来自波斯小麦Ps5的一对隐性抗叶锈病基因的染色体定位

为了筛选小麦抗叶锈病资源和发掘新的抗叶锈病基因,对由抗病波斯小麦Ps5与感病粗山羊草Ae38合成的双二倍体Am3进行了单体分析。将中国春单体和二体分别与Am3杂交,测定杂交F1植株的染色体条数以及F1、F2群体对叶锈病的抗/感病性。结果表明:在18℃条件下,Am3对小麦叶锈菌致病类型DHS/GD的抗病性由1对隐性抗病基因控制,该基因来自四倍体亲本波斯小麦Ps5,具有剂量效应,位于5A染色体上。     

丰抗2号冬小麦抗锈性基因的染色体定位研究

 用"中国春"单体系和抗锈品种"丰抗2号"杂交,对其抗病基因进行染色体定位。结果表明,丰抗2号对条锈菌小种25号的单显性抗病基因位于5B染色体上;对叶锈菌小种38号的单显性抗病基因位于5A染色体上。位于5B和5A染色体上的两个分别抵抗条锈和叶锈病的基因可能是新的抗病基因。     

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。     

二倍体及四倍体中抗叶锈病基因在双二倍体中的表达与抑制

 通过杂交将近缘植物中的抗病基因导入普通小麦是抗病育种的常用方法。在利用二倍体和四倍体杂交合成双二倍体小麦过程中, 二倍体或四倍体携带的抗叶锈病基因在双二倍体中大多数情况下可以完全表达或部分表达其固有的抗病性, 但部分抗叶锈病基因则不能表达。四倍体波斯小麦Ps5、Ps8和野生二粒小麦D s3含有相同的抗叶锈病基因LrPs (暂定名), 在双二倍体Am1、Am2、Am3、Am5和Am7中可以表达其抗病性, 但在Am4中不能表达;二倍体粗山羊草Ae37含有Lr41和未知基因, 但Lr41在双二倍体Am2中不能表达;四倍体硬粒小麦Dr147携带Lr23和未知基因, 在双二倍体Am6中不能充分表达。抑制基因的存在是导致抗病基因不能表达或部分表达的主要原因之-。抑制基因位于AB染色体组或D染色体组上, 其抑制作用对抗病基因和病菌致病类型具有专化性, 还可能受温度等环境条件和寄主遗传背景等因素的影响。遗传分析结果表明, 在常温下, 双二倍体Am1、Am2、Am3和Am5对叶锈菌致病类型DGS/HB的抗病性均由1对相同的隐性抗病基因LrPs (暂定名)控制, 与它们具有共同的四倍体亲本Ps5有关。Am4不具有苗期抗叶锈病基因, 但含有来自粗山羊草A e39的1对隐性抑制基因SuLrPs (暂定名), 可抑制Am1、Am2、Am3和Am5中隐性抗叶锈病基因的表达。对抗病抑制基因存在原因和遗传分析验证方法等进行了讨论。     

小麦抗叶锈基因Lr 38的AFLP标记

 小麦叶锈病是小麦的重要病害之一,几乎在所有小麦种植区都有发生,严重时可造成5%~15%甚至更大的产量损失^[1]。小麦抗叶锈基因Lr38发现位于中间偃麦草(Agropyron intermedium)第7组的一条染色体上,并被标定在6 DL上^[2],是抗性很强的抗叶锈病基因,国内外至今尚未发现对Lr38有毒性的菌株,是一个应用潜力很大的抗病基因。     

