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。     

远缘杂交衍生后代中筛选小麦抗条锈病新抗源

 针对小麦远缘杂交的一系列衍生系,在陕西杨凌人工条锈病圃(CYR32和CYR33混合小种)选择压力下,兼顾抗病性与农艺性状,经过连续6年系统选择,筛选了106份远缘杂交衍生后代选系。在此基础上,通过杨凌人工混合小种接种鉴定圃和甘肃天水自然诱发鉴定圃,对其进行成株期抗条锈病鉴定;利用当前流行小种CYR32、CYR33和G22-9进行苗期分小种鉴定;结合Yr26的分子标记检测评估抗源价值。建立基于成株期与苗期抗病性鉴定相结合,异地抗病表型鉴定与分子标记筛查的抗源筛选和评价体系。结果表明:106份远缘杂交后代衍生系中,筛选出54个能够抵抗包括G22-9在内的多个流行小种的选系;结合标记筛查结果,筛选到36份不含Yr26的抗病材料,其中4份为全生育期抗条锈病性类型(ASR),32份为成株期抗性(APR)类型。推测这些抗性选系可能具有抗条锈病新基因。     

普通小麦-华山新麦草易位系H9015-17抗条锈病基因的标记定位

 采用我国当前流行的小麦条锈菌小种和重要致病类型, 在常温条件下对普通小麦-华山新麦草易位系H9015-17进行苗期抗条锈性鉴定, 并用当前主要流行小种CYR32对H9015-17与铭贤169的杂交后代及其双亲进行抗条锈性遗传分析, 以揭示H9015-17抗条锈性遗传基础。结果显示, H9015-17对小麦条锈菌小种CYR31、CYR32、CYR33和致病类型Su11-4、Su11-7、V26、Su11-11均有良好的抗病性, 对当前主要流行小种CYR32的抗病性由1对显性基因控制, 暂命名为YrHua1。 采用分子标记定位技术,筛选到5个与抗病基因YrHua1连锁的RGAP标记(M1、M2、M3、M4和M5)和1个SSR标记(Xgwm292),这些标记与抗病基因YrHua1的遗传距离分别为17.3、15.7、13.1、3.3、2.9和11.2,并将基因YrHua1定位在小麦染色体5DL上。研究结果将为分子标记辅助选择改良小麦抗条锈性提供宝贵的种质材料,建议在抗病育种加以利用。     

小麦条锈菌新菌系V26的SCAR检测标记

 建立小麦条锈菌生理小种的快速分子检测技术体系对小麦条锈菌的监测和防治策略的制定具有重要价值。条锈菌V26是近年来出现的,对我国目前小麦抗病育种中普遍应用的抗条锈病基因Yr26具有毒性的新菌系。该菌系的出现,对我国当前小麦生产、抗病育种都造成了严重威胁。本研究选用189条随机引物对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、T4、Su11-4和V26等7个条锈菌生理小种(菌系)进行了扩增,筛选V26的特异性RAPD片段,并对其进行克隆和测序。根据测序结果,设计并合成SCAR特异性引物, 将V26的RAPD标记转化为稳定的SCAR标记。使得对该菌系的快速检测成为可能,同时也将会为条锈菌新小种的监测提供更为准确的科学依据。     

中国小麦农家品种红锁条和白蚂蚱的抗条锈性遗传分析

为明确小麦农家品种所含抗条锈病基因组成及其抗病性和遗传特点,通过接种中国小麦条锈菌生理小种CYR31、CYR32和CYR33,对红锁条和白蚂蚱2个农家品种进行抗病性鉴定、基因推导及系谱分析和苗期抗病性遗传分析。结果显示,红锁条和白蚂蚱苗期均高抗3个流行小种CYR31、CYR32和CYR33,成株期高抗CYR32;红锁条和白蚂蚱均含有未知抗条锈病基因;红锁条对CYR31和CYR32的抗病性由2对隐性独立或重叠遗传基因控制,对CYR33的抗病性由1对隐性基因控制;白蚂蚱对CYR31的抗病性由2对显性互补基因控制,对CYR32的抗病性由1对显性基因控制,对CYR33的抗病性由2对隐性独立或重叠基因控制。农家品种红锁条和白蚂蚱含有抗条锈病基因,可以为抗病育种提供新抗源。     

