小偃麦新种质CH7102抗条锈病特性的遗传分析

对衍生于普通小麦与八倍体小偃麦‘小偃7430’杂种后代的抗条锈病新种质CH7102进行抗性鉴定和遗传分析,明确其抗性来源及其遗传方式。采用条锈菌流行小种CYR31、CYR32对CH7102及其亲本进行苗期抗性评价;对CH7102分别与感病品种和已知抗性基因载体品系的杂交后代接种CYR32进行成株期抗条锈性遗传分析和等位性测验。CH7102具有与其抗病亲本‘小偃7430’和彭提卡偃麦草相似的侵染型,而所有的小麦亲本均感病,表明CH7102的抗性来自彭提卡偃麦草;CH7102与感病品种‘台长29’和‘绵阳11’杂交、回交,其F2、BC1、F2:3代的抗、感分离比分别符合3:1、1:1和1:2:1的单显性基因分离模式。而CH7102与已知抗性基因载体品系杂交F2代的抗感分离比为15:1。CH7102对条锈病的抗性来自彭提卡偃麦草,其抗性受1对显性核基因控制,而且与已知的抗CYR31、CYR32的抗性基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr24/Yr26、Yr41不存在等位关系,属新的抗条锈病基因。     

小麦种质CH7015中抗白粉病基因的SSR定位

为了明确小麦与八倍体小偃麦远缘杂交培育的小麦新种质CH7015中抗白粉病基因的来源及其在染色体上的具体位置。将CH7015与感病品种台长29杂交,对其F_1、BC_1、F_2群体接种白粉病,进行抗病性鉴定和抗感杂交后代的遗传分析,选取分布于小麦21对染色体上的825对SSR引物,采用群体分离分析法(BSA)对台长29×CH7015的F_2群体进行标记筛选。结果显示,CH7015抗性受1对显性核基因控制,其抗白粉病基因PmCH7015可能来源于中间偃麦草。通过抗感基因池和群体筛选,获得5个连锁标记,分别为:Xwmc657、Xgpw2328、Xwmc68、Xgpw4079和Xgpw7272。其中,Xwmc68和Xgpw4079位于PmCH7015两侧,遗传距离分别为8.2,1.4 cM。中国春缺体-四体和双端体的验证结果将抗病基因定位于小麦4B染色体的短臂上(4BS)。综上所述,由于小麦4BS染色体上尚无有关抗白粉病基因的报道,因此,推测PmCH7015是一个新发现的抗白粉病基因位点,其抗性可能来源于中间偃麦草。     

小麦成株期抗条锈病基因YrCH7056的定位及其抗源分析

为了更好地利用彭提卡偃麦草资源,拓宽小麦抗源育种选择范围,对其抗条锈性和遗传模式进行探究。利用彭提卡偃麦草渗入系CH7056和小麦品种SY95-71构建重组自交系,以条锈混合菌种CYR32+CYR33+v26对重组自交系的F_7和F_8家系进行成株期抗性鉴定。结果表明:遗传群体家系中抗感单株比例在2013年和2014年间均接近1∶1,由此推断CH7056中携带有1个显性抗条锈病基因,暂命名为YrCH7056。利用细胞学技术(基因组原位杂交)已检测不到外源信号。通过对群体抗感池扫描DArT芯片,将YrCH7056初步定位在小麦1B染色体;之后利用1B染色体上的129对公共SSR标记以及72对新开发的偃麦草特异标记构建了YrCH7056的遗传图谱,侧翼标记为1BL-3848555-1.1c M-YrCH7056-2.5c M-barc240。通过比较抗性表现的时期、基因来源以及紧密连锁标记的遗传距离得出,这个抗条锈病基因不同于已定位于染色体1BL上的抗性基因,推断YrCH7056是一个抗条锈病新基因;同时,1BL-3848555在CH7056中的扩增条带与在彭提卡偃麦草和小偃7430中的条带一致,推断YrCH7056可能来自于彭提卡偃麦草。     