江苏省重要小麦品种抗叶锈病和秆锈病基因初步分析

作者分别选用15个具不同毒性基因组合的叶锈菌系和10个具不同毒性基因组合的秆锈菌系推导分析了江苏省26个重要小麦品种(系)所携带的抗叶锈病和抗秆锈病基因。在供试的39个已知抗叶锈病基因(或基因组合)和44个已知抗秆锈病基因中,推导出了Lr1、Lr10、Lr13、Lr16、Lr26、Lt13 3Ka等6个抗叶锈病基因(或基因组合)和Sr5、Sr6、Sr7b、Sr8a、Sr9e、Sr10、Sr13、Sr14、Sr15、Sr17、Sr20、Sr23、Sr27、Sr28、Sr29、Sr31、SrTmp等17个抗秆锈病基因,以单基因或基因组合的形式分别分布在20和24个小麦品种(系)中,其中Lr16、Lr26和Sr5、Sr23、Sr31是供试材料的主要已知抗叶、秆锈病基因。初步发现一些品种(系)携带有Lr13和Sr31等已知持久抗锈基因(或基因组合)及不同于本研究所用的已知基因的未知基因。     

中国小麦贵州98-18中抗叶锈基因的分子定位

小麦(Triticum aestivum)品系贵州98-18对中国目前大多数叶锈菌(Puccinia triticina)生理小种表现抗性。基因推导表明,贵州98-18可能携带新的抗叶锈基因。为了有效利用这一抗源,将贵州98-18和感病小麦品种郑州5389杂交,获得F1、F2代群体,用我国叶锈菌优势小种THTT对双亲及其杂交后代进行接种鉴定。结果表明,贵州98-18对THTT的抗性由1对显性基因控制,暂命名为LrG98。采用SSR技术对贵州98-18携带的抗病基因进行分子标记,共筛选了1 274对SSR或STS引物,位于1BL染色体上的4对引物可在抗/感池和双亲中扩增出多态性DNA片段。遗传连锁分析结果表明,该抗病基因位于小麦1BL染色体上,与Xbarc582-1B和Lr26的STS标记ω-secali(Glu-B3)的遗传距离最近,均为3.8 cM。该基因与目前所有已知的抗叶锈基因不同,可能是1个新的抗病基因。     

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。     

小麦锈病抗性基因推导研究进展

小麦-锈菌的相互识别是研究小麦锈病的关键。根据寄主-病原物互作关系分析小麦品种抗病基因组成的基因推导方法是目前研究小麦锈病的热点领域,现已有大量关于基因推导的研究报道。本文综述了小麦条锈病、叶锈病、秆锈病抗病基因推导的研究进展,简述了基因推导方法的产生、发展,介绍了基因推导在小麦抗病基因鉴定中的应用情况,并对目前存在的问题和抗病基因推导的展望进行了讨论。     

1个小麦NBS类抗病基因同源cDNA序列的克隆与鉴定

 利用cDNA末端快速扩增技术对小麦抗叶锈病近等基因系TcLr35中所获得的抗病基因同源片段S2A2 5'端和3'末端序列进行扩增,并根据拼接序列设计特异性引物,进行全长基因的扩增,获得了1个通读的NBS类抗病同源基因S2A2 cDNA序列,该序列全长为3476 bp,编码866个氨基酸序列。经BLASTp比较,该片段含有NB-ARC保守结构域和多个LRR结构域,与已知植物抗病基因I2C-1、L6、RPS2等相应区域相一致。半定量RT-PCR分析表明,该基因在小麦叶片中为低丰度组成型表达。本研究在TcLr35小麦中成功获得了抗病同源基因,这为最终克隆小麦抗叶锈病基因Lr35奠定了基础。     

Ht2背景下玉米对大斑病菌1号小种抗性基因的表达差异研究

以玉米自交系黄早四和黄早四Ht2近等基因型系为材料,利用cDNA-AFLP差异显示方法,分析玉米抗大斑病Ht2相关基因受大斑病菌1号小种胁迫后的差异表达情况。用筛选的70对引物在黄早四Ht2中扩增出76个差异显示片段,对差异条带回收、克隆和测序,并在NCBI上进行BLAST分析,有52个在GenBank中发现相似性较高、功能已知的EST序列,按其功能分为以下8类:基础能量代谢、跨膜运输蛋白、抗逆或抗病相关蛋白、蛋白质代谢、染色体组成蛋白及DNA复制和转录中的蛋白、信号传导、生长发育调控因子和转录因子,而其中以参与基础能量代谢的基因和抗逆或抗病相关基因所占比例较大。功能已知的52个差异表达片段在玉米1～9号染色体上均有分布,且在非亲和互作前期(6h)主要是一些信号相关基因的表达,12h表达的基因多属于抗病反应初期阶段的相关基因,与防卫有关的基因主要在48～72h表达,生长发育类基因在所检测的非亲和互作的不同阶段均表现作用,在非亲和互作后期主要是蛋白质代谢基因的表达。     