小麦品系ICA56抗条锈病鉴定及其抗性基因SSR标记

 小麦品系ICA56对条锈菌优势生理小种CYR30、CYR31和CYR32均表现免疫反应;遗传分析表明,ICA56携带一个显性抗条锈病基因。基因等位性测定显示,ICA56所含抗条锈病基因不同于已知抗锈基因Yr5、Yr10、Yr15和Yr26,暂将该基因定名为YrICA56。利用川麦28/ICA56的F₂群体及抗感亲本筛选到5对SSR引物WMC503、Xgwm261、Xgwm296、WMC112和Xgwm210与YrICA56连锁,遗传距离分别为16.6、10.4、7.0、4.5和14.1cM。根据Mapmaker3.0确定标记、YrICA56和着丝点在染色体上的顺序为:-WMC503-Xgwm261-Xgwm296-YrICA56-WMC112-Xgwm210-着丝点-。根据作图结果,将YrICA56定位在2DS。目前定位在2DS上的抗条锈病基因有Yr16和YrKat。Yr16为成株期抗性,YrKat属温敏抗性,而YrICA56在苗期和成株期对条锈病均表现免疫,由此推测YrICA56是一个新的抗条锈病基因。     

小麦材料PI31抗条锈性鉴定及其抗性基因SSR标记

 小麦材料PI31对我国当前流行的条锈菌小种条中30、31和32免疫;遗传分析表明,PI31携带一个显性抗条锈病基因。等位性测定显示,PI31所携带的抗条锈病基因与已知抗锈基因Yr5、Yr10和Yr15不等位。抗源系谱分析表明,该基因来源于叙利亚普通小麦品系叙18;故将此材料携带的抗条锈病基因暂定名为Yr-XU。利用分组分析(BSA)法,筛选到1个位于1 BS的SSR标记WM S11-193 bp片段与Yr-XU紧密连锁,将Yr-XU定位于小麦1BS上;对F₂分离群体142个单株分析结果表明,Yr-XU与WM S11-193 bp的遗传距离为2.1 cM,可将此标记用于小麦抗条锈病分子标记辅助育种。     

小麦品种天选43抗条锈性遗传分析及抗病基因的分子标记

 天选43是由8845-01-01-1-1和抗源材料贵农22杂交选育而成的普通小麦品种,对我国目前所有条锈菌生理小种均表现良好抗性。为明确其抗条锈性遗传基础,本研究选用当前条锈菌流行小种CYR32和CYR33,对天选43与感病品种铭贤169杂交F₁、F₂和F₃代群体进行遗传分析,同时应用460对SSR引物对接种CYR32的天选43/铭贤169 F₂代150个单株群体进行抗病基因定位。结果表明,天选43对CYR32抗性由1对显性基因控制,而对CYR33抗性由1对隐性基因控制。筛选到10个与抗CYR32基因连锁的SSR标记Xwmc134、Xgwm413、Xbarc187、Xwmc406、Xcfd65、Xgwm18、Xbarc181、Xbarc137、Xwmc419和Xgwm230,两侧距离目的基因最近的标记为Xgwm18和Xgwm413,遗传距离分别为0.8 cM和3.4 cM,并初步将其抗病基因定位于小麦染色体1BS上,暂命名为YrTx43。基因来源、抗病遗传分析、分子标记检测及染色体位点分析表明,YrTx43很可能是与Yr24、Yr26具有等位性的抗条锈基因。     

成株抗性与全生育期抗性基因聚合培育抗条锈性小麦新品种

聚合成株期抗性基因和全生育期抗病基因是小麦条锈病菌源越夏区甘肃陇南小麦生产中重要的育种策略, 可以减轻致病性小种定向选择压力、兼顾苗期抗病性和成株抗病性及提高品种抗病持久性。本研究利用常规育种结合分子标记辅助选择, 以抗病品种‘兰天15号’‘兰天26号’和品系‘C69-17-13-14-15-6-1’作为抗病基因供体亲本, 聚合成株期抗性基因Yr30/Lr27/Sr2, 全生育期抗病基因Yr9、Yr37/Lr17/Sr38和YrZH84, 对杂交组合‘兰天26号’ב兰天15号’和‘C69-17-13-14-15-6-1’ב兰天26’的后代进行抗性鉴定与目标基因分子检测, 育成了适宜在条锈病越夏核心菌源区甘肃陇南山旱地推广种植的冬小麦新品种‘兰天132’(Yr9+Lr37/Yr17/Sr38+Yr30/Lr27/Sr2+YrZH84)和‘兰天196’(Yr9+Lr37/Yr17/Sr38+Yr30/Lr27/Sr2), 其苗期均对主要流行小种CYR33免疫, 对CYR34感病, 田间成株期对混合菌(CYR32、CYR33、CYR34、Gui22-1、ZS等重要流行小种)高抗至免疫, 并具有较好的抗旱性和丰产性。基因聚合新品种‘兰天132’和‘兰天196’有望成为我国条锈病西北越夏核心菌源区陇南小麦生产中持久抗性新品种。     