小麦品种小偃9323抗条锈基因的遗传分析和分子作图

小偃9323是小偃6号的同源材料,具有早熟、抗逆性强、适应性广、抗条锈性强等许多优良的生物学特性。为明确其抗条锈性及遗传规律,利用当前流行的中国条锈菌小种CYR32对抗病品种小偃9323与感病品种铭贤169及其杂交后代F₁、F₂、F₃和BC₁代进行苗期抗条锈性遗传分析,并对其抗条锈基因进行SSR分子标记。结果表明,小偃9323对CYR32小种具有良好的抗性,由1对隐性基因所控制。利用F₂代分离群体,筛选到6个与抗病基因连锁的SSR标记,分别是Xwmc807、Xbarc3、Xwmc684、Xwmc201、Xwmc553和Xwmc179;该抗病基因位于小麦6AL染色体上,其最近的标记为Xwmc201和Xwmc553,遗传距离分别是2.6 cM和3.7 cM。分析表明,该基因不同于已知抗条锈基因,暂被命名为YrXY9323。用YrXY9323两侧遗传距离最近的标记Xwmc201和Xwmc553对42个黄淮麦区主栽小麦品种进行分子检测,结果表明有19%的品种具有与YrXY9323相同的标记位点。本结果对YrXY9323在小麦抗条锈病育种中的应用提供了理论依据。     

小麦–中间偃麦草隐形渗入系抗白粉病基因pmCH83分子定位

小麦新种质CH09W83为八倍体小偃麦TAI7047与高感小麦品种晋太170杂交、回交后代衍生而来的高代选系,在苗期免疫或高抗我国白粉病菌株E09、E20、E21、E23、E26、Bg1和Bg2。为定位CH09W83中的抗病基因,将CH09W83与感病亲本杂交和回交,通过对F₁、F₂、F_2:3和BC₁代的接种鉴定和遗传分析,证实CH09W83成株期对E09的抗性由1对隐性核基因控制,暂命名为pmCH83。采用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis, BSA),以658对SSR标记对台长29(感病)× CH09W83的F₂群体分析发现,抗性基因pmCH83与SSR标记Xgpw7272、Xwmc652、Xgwm251、Xgwm193连锁,与两翼邻近标记Xwmc652和Xgwm251的遗传距离分别为3.8 cM和4.3 cM。利用中国春缺体–四体、双端体将pmCH83及其连锁标记定位在4BL染色体上。原位杂交、染色体配对及连锁标记分析结果表明,CH09W83可能是一个小麦与中间偃麦草的隐形异源渗入系。系谱和图谱位置分析表明,pmCH83很可能是来自中间偃麦草一个新的抗白粉病基因。     

小麦品种中梁21抗条锈病基因遗传分析与SSR标记定位

用7个我国当前流行的条锈菌生理小种评价中梁21的苗期条锈抗性,结果表明该品种对我国优势流行小种具有良好的抗性。采用CYR30小种对中梁21与铭贤169杂交的F₁、BC₁、F₂及F₃代群体进行遗传分析,并利用SSR分子标记进行遗传作图,发现中梁21对CYR30的抗性由1个显性基因控制,暂命名为Yrzhong21。该基因与位于小麦5AL染色体上的10个SSR位点Xgwm186、Xbarc165、Xwmc795、Xbarc40、Xgwm156、Xgwm617、Xwmc415、Xbarc151、Xwmc338和Xgwm666连锁,其中最近的侧翼位点为Xgwm186和Xbarc165,其遗传距离分别是7.5 cM和2.7 cM。系谱分析及结合分子标记结果表明,该基因可能来自Ciemenp。与已定位于5A染色体上的抗条锈病基因的比较表明,Yrzhong21可能是一个抗条锈病的新基因。用标记Xgwm186和Xbarc165检测中梁系列品种,其中仅17%扩增到与中梁21相同的位点,表明该基因在抗条锈病育种中可能有很大的应用潜力。     