小麦抗叶锈病基因近等基因系TcLr35基因表达差异研究

cDNA—AFLP技术结合了RT-PCR和AFLP技术,用于分析植物mRNA的表达差异。该技术保留了AFLP技术的可靠性与高效性,可广泛地应用于植物生长发育过程基因分离与表达特性的研究。小麦叶锈病是世界上影响小麦产量的重要病害之一,提高品种抗病性是防治该病害最经济有效的方法。在目前已发现的近90个抗叶锈基因中,有56个基因已被正式定名,其中有9个成株抗性基因和慢锈性基因,即Lr12、Lr13、Lr22a、Lr22b、Lr34、Lr35、Lr37、Lr48和Lr49。Lr35基因来源于拟斯卑尔托山羊草（Aegilops speltoides）,该基因位于2B染色体上,是一个十分有效的成株抗性基因。     

大豆根组织受尖孢镰刀菌侵染后基因表达反应的cDNA-AFLP分析

 为了阐明大豆受尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum,Fo)侵染后在基因转录水平上的感病反应,本研究用cDNA-AFLP方法,对Fo浸根接种后大豆根组织进行了基因转录谱的银染法检测分析。结果表明,在测定的大约1 000个大豆cDNA扩增片段(TDFs)中,16个是差异性表达的,其中9个受Fo诱导上调表达,7个被抑制下调表达。对这些差异性表达的TDFs进行克隆、测序及其同源性进行分析,发现其中6个具有已知或推断的生物学功能,包括钙调素结合蛋白(CaMBP)、BURP结构域蛋白和羟基多花碱-羟基烷宁转移酶等,其余10个功能未知。这些可能参与大豆感病性的差异性表达新基因片段的发现,为开展大豆感病性功能基因组学研究提供了材料。     

野生甜瓜‘云甜-930’与白粉病菌互作的基因表达特征

 利用cDNA-AFLP技术, 对甜瓜抗白粉病品种‘云甜-930’在接种Podosphaera xanthii生理小种2F.后的基因表达谱进行分析。256对引物共产生188个具良好多态性的转录本(TDF), 其中109个上调表达, 79个下调表达。经过对差异片段的回收、克隆、测序分析, 最终得到60个EST。Blastx比对和功能分类分析表明, 参与物质合成与代谢的属第一大类, 占48%, 其他主要涉及物质运输(12%)、防御系统(12%)、转录调控(8%)、能量代谢(8%)、信号转导(4%)等, 7条EST(8％) 与未知功能蛋白同源性较高。选取与代谢、抗病防御、信号转导及蛋白转运等相关的4个差异基因TDF12(SEH)、TDF67(SAMDC)、TDF76(CDPK)和TDF82(PDR8)进行qRT-PCR验证, 结果显示其表达模式符合cDNA-AFLP表达谱, 同时表明这些基因可能参与了甜瓜与白粉病菌的互作过程。     

偃麦草属E染色体组特异SCAR标记对Lr19的特异性和稳定性研究

 小麦抗叶锈基因Lr19来源于长穗偃麦草,表现优良的抗叶锈性,国内外发现对Lr19有毒性的小麦叶锈菌菌株的报道较少。本研究以TcLr19和Thatcher亲本以及TcLr19×Thatcher F₂代单株构建的分离群体为材料,建立了与Lr19共分离的稳定的SCAR分子标记,命名为Y₁₉SCAR₉₈₂。对49个小麦抗叶锈近等基因系材料的稳定性检测结果表明,其重复性好且为Lr19特异的分子标记。对120个小麦品种检测的结果表明,该标记可有效应用于小麦抗叶锈分子