病品种是防治该病害最有效的措施。中国小麦条锈菌抗源单一,且具高度变异性,抗病品种极易丧失抗性。不断挖掘,筛选新的抗条锈病基因,对中国小麦抗病育种工作极为重要。小麦抗条锈病基因主要来源于普通小麦和小麦近缘属植物,而小麦近缘属植物蕴含丰富的抗病基因。本综述主要对目前已正式命名的,暂命名的外源抗条锈病基因进行总结,并对其染色体具体位置分布进行归纳,对优异抗病资源利用进行简要分析和展望,以期在育种工作中进一步高效利用外源抗条锈病基因。     

小麦抗条锈病基因来源及染色体定位的研究进展

条锈病是小麦生产的重要病害之一,选育抗病品种是防治该病最为经济、安全和有效的途径。由于小麦条锈菌具有高度变异性且抗源的单一化,抗病品种抗性很容易丧失。因此,不断发掘新的抗条锈病基因资源,扩大抗源选择利用范围,对中国小麦抗病育种工作极为重要。本研究对已命名的57个条锈病基因进行了总结分析,着重介绍了源于小麦一级、二级和三级基因源的各个抗条锈病基因的来源及其在染色体上的分布,并对条锈病抗源利用方面进行了分析及展望。     

小麦白粉病抗病基因分子标记开发及应用研究进展

选育和利用抗病品种是防治白粉病最经济、有效、安全的措施,优异抗白粉病基因资源的挖掘及其紧密连锁分子标记的开发是开展抗白粉病分子标记育种的基础。目前,国内外已命名了分布于16条染色体上的39个位点共55个白粉病抗病基因,其中30个已开发出分子标记,另外还发现数个与成株期抗性相关的数量性状位点。本文综述了国内外小麦白粉病抗病基因的定位、来源、分子标记开发、克隆,以及白粉病抗病基因的分子标记育种的最新研究进展,并分析了当前小麦抗白粉病育种存在的主要问题及解决建议。     

小麦抗条锈病基因的研究进展

条锈病是由条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)引起的我国最重要的小麦病害之一,由于小麦条锈菌的高度变异性,加之大面积种植单一抗病品种,致使其丧失原有抗性.因此抗小麦条锈病基因的研究在小麦抗病品种选育中起到举足轻重的作用.本文通过对小麦抗条锈病基因的来源,基因定位,分子标记,基因克隆,基因聚合等方面进行阐述,为小麦抗条锈病育种提供理论依据.     

黄淮麦区Fhb1基因的育种应用

小麦赤霉病是由禾谷镰孢菌引起的一种世界性重要病害,严重威胁小麦生产安全。黄淮麦区作为我国小麦主产区,赤霉病危害日趋严重,因缺乏半冬性抗源,抗赤霉病育种进展缓慢。Fhb1基因是迄今发现的效应最大、抗性最稳定,也是被广泛应用于全球小麦赤霉病抗性育种的主效基因,但Fhb1基因在黄淮麦区尚未被广泛应用。本研究以感病品种矮抗58为轮回亲本, H35为Fhb1基因供体亲本,通过有限回交和分子标记辅助选择,同时利用双单倍体育种和传统系谱选育两种方法,培育出了一批综合性状较好、具有Fhb1基因的优良新品系,其中徐麦DH9和徐麦17252经多年鉴定均达到中抗水平。在以徐麦36和徐麦2023为杂交父本的后代品系中,含Fhb1基因的家系赤霉病平均抗性明显优于感病对照。Fhb1基因的导入显著提高了赤霉病抗性,但部分家系对赤霉病仍旧表现出高感水平,说明赤霉病抗性还受到Fhb1基因以外其他遗传因素的显著影响。本研究为Fhb1基因在黄淮麦区抗赤霉病小麦育种中的应用提供了成功的经验。     

小麦抗白粉病基因来源及抗性评价的研究进展

小麦白粉病是小麦生产的主要病害之一,应用抗病品种是防治该病十分经济、有效的措施。目前为止,小麦基因组中有41个位点的56个抗白粉病基因被标记和作图。本文详细叙述了小麦抗白粉病基因的来源及抗病基因利用,旨在为我国抗小麦白粉病分子育种提供参考。     