人工合成小麦CI191抗条锈病基因的鉴定及分子标记定位

抗病性鉴定结果表明,硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦CI191(CPI/GEDIZ/3/GOO//JO69/CRA/4/AE.SQ629),对我国曾经或现在流行的小麦条锈菌生理小种CY28、CY29、CY30、CY31、CY32和水源11致病类型4表现免疫或近免疫。基因推导结果显示,CI191对条锈菌的反应型不同于24份已知抗条锈病基因品种(系),对21个条锈菌生理小种表现抗性,对条锈病菌生理小种86107表现感病反应型(IT3)。对CI191/铭贤169杂交组合的正交、反交的F1材料以及F2代群体进行抗病鉴定与遗传分析,结果表明,CI191对条锈菌小种CY31的抗性受细胞核内的显性单基因控制。利用集群分离分析法(BSA)和简单重复序列(SSR)分子标记分析,发现7个SSR标记与YrC191连锁。构建了包含YrC191的SSR标记遗传图谱,其中Xbarc240与YrC191共分离,Xcfd65、Xbarc187、Xgwm18、Xgwm11位于Xbarc8与YrC191的同侧,与YrC191间遗传距离3.2cM,Xbarc8与YrC191间遗传距离为1.6cM,Xwmc419位于YrC191另一侧、遗传距离为3.1cM。根据SSR分子标记的遗传图谱和在中国春的缺体-四体和双端体的定位结果,将YrC191定位到小麦染色体1BS上。YrC191基因的4个SSR标记和Yr26的1个STS标记可以明显地区分YrC191与染色体1BS上的其他抗条锈病基因,如Yr24、Yr26/YrCH42、Yr10、Yr15和YrC142等。     

源于中间偃麦草的小麦新品系CH5026白粉病抗性的遗传

CH5026是衍生于八倍体小偃麦TAI7045的抗病新品系,它兼抗小麦的白粉病和条锈病。温室抗性评价结果显示,无论是苗期还是成株期,CH5026对白粉病菌系E09均表现为免疫,且具有与其抗性供体TAI7045及TAI7045的野生亲本中间偃麦草相似的白粉病抗性,且CH5026和TAI7045的小麦亲本均为中、高感,表明存在于CH5026的白粉病抗性来自中间偃麦草。为进一步明确其白粉病抗性的遗传规律,用高感品种(系)晋太170和CH5065分别与CH5026杂交、回交,将其F1,F2,BC1,F3群体及其双亲分别在太原温室用白粉病15号小种的E09菌系接种,并按单株调查其抗感分离之比。结果表明,F1对白粉病的感染分别为0或0;级。F2,BC1的群体中,其抗感分离分别符合3R∶1S和1R∶1S;而且在F3株系中,全抗∶抗感分离∶全感为1∶2∶1,说明衍生于TAI7045的抗病品系CH5026对白粉病的抗性受1对显性核基因控制。     

小麦条锈病抗源S2199抗病基因分子标记及其与Yr5的关系

选用含有小麦条锈病抗源S2199的杂交组合 (3338/14119//S2199) F4/2*陕354 519株F2单株和其F3家系对S2199抗条锈病基因进行遗传分析和分子标记定位。结果表明,来自条锈病抗源S2199的条锈病抗性为显性单基因控制,暂命名该基因为YrS2199。采用BSA法和SSR分子标记分析,筛选到与抗条锈病基因YrS2199连锁的SSR分子标记Xdp269和Xgwm120,连锁距离分别为0.7和11.0 cM,并将其定位在2BL染色体末端上。这两个分子标记为S2199抗条锈病基因的分子标记辅助选择和抗病基因聚合提供了便利。通过等位性检测和14个条锈菌生理小种分小种鉴定,初步明确了S2199含有的抗条锈病基因可能是Yr5或其等位基因。抗源S2199是一个具有优良农艺性状的材料,为小麦育种提供了一个新的Yr5或其等位基因供体。     

利用BSR-Seq定位小麦品种郑麦103抗条锈病基因YrZM103

郑麦103是一个高抗条锈病的小麦新品种,为明确其携带的抗病基因,用郑麦103与感条锈病品种农大399杂交构建分离群体,用条锈菌CYR32、CYR33和CRY34(V26)混合菌系进行田间接种和成株期抗性鉴定,对214个F2:3家系的条锈病抗性进行遗传分析,初步确定郑麦103的抗条锈性由单个主效基因控制,定名为Yr ZM103。通过BSR-Seq技术开发了6个与Yr ZM103紧密连锁的分子标记,将Yr ZM103定位于染色体臂7BL分子标记ZM215和ZM221之间,遗传距离分别为11.8 c M和6.9 c M。利用7BL染色体上与其他已知抗条锈病基因紧密连锁的分子标记进行比较作图,发现Yr ZM103是不同于7BL末端其他抗条锈病基因的新基因。     

