DNA分子标记技术在小麦抗锈病基因研究中的应用

小麦锈病是世界性的重要病害 ,它分布广、传播快、危害大 ,常给小麦生产造成严重损失。国内外的研究和实践证明 ,选育并合理利用抗锈品种是控制小麦锈病大发生、保护小麦生产的经济、安全、有效的方法。自Ｂｉｆｆｅｎ(190 5)证实小麦抗锈病遗传遵从孟德尔遗传规律和Ｓｔａｋｅｍａｎ(1917)发现小麦秆锈菌的生理专化现象后 ,小麦抗锈育种得以蓬勃开展。目前 ,国际上已正式命名了 2 5个抗条锈病基因、4 6个抗叶锈病基因和 4 1个抗秆锈病基因。这些抗锈病基因的利用 ,在小麦抗锈病育种中发挥了重要作用 ,但由于小麦锈菌的高度变异性 ,品种的抗…     

小麦条绣病研究Ⅰ.小麦条锈菌的专化性研究

 禾谷类作物锈菌的专化性研究,首先在小麦秆锈病方面积累了丰富的资料;其次在小麦叶锈病、条锈病和燕麦冠锈病方面,也获得了不少的成就。     

东北中部地区大叶小蘖与小麦秆锈病发生关系的研究

为了探讨大叶小蘖对小麦稈锈病流行无关的原因,以大叶小蘖上的锈孢子接种小麦上,和 P.Elymina P.Pygmaea 的冬孢子接种大叶小蘖上,结果肯定大叶小蘖在自然条件下对当地小麦稈锈病流行无关。大叶小蘖是这两种杂草锈菌的锈孢子阶段寄主。大叶小蘖展叶时期的气候条件不利于小麦稈锈菌冬孢子发芽,这是它在自然条件下不起转主寄主作用的关键因素。在小蘖展叶盛期(最易感染时期)的5月中旬,平均气温适合小麦稈锈菌冬孢子发芽,但缺少必要的湿度条件。而在连雨潮湿天气,湿度条件虽然具备了,但温度又降得很低,这就使小麦稈锈菌冬孢子很难发芽,使小蘖错过了最易感染的机会,5月下旬以后,气温日渐增高,又超过了小麦稈锈菌参孢子发芽的最高温度,虽有充足的水分,冬孢子也很少发芽。此时小蘖陆续长出新梢,发出嫩叶,也不再被侵染了。三年来,在小蘖邻近麦地调查,和进行稈锈菌生理小种分析结果,小麦稈锈菌不通过大叶小蘖产生多种生理小种。冬孢子发芽试验证明,在斗沟子各处散乱的麦稈上的小麦稈锈菌冬孢子,到5月中旬已正常成熟,发芽率很高。只要有充足的水分,在9°—21℃温度范围内,小麦稈锈菌冬孢子发芽很好,且长小孢子;而在9℃以下或22℃以上,冬孢子很少发芽。     

关于旅大地区小麦秆锈菌和叶锈菌夏孢子世代的越冬问题

 关于小麦秆锈和叶锈的越冬问题,国外业巳有许多报告^{[10,13,14,15,16,17,18]}。国内在小麦锈菌越冬方面也有一些报导。     

小麦条锈菌转主寄主小檗(Berberis germanensis)的人工接种鉴定

正条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici),简称小麦条锈菌,是引起小麦条锈病(wheat stripe rust or yellow rust)的病原菌。近年通过人工室内接种证实小檗(Berberis spp.)是小麦条锈菌的转主寄主~([1]),由此揭示了小麦条锈菌是具有性、锈、夏、冬和担孢子5种孢子类型的全孢     

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。     

新型小麦秆锈病菌Ug99对我国小麦生产的威胁和应对措施

小麦秆锈病由禾柄锈菌(Puccinia graminisf.sp.tritici)引起,是世界范围内的禾谷类重要病害之一。1999年首次在乌干达(Uganda)出现该病菌的一种     

唐松草作为小麦叶锈菌的转主寄主问题的研究

1984年在内蒙古卓资县白石头沟野外调查中发现4种唐松草和5种禾本科杂草都发生有叶锈病。但无迹象表明该地区自然界唐松草上发生的叶锈病与小麦叶锈病有关。在室内用小麦、华北剪股颖和无芒雀麦叶锈菌的冬孢子对亚欧和瓣蕊唐松草接种,都长出了锈孢子腔和锈孢子。用三种锈孢子分别对小麦、华北剪股颖和无芒雀麦回接,都产生了夏孢子,完成了生活循环。从此得出结论:亚欧和瓣蕊唐松草是小麦、叶锈菌的转主寄主,但在室外不起作用。而田间所见唐松草上的锈病主要与杂草上的锈病有关。     

2010年西藏小麦条锈菌生理小种群体结构与分析

西藏地区是中国相对独立的小麦种植区,小麦条锈病是西藏冬小麦上最重要的病害.长期以来,对西藏小麦条锈菌生理小种群体结构缺乏全面系统的了解.为了弄清西藏小麦条锈菌生理小种群体结构,本研究从西藏地区小麦条锈病发生的关键地区采集并鉴定了小麦条锈菌标样261份.西藏地区小麦条锈菌群体结构复杂,小种类型数多,主要优势小种以CYR32和CYR33为主,水源11类群为优势类群,Hybrid46类群结构简单,未发现CYR32以外的类型;CYR32之前的小种数较多、其中CYR17、CYR20、CYR31出现频率较高;西藏小麦条锈菌群体结构与内地有着较大的相似性,同时也有其自身的独特性,表现西藏小麦条锈菌优势小种组成与四川、云南两省相似,与青海省差异较大.推测西藏地区小麦条锈菌与四川和云南省存在较密切的菌源交流,与青海省交流较少.     