抗赤霉病小麦新品种扬麦18的选育研究

小麦赤霉病是世界范围灾害性小麦病害。为了培育和推广抗赤霉病小麦品种,解决赤霉病对长江中下游地区小麦生产的危害。通过高产育种和抗赤霉病育种技术路线有机结合,运用“综合性状协调点”的观点,培育出了综合性状优良,多年表现既高产稳产又抗赤霉病（MR-R）小麦品种扬麦18,在生产上大面积推广应用。该品种的育成与推广应用初步实现了小麦抗赤霉病育种目标。     

平湖剑子麦、洪湖大太宝、崇阳红麦、延岗坊主、万年2号抗赤霉病性基因分析

本试验将抗性组分分析法与单体分析法相结合,进行了小麦抗性基因染色体定位和抗性评价。结果表明,平湖剑子麦是抗性较稳定的中抗至抗病品种,其抗性基因涉及6D、7A、3B、5B和6B 等染色体。洪湖大太宝抗性基因和感病基因并存,是一个中抗偏感或中感品种。崇阳红麦属感病品种。延岗坊主的抗性基因位于染色体3A 上,感病基因位于5D 上,是一个中抗品种.万年2号麦穗前期抗病基因位于4D 和5A 上,是中抗品种。两种方法结合研究多基因控制的赤霉病抗性,能获得比较准确的结果和较多的遗传信息。     

普通小麦–大赖草易位系T7BS•7Lr#1S和T2AS•2AL-7Lr#1S的分子细胞遗传学鉴定

大赖草7Lr#1S染色体上携带赤霉病抗性基因,将其导入普通小麦有助于增加赤霉病抗源多样性和选育抗赤霉病品种。利用染色体C-分带、荧光原位杂交和分子标记技术从普通小麦–大赖草7Lr#1单体异附加系的花粉辐射后代中,选育出易位系T7BS·7Lr#1S (NAU639)和T2AS·2AL-7Lr#1S (NAU640)。经连续3年大田、温室赤霉病接种鉴定,这2个易位系的赤霉病抗性均显著高于感病亲本中国春、感病对照绵阳8545和石麦4185,为赤霉病抗病育种提供了新的种质资源。     

南京农业大学细胞遗传实验室简介

细胞遗传实验室为农业部于1990年首批批准的重点开放实验室。主任为植物遗传育种学家刘大钧教授。本室有教授3人,副教授5人,讲师5人,助教2人;其中博士5人,硕士5人。其具体研究内容为:1、研究小麦及其近缘物种的基因组,探明其亲缘关系及起源,为转移、利用外源有益基因提供依据;2、开展以染色体工程为主的植物遗传工程研究,将亲缘植物的染色体、染色体片段和有用基因导入栽培植物,创造优异的新种质资源;3、综合运用现代分子、细胞遗传学最新技术,开拓转移外源有用基因,为培育在育种目标上有重大突破的新品种、新品系服务。在5个方面取得了重大进展:1、利用染色体分带、分子原位杂交、端体测交和染色体配对分析以及RAPD分析等分子、细胞遗传学技术,从普通小麦“扬麦五号”与抗白粉病的小麦-簇毛麦6V代换系的F4代和辐射M3代中鉴定出抗白粉病的小麦-簇毛麦6VS/6AL的易位系。易位系所携来自簇毛麦的抗性基因已由国际小麦基因命名委员会定名为Pm21;2、在小麦抗赤霉病新抗源的筛选、鉴定、转移和利用研究中,在国际上首次发现鹅观草、纤毛鹅观草对小麦赤霉病具有高度抗性,选育出抗赤霉病的小麦-大赖草附加系3个,小麦-鹅观草附加系2个,小麦-纤毛鹅观草附加系1个;3、利用与小麦白粉病抗性基因紧密连锁的RFLP和R     