小麦品种中梁22抗条锈病基因的遗传分析和分子作图

对中梁22/铭贤169杂交F₂群体苗期抗条锈病鉴定及中国春单体系抗病基因的染色体定位发现, 中梁22携带1个显性(暂命名YrZhong22)和1个隐性抗病基因, 前者位于5B染色体。由中梁22´铭贤169的F₂群体构建抗病、感病池, 用SSR标记结合集群分离分析法(BSA), 建立了与YrZhong22连锁的4个微卫星标记Xwmc289、Xwmc810、Xgdm116和Xbarc232, 并将YrZhong22定位于小麦5BL染色体。YrZhong22与相邻微卫星位点Xwmc810和Xgdm116的遗传距离分别是2.7 cM和4.4 cM。系谱分析及分子标记分析表明, YrZhong22可能是一个来自中间偃麦草的新抗条锈病基因。     

源于长穗偃麦草的小麦新品系CH7034抗白粉病基因的染色体定位

CH7034是一个兼抗小麦白粉病和条锈病的新种质材料,通过普通小麦与八倍体小偃麦"小偃7430"杂交、回交选育而成.为明确其白粉病抗性的遗传机制及抗性基因的染色体位置,用小麦高感品系"SY95-71"与CH7034杂交,所获F1、F2及其双亲在温室用白粉病E09菌系的15号小种接种,对CH7034的白粉病抗性进行鉴定和遗传分析.结果表明,无论是苗期还是成株期,CH7034对白粉病菌均表现为免疫,且具有与其抗性供体小偃7430及野生亲本长穗偃麦草相似的白粉病抗性,F1代抗病反应型为O或O'级,F2代抗感分离比符合R:S=3:1,说明CH7034抗性受显性单基因控制.用307对小麦微卫星引物对一个148株的F2群体进行分析,发现小麦微卫星标记xgwm311与抗病基因连锁,遗传距离为12.4 cM.用中国春缺-四体和双端体材料进一步验证与抗病相关的片段位于2A染色体的长臂上,进而将CH7034所含的抗白粉病基因定位于小麦的2AL上.     

青藏春冬麦区93份小麦地方种质条锈病抗性评价及抗病基因分子鉴定

为应对当前条锈菌强毒性小种对中国小麦生产带来的威胁,本研究通过鉴定来自青藏春冬麦区的93份小麦地方种质对中国当前条锈菌流行小种或致病类群在苗期和成株期的抗性水平,检测其可能携带的条锈病抗性基因,为培育小麦抗条锈病新品种提供抗源。利用条锈菌流行小种条中32号(CYR32)和条中34号(CYR34)对93份来源于青藏春冬麦区小麦地方品种进行温室苗期抗性鉴定,并于2015—2016、2017—2018和2018—2019年度在四川崇州和绵阳共4个田间环境下,利用由条锈菌流行小种(CYR32、CYR33、CYR34)、水源致病类型(Su11-4、Su11-5)、贵农22致病类型(G22-14)组成的混合菌进行成株期抗性鉴定。同时利用Yr5、Yr10、Yr18、Yr24 (=Yr26)、Yr48、Yr65和Yr67共7个已知抗条锈病基因紧密连锁的侧翼分子标记或功能标记进行检测。抗性鉴定结果表明, 4份(占4.30%)种质对CYR32表现苗期抗性; 3份(占3.26%)对CYR34表现苗期抗性;其中1份种质(白颖无芒小麦)对CYR32和CYR34均表现苗期抗性。10份种质(占10.75%)在4个田间环境中均表现成株期抗性。分子检测结果表明,可能携带Yr18、Yr48和Yr65的种质分别有11份、40份和1份。其中, 7份可能同时携带Yr18+Yr48基因; 3份未检测出供试已知Yr基因,推测其可能携带其他已知或未知条锈病抗性基因。上述研究结果表明,青藏春冬麦区小麦地方种质对中国当前条锈菌流行小种或致病类群的抗性整体水平较低,其携带抗性基因的多样性也较低;建议对表现良好抗性且可能携带未知抗性基因的地方种质进行发掘并利用其加快育种。     