小麦持久抗病品种N. Strampelli的抗条锈病基因分析和微卫星标记

 N. Strampelli是由意大利引入我国的小麦持久抗病性品种,对我国目前多数的条锈菌流行小种均有良好的抗性。为了明确其抗条锈病基因的遗传机制,利用小麦条锈病小种CYR30、CYR31、Su-4和Su-14对N. Strampelli与中国春杂交后代进行遗传分析,结果表明N. Strampelli对CYR30、CYR31的抗病性均由1对显性基因和1对隐性基因互补控制,对Su-14、Su-4的抗病性各由1对隐性基因控制,将其中控制Su-14抗病性的隐性基因暂时命名为YrNS-1。利用分离群体分析法(BSA)对接种Su-14的正交F₂代群体进行SSR分子标记,在1BL上找到4个与YrNS-1紧密连锁的微卫星标记Xwmc719、Xgwm124、Xwmc44和Xcfa2147,遗传距离分别为3.2、4.6、5.7和10.3cM。与已知位于1BL染色体上的抗条锈基因比较分析表明,YrNS-1可能是1个新的抗条锈病基因。     

关中西部小麦条锈菌贵农22致病类群的监测

正小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis West.f.sp.tritici Eriks.Henn.)引起的气传病害,是我国和全世界最重要的病害之一。一般年份可造成小麦减产10%~30%,流行年份减产50%~60%,甚至绝收。小麦条锈病是大区流行性病害。陕西地处越夏菌源基地和黄淮海冬麦区的地理接合地域,是条锈病流行的重要"桥梁"地带~([1])。早期研究认为甘     

小麦条锈菌中国鉴别寄主洛夫林10和洛夫林13抗条锈性遗传研究

 洛夫林10和洛夫林13是中国小麦条锈菌重要鉴别寄主,为明确其抗条锈性遗传基础,本文采用常规杂交分析和等位性检测相结合的方法,将洛夫林10、洛夫林13分别与完全感病品种铭贤169杂交、自交和测交,获得各组合的正反交群体,在温室对其进行苗期抗性鉴定和统计分析,并分别与已知基因载体品系杂交和自交进行等位性检测。结果表明,洛夫林10对CYR17和CYR26的抗性分别由1对显性基因控制,属核遗传,洛夫林10抗CYR17和CYR26的基因与Moro、洛夫林13、K733所含的抗条锈病基因等位或紧密连锁;洛夫林13对CYR17和Su-1的抗性均由2对显性互补基因控制,对CYR26的抗性由1对显性和1对隐性重叠或独立基因控制,均属核遗传,洛夫林13抗CYR17、CYR26、Su-1的2对基因中有1对基因与Moro中的抗性基因等位或紧密连锁,抗CYR17的另1对基因与Hybrid46中的抗性基因等位或紧密连锁。表明洛夫林10和洛夫林13同含Yr9,洛夫林10的Yr9可能来源于无芒1号,洛夫林13的Yr9和另1对基因均来源于Skorospelka3B,未知基因可能位于6B或6A染色体上。     