基于SLAF-seq技术开发长穗偃麦草染色体特异分子标记

长穗偃麦草1E及7E染色体上带有重要的抗赤霉病基因, 开发大量相关染色体特异分子标记有助于准确定位抗性基因及获得可用于辅助育种紧密连锁的标记。基于SLAF-seq技术, 获得了368个长穗偃麦草1E染色体特异片段, 随机选取80个特异片段设计引物, 开发了20个长穗偃麦草1E染色体特异分子标记、2个长穗偃麦草基因组特异分子标记及26个其他特异分子标记, 效率达60%。用这些特异标记能稳定检测出不同小麦–长穗偃麦草衍生材料中的1E染色体或片段。通过标记与优良性状的共分离特性, 获得与相关基因紧密连锁的标记, 将为小麦抗性育种中的分子标记辅助选择提供依据。     

基因聚合选育抗赤霉病小麦新品系百农4299

小麦赤霉病是一种严重危害小麦生产的真菌性病害,其抗性由多基因控制,抗性机制复杂。type Ⅰ(抗侵入)和type Ⅱ(抗扩展)是小麦抵御赤霉病侵害的2种最主要抗性类型。在抗赤霉病育种中兼顾2种抗性,对于保证生产上抗性的稳定和持久有着重要意义。在前期研究中,作者所在课题组从小麦地方品种望水白中克隆了抗赤霉病扩展的主效QTL Fhb1,精细定位了Fhb4和Fhb5,获得了功能性/紧密连锁的分子标记。本研究利用这些标记,以小麦品系NMAS022作为供体亲本,现代小麦品种百农4199作为受体亲本,通过分子标记辅助回交育种方法选育成了聚合望水白Fhb1、Fhb4、Fhb5的小麦新品系百农4299。与百农4199相比,百农4299在2年的田间试验中type Ⅰ抗性至少增加了73%～74%, type Ⅱ抗性至少增加了83%～88%(以病小穗数计),并且产量潜力也得到了提高。上述结果证明了通过分子标记辅助选择聚合不同类型抗赤霉病QTL以提高小麦赤霉病抗性的可行性。抗赤霉病小麦品系百农4299有望成为一个新的抗赤霉病小麦品种。     

黄淮北片冬麦区抗赤霉病基因Fhb1种质挖掘及溯源

小麦赤霉病是一种危害性很强的小麦真菌病害,而Fhb1是抗赤霉病的主效基因。为了筛选黄淮冬麦区携带Fhb1基因的种质材料,利用TaHRC-Kasp和His-InDel标记对来自河北、河南、山东、陕西、江苏和安徽的共336份小麦材料进行检测,共筛选出2份来自河北省的材料(石家庄75和紫茎白)携带Fhb1基因。通过序列分析,其His基因序列与苏麦3号一致,为抗赤霉病类型。利用9 779个SNP位点对供试的336份材料进行PCA主成分分析,结果显示,石家庄75和紫茎白与江苏的材料亲缘关系较近。石家庄75是建国初期的育成品种,紫茎白是河北省的地方农家种,其携带Fhb1基因,说明最初Fhb1基因可能在国内一些地方品种中有所分布,但在现代育种进程中受到人工选择而消失。研究结果为黄淮冬麦区抗赤霉病小麦育种提供了宝贵的遗传信息及亲本材料。     

中国小麦品种抗赤霉病基因Fhb1的鉴定与溯源

提高赤霉病抗性已成为我国小麦主产区的重要育种目标之一。Fhb1是抗性最强且最稳定的抗赤霉病基因, 阐明其在我国小麦育种中的应用及传递路径, 对抗赤霉病育种有重要意义。本研究通过分析229份小麦品种(系) Fhb1区段内PFT (pore-forming toxin-like)、HC (HCBT-like defense response protein)和His (histidine-rich calcium-binding protein)基因的多样性与赤霉病抗性的关系, 发现PFT-I/His-I为抗病单倍型。基因检测和系谱分析表明, 中国小麦品种所含Fhb1至少有2个来源, 分别为苏麦3号和宁麦9号, 并以后者为主。本研究开发的诊断性标记PFT-CAPS和His-InDel可有效用于Fhb1的分子标记辅助育种。     

小麦条锈病抗性基因研究进展及在育种中的应用

概述了已知小麦条锈病抗性基因的来源、染色体定位和分子标记研究现状,回顾了抗性品种与生理小种的演变,评价了小麦抗条锈基因,并浅谈了小麦抗条锈基因的分子标记在育种中的应用     