小麦条锈病抗源S2199抗病基因分子标记及其与Yr5的关系

选用含有小麦条锈病抗源S2199的杂交组合（3338/14119//S2199）F4/2^＊陕354F2代519个单株和其F3家系对S2199抗条锈病基因进行遗传分析和分子标记定位。结果表明,来自条锈病抗源S2199的条锈病抗性为显性单基因控制,暂命名该基因为YrS2199。采用BSA法和SSR分子标记分析,筛选到与抗条锈病基因YrS2199连锁的SSR分子标记Xdp269和Xgwm120,连锁距离分别为0.7cM和11.0cM,并将其定位在2BL染色体末端上。这两个分子标记为S2199抗条锈病基因的分子标记辅助选择和抗病基因聚合提供了便利。通过等位性检测和14个条锈菌生理小种分小种鉴定,初步明确了S2199含有的抗条锈病基因可能是Yr5或其等位基因。抗源S2199是一个具有优良农艺性状的材料,为小麦育种提供了一个新的Yr5或其等位基因供体。     

小偃麦异代换系抗病基因的鉴定及其SSR分子标记

小偃麦山农87074-557是小麦一长穗偃麦草双体异代换系,它保留了偃麦草的许多优良特性,是小麦抗病育种和遗传改良的基础材料.本文利用接种鉴定法对山农87074-557的抗病性进行鉴定表明:其对白粉病和条锈病均表现免疫,其抗性基因来源于长穗偃麦草,且其白粉病和条锈病抗性均分别受1对显性基因控制.在592对小麦SSR引物中寻找到1个标记Xgwm344120/150与白粉病抗性基因和条锈病抗性基因连锁,推测白粉病抗性基因可能为新基因,条锈病抗性基因可能不同于已定位的抗小麦条锈病基因.     

小麦品系M8003-5抗条锈病基因遗传分析和分子作图

为了利用小麦抗条锈病品系M8003-5中的抗病基因,用当前7个流行的条锈菌生理小种对小麦品系M8003-5的抗条锈性进行了鉴定,发现该品种对当前的各优势小种均有良好抗性。在温室内以病菌小种Su11-4对M8003-5在进行苗期抗条锈性鉴定和遗传分析,初步确定M8003-5对Su11-4的抗性由1对显性基因控制,位于7DS上的SSR标记Xbarc5、Xwmc463、Xwmc405、Xbarc126、Xgwm295、Xgwm44、Xwmc702、Xwmc438、Xwmc121、Xgwm111和Xbarc121与该基因连锁,最近的为Xwmc702和Xwmc438,遗传距离分别为3.5 cM和4.3 cM。分子标记及其相关分析表明,此基因可能来自黑麦,与已定位于7D染色体上的抗病基因不同,暂命名为YrM8003。利用与其紧密连锁的标记Xwmc702和Xwmc438测黄淮麦区43个主栽品种,结果显示,有20%的品种具有与YrM8003基因相同的标记位点。这一结果有助于YrM8003在抗条锈病育种的应用。     

小麦—华山新麦草易位系H1684细胞学鉴定及抗条锈性遗传分析

通过对华山新麦草与‘7182’杂交获得的抗条锈病新种质‘H1684’进行遗传分析,明确‘H1684’含有的抗病基因遗传特点。本研究利用基因组原位杂交技术对‘H1684’含有的外源染色体片段进行鉴定,并以‘H1684’、感病对照‘铭贤169’及其杂交后代F_1、F_2、F_(2:3)和BC1群体为材料,采用10个条锈菌生理小种CYR-23、CYR25、CYR27、CYR28、CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR33和CYR34对供试群体进行苗期抗条锈性鉴定,分析抗病基因的遗传规律。GISH分析表明‘H1684’含有来自于华山新麦草的长染色体片段,为华山新麦草易位系。抗病性鉴定表明:‘H1684’在苗期对10个条锈菌生理小种均表现免疫或高抗。‘H1684’对CYR33和CYR34的抗病性都是由1对显性基因控制。华山新麦草易位系‘H1684’对中国目前流行的小麦条锈菌生理小种具有良好的抗病性,可以作为抗源在中国小麦抗条锈病育种中应用。     