唐松草作为小麦叶锈菌的转主寄主问题的研究

 1984年在内蒙古卓资县白石头沟野外调查中发现4种唐松草和5种禾本科杂草都发生有叶锈病。但无迹象表明该地区自然界唐松草上发生的叶锈病与小麦叶锈病有关。在室内用小麦、华北剪股颖和无芒雀麦叶锈菌的冬孢子对亚欧和瓣蕊唐松草接种,都长出了锈孢子腔和锈孢子。用三种锈孢子分别对小麦、华北剪股颖和无芒雀麦回接,都产生了夏孢子,完成了生活循环。从此得出结论:亚欧和瓣蕊唐松草是小麦、叶锈菌的转主寄主,但在室外不起作用。而田间所见唐松草上的锈病主要与杂草上的锈病有关。     

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。     

小麦秆锈菌新小种Ug99及其对我国的影响分析

Ug99(TTKS)是1999年在乌干达首次发现的对最重要小麦抗秆锈病基因Sr31有强毒力的秆锈菌新小种。大量证据显示:该小种不仅具有极其特殊的毒力组合而且传播十分迅速,除在中非乌干达、东非肯尼亚、埃塞俄比亚、苏丹流行外,Ug99现已越过红海、传到了阿拉伯国家也门,以及巴基斯坦的沿海地区,越来越逼近我国。Ug99堪称我国的超毒小种,我国最典型的秆锈菌小种只能分别克服或Sr5或Sr9 e或Sr11单基因抗性,而Ug99不仅具有Sr5、Sr9 e、Sr11的联合毒力,而且还具有Sr21、Sr31、Sr38的联合毒力,而我国从未有小种能克服后者的抗性。1B/1L(含Sr31)易位系曾是我国使用的重要秆锈抗源,必对Ug99高度脆弱,我国118份小麦品种在KARI的测定结果表明,高感品种频率98.3%。一旦Ug99入侵我国,其他流行条件也完全具备。因此,充分作好防范Ug99流行的准备十分必要。     

Genetics of resistance to race TTKSK of Puccinia graminis f. sp. tritici in Triticum monococcum

Race TTKSK (or Ug99) of Puccinia graminis f. sp. tritici possesses virulence to several stem rust resistance genes commonly present in wheat cultivars grown worldwide. New variants detected in the race TTKSK lineage further broadened the virulence spectrum. The identification of sources of genetic resistance to race TTKSK and its relatives is necessary to enable the development and deployment of resistant varieties. Accessions of Triticum monococcum, an A-genome diploid wild and cultivated wheat, have previously been characterized as resistant to stem rust. Three resistance genes were identified and introgressed into hexaploid wheat: Sr21, Sr22, and Sr35. The objective of this study was to determine the genetic control and allelic relationships of resistance to race TTKSK in T. monococcum accessions identified through evaluations at the seedling stage. Generation F(2) progeny of 8 crosses between resistant and susceptible accessions and 13 crosses between resistant accessions of T. monococcum were evaluated with race TTKSK and often with North American races, including races QFCSC, TTTTF, and MCCFC. For a selected population segregating for three genes conferring resistance to race TTKSK, F(2:3) progeny were evaluated with races TTKSK, QFCSC, and TTTTF. In that population, we detected two genes conferring resistance to race TTKSK that are different from Sr21, Sr22, and Sr35. One of the new genes was effective to all races tested. The identification of these genes will facilitate the development of varieties with new resistance to race TTKSK.     

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。     

四川省100个小麦品种(系)抗条锈病基因的 分子检测

 为了解四川省近年小麦生产品种和后备品种对条锈菌致病类型G22-83和流行小种CYR32、CYR33的抗性水平,明确已知的主要抗条锈基因在该地区小麦品种中分布状况,利用小麦条锈菌G22-83、CYR32和CYR33对四川省100个小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定;采用已知基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18 和Yr26的分子标记,对供试小麦材料进行抗性基因检测。结果表明,100个供试材料中,对CYR32 表现抗病的58份,占58%;对CYR33 表现抗病的63份,占63%;对G22表现抗病的43份,占43%;对CYR32、CYR33和G22均表现抗病性的品种(系)28个,占28%。供试小麦品种(系)中携带Yr9、Yr10、Yr15 和Yr26基因的材料分别有24份(24%)、9份(9%)、5份(5%)和26份(26%),所有供试品种(系)中未检测到Yr5和Yr18基因。     

小麦持久抗条锈性品种N.strampelli苗期抗性遗传分析

 小麦条锈病是世界范围内小麦上发生最为普遍的重要病害之一,种植抗病品种是防治该病的首选。N.strampelli是1974年我国从意大利引进的,在甘肃省陇南小麦条锈病常发易变区大面积种植30余年仍然保持良好抗病性,是一个典型的持久抗条锈性品种。为了测定其遗传特性,利用小麦条锈菌生理小种CY29、CY30和菌系Su-14在温室对N.strampelli与铭贤169及其杂交F₁、F₂和BC₁代接种进行遗传分析。结果表明:N.strampelli对CY29的抗病性由2对隐性基因独立或重叠作用控制,不受胞质效应的影响,属核遗传;对CY30的抗病性由1对显性基因和1对隐性基因互补控制,属核遗传;对Su-14菌系的抗病性由2对隐性基因累加作用控制,属核遗传。研究结果表明,N.strampelli应做为抗源用于小麦的抗病育种中。     

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。