小麦抗白粉病基因定位及分子标记辅助育种综述

小麦白粉病是小麦生产的主要病害之一。使用分子标记技术对抗白粉病基因进行定位,并进行标记辅助育种是防治该病的十分经济、有效的措施。到目前为止,小麦基因组中已定名抗白粉病基因33个,其中22个基因位点的28个抗白粉病基因找到了与之紧密连锁的分子标记,其中一些已经应用到标记辅助育种中。此文对小麦抗白粉病基因染色体定位、来源及其分子标记辅助育种研究现状进行了综述,针对存在的问题提出了解决的方法。     

宁麦9号及其衍生品种的赤霉病抗性分析及抗性溯源

针对小麦赤霉病抗性,利用与3个抗扩展性QTL位点、1个抗侵染性QTL位点和1个控制低毒素积累的QTL位点紧密连锁的11个分子标记,对中抗赤霉病小麦品种宁麦9号及其10个衍生品种进行抗性溯源,同时利用单花滴注、病麦粒接种和ELISA方法分别进行赤霉病抗扩展、抗侵染和低毒素积累抗性进行鉴定。结果表明,宁麦9号拥有抗扩展性主效QTL位点Fhb1和Fhb2,其赤霉病抗性来源于亲本扬麦6号。10个衍生品种中,生选4号与宁麦9号的遗传背景高度相似,扬辐麦4号与宁麦9号的遗传相似系数最小。宁麦衍生系的抗扩展与低毒素积累抗性相关性较高,但抗侵染性受环境影响较大,表现更为复杂。不同衍生品种的抗扩展性有差异,但总体毒素含量水平较高。衍生品种宁麦13抗性位点数多于宁麦9号,且赤霉病抗性水平最高,与宁麦9号均可作为抗性亲本直接应用于小麦抗赤霉病育种。本研究为今后赤霉病抗性基因的进一步研究和小麦抗赤霉病分子育种提供理论参考。     

利用小麦单染色体代换系研究赤霉病抗性和抑制毒素产生的基因

由赤霉菌引起的小麦赤霉病是小麦生产的主要病害之一,小麦赤霉病抗源十分贫乏,而且多数表现为多基因遗传,在小麦育种中较难应用。从小麦近缘属种中寻求赤霉病抗性基因并把它引入栽培品种中,有重要的学术意义和经济价值。本研究以来自抗病小麦材料PI481521和栽培小麦Langdon杂交得到的14个4倍体小麦单条染色体代换系为试验材料,进行室内赤霉病的抗性鉴定,同时用脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)试剂盒来测定接种后籽粒中的毒素含量。表型鉴定结果表明,14个代换系的抗病性存在较大的差异,其中代换系LDN(PI481521-3A)和LDN(PI481521-7B)分别在感染小穗数和小穗感染百分率上与抗性亲本无显著性差异,不存在抗病性高于抗性亲本的类型;毒素含量分析表明,2个亲本的毒素含量没有显著差异,各代换系的毒素含量均高于抗性亲本PI481521、LDN(PI481521-1A)、LDN(PI481521-2A)及LDN(PI481521-6A)的毒素含量较高,与2个亲本存在显著差异。这一鉴定结果为下一步抗性基因和毒素基因的定位研究提供了基础材料,对赤霉病抗性指标进行相关性分析,发现小穗感染百分率与麦粒毒素含量呈显著正相关。因此,在田间进行抗赤霉病种质筛选及抗病育种后代选择时,可以小穗感染百分率作为衡量指标以简化操作程序。     

一个普通小麦-大赖草易位系T01的选育与鉴定

将抗赤霉病的普通小麦-大赖草Lr.2染色体单体异附加系花粉经过60Co-γ射线处理, 然后给感赤霉病的普通小麦品种“扬麦5号”授粉, 杂交后代连续2年进行赤霉病抗性单株接种鉴定, 从中选育出一个普通小麦-大赖草异易位系。 经过染色体荧光原位杂交和Giemsa C-分带鉴定, 易位发生在普通小麦4B染色体长臂和大赖草第2条染色体(L