小麦–中间偃麦草渗入系抗白粉病基因PmCH7124的分子定位

小麦新种质CH7124由八倍体小偃麦TAI8335与高感白粉病小麦品种晋麦33杂交后代衍生而来,在苗期对白粉病菌株E09、E20、E21、E23、E26、Bg1和Bg2表现免疫或高抗,抗病表现与TAI8335及其野生亲本中间偃麦草相似。基因组原位杂交未检测到CH7124含有外源染色体信号。利用CH7124与感病亲本SY95-71和绵阳11的杂交群体接种鉴定和遗传分析证实,CH7124成株期对E09的抗性由1对显性核基因控制,暂命名为Pm CH7124。采用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis,BSA)对SY95-71/CH7124的F6群体进行SSR标记扫描,发现抗性基因Pm CH7124与5对SSR标记连锁,与两翼邻近标记Xgwm501和Xbarc101的遗传距离分别为1.7 c M和4.5 c M。利用中国春缺体–四体和双端体材料,将Pm CH7124及其连锁标记定位在小麦2B染色体长臂上。通过分析2BL上其他抗白粉病基因的抗谱、抗性来源、物理图谱位置以及连锁标记在Pm CH7124作图群体中的多态性,认为Pm CH7124不同于2BL上已知的抗白粉病基因Pm6、Pm33、Pm JM22、Ml Zec1、Ml AB10和Ml LX99。     

小麦骨干亲本繁6条锈病成株抗性特异位点及其在衍生品种中的遗传解析

基于已获得的控制小麦条锈病成株抗性“一致性”QTL区段80个SSR标记,结合小麦骨干亲本繁6及其衍生的39个后代小麦品种进行田间条锈病成株期抗性表型鉴定,揭示了骨干亲本繁6遗传物质及其成株抗性在其衍生品种的遗传规律。结果表明,骨干亲本繁6在条锈病条中31、32和33混合生理小种诱导下表现成株抗性,7个衍生后代品种表现全生育期抗性;用控制小麦条锈病成株抗性QTL区段的80个SSR标记对繁6及其后代衍生品种的其他亲本进行分子扫描,共发现9个来自繁6基因组的特异SSR标记,即Xwmc631、 Xgwm359、 Xwmc407、 Xgwm501、 Xgwm148、 Xgwm539、 Xgwm533、 Xgwm299和Xgwm639,其中,Xwmc631、 Xgwm359、 Xgwm501、 Xgwm299和Xgwm639在繁6衍生后代的4个子代中表现较高的遗传贡献率。以SSR标记与小麦条锈病成株抗性的关联分析发现6个SSR标记与小麦条锈病成株抗性显著相关,其中来自繁6的特异SSR等位变异Xgwm539-2D和Xgwm299-3B与严重度、反应型、普遍率、病情指数及病程曲线下面积(AUDPC)均具显著相关性,表明繁6的成株抗性及其控制遗传位点在其衍生后代品种选育过程中得到了很好的定向选择,并在西南麦区小麦条锈病抗性育种中发挥了重要作用。     

小麦‘西农291’成株期抗条锈病遗传分析

为明确‘西农291’抗条锈性的遗传基础。对‘西农291’在温室和田间进行多个小麦条锈菌小种的抗条锈鉴定;采用常规杂交方法,将‘西农291’分别与感病品种‘铭贤169’与AvS杂交,构建其F1、F2遗传群体,用小麦条锈菌小种CYR32进行温室抗条锈性鉴定、混合小种（CYR32:CYR33≈1:1）进行田间抗条锈性鉴定。结果表明,在温室条件下,‘西农291’在苗期对条锈菌CYR32与CYR33表现高度感病、成株期对CYR32、CYR33、Su11-4及Su11-7表现高度抗条锈性;田间混合小种接种诱发发病（陕西杨凌）和自然发病（甘肃天水）抗条锈性鉴定均表明‘西农291’在成株期高度抗条锈病。群体抗条锈性鉴定结果表明‘西农291’与感病品种铭贤169和AvS杂交的F2群体的抗:感分离比例均符合3R:1S的理论比例。以上结果说明‘西农291’具有非小种专化性的、广谱抗性的成株期抗条锈性;对CYR32的成株抗条锈性受1对显性基因控制。