源于柔软滨麦草抗小麦条锈病基因YrElm的遗传分析与SSR标记

 M852-1是由柔软滨麦草和普通小麦7182经杂交和回交培育的易位系。苗期抗病性鉴定结果表明,M852-1对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4、Su11-7和V26等7个中国小麦条锈菌主要生理小种或新的致病类型均表现免疫至高抗,是一个较好的抗条锈资源材料。用条锈菌流行小种CYR33对M852-1与铭贤169杂交F₁、F₂、F₃和BC₁代进行抗性鉴定与遗传分析,发现M852-1对CYR33的抗条锈性由1对隐性基因控制,暂定名为YrElm。以F₂代分离群体构建作图群体,利用集群分离分析法,筛选到与YrElm连锁的5个SSR标记:Xcfd35、Xgwm161、Xwmc630、Xgwm533和Xcfd34,并将YrElm定位于小麦染色体3DS上。YrElm两侧最近2个SSR标记Xcfd35与Xgwm161的遗传距离分别为6.5 cM和4.2 cM。抗锈性鉴定、系谱分析以及分子标记检测结果表明,该抗病基因来源于柔软滨麦草。综合基因来源、分子检测及染色体位点等方面的分析,认为YrElm可能是一个新的抗条锈病基因。用该基因两侧最近两个标记Xcfd35和Xgwm161 检测68个甘肃和黄淮麦区小麦品种(系),10个(14.7%)品种能扩增出与M852-1相同的条带。进一步进行抗病性及系谱分析表明,这10个品种均不含YrElm。本研究结果为利用YrElm进行分子标记辅助育种和进一步的精细定位奠定了基础。     

2002—2014年陕西省小麦条锈菌生理小种变化动态和小麦品种(系)的抗病性

为明确陕西省小麦条锈菌的群体结构、变异动态和新育成小麦品种(系)的抗病性,为病害流行预测、防治以及抗病育种提供依据,本研究于2002—2014年从陕西省8个市(区)的28个县(区)和毗邻的甘肃省、四川省和湖北省部分地区共采集鉴定小麦条锈菌标样2 779份,监测到条锈菌生理小种和致病类型45个,其中,CYR33和CYR32为目前陕西省小麦条锈菌主要流行小种,新致病类型G22-9和G22-14虽然目前出现频率不高,但对贵农系列、92R系列以及Moro均有毒性,且出现频率呈上升趋势。目前小麦条锈菌群体中Hybrid46致病类群和水源11致病类群占绝对优势,这与我国小麦品种抗病基因单一化有较大关系,应加强开发和利用新的、多元化的抗源材料。对2 952份陕西省新育成小麦品种(系)抗病性测试结果表明,其整体抗性水平呈上升趋势。综合条锈菌生理小种监测和抗病性分析结果,目前小麦抗条锈病育种应以抗CYR33和CYR32为主,同时注意对G22-9和G22-14的抗病性研究。     

小麦条锈菌鉴别寄主Heines peko抗性遗传分析及SSR标记

 用中国条锈菌生理小种对欧洲鉴别寄主Heines peko进行抗条锈性遗传机制研究,将为挖掘新的抗条锈基因、培育优良抗条锈性品种奠定基础。用Heinespeko与小麦感病品种铭贤169杂交、自交获F₁、F₂和F₃代群体。对亲本及其后代分别在苗期接种条中30号、条中31号、条中32号和水-4,进行遗传分析。结果表明,Heines peko对条中30号小种的抗性由1对隐性基因控制。对条中31号、水-4的抗性均由1显1隐2对基因互补或抑制作用控制,Heines peko对2个小种的抗性可能由相同基因控制。对条中32号的抗性是由2对隐性基因相互抑制控制。利用分组分析法(BAS)对抗条中30号小种的遗传群体进行分子作图,筛选到1个位于2AS与抗条中30号小种基因连锁的SSR标记Barc212,用Barc212对170个F₂代单株分析表明,该基因与Barc212引物扩增位点的遗传距离为10.6cM。Barc212可作为抗条中30号基因的SSR标记。     

小麦抗源武汉2号和品冬34的抗条锈性遗传分析

为明确小麦品种武汉2号和品冬34对小麦条锈菌流行小种的抗病性及抗病遗传规律,用小麦条锈菌生理小种CYR29、CYR31、CYR32、CYR33以及致病类型Su11-4、Su11-5、Su11-11、PST-Ch42在苗期接种小麦品种武汉2号和品冬34进行抗病性鉴定,并用武汉2号和品冬34分别与感病亲本铭贤169进行杂交,对F₂群体和F_2：3家系在温室进行苗期遗传分析。结果表明：武汉2号对CYR29和CYR32表现感病,对其它小种和致病型均表现抗病,且对CYR31的抗性由1对隐性基因控制;品冬34对所测试的小种和致病类型均表现高抗,且对CYR32的抗性由1对显性基因控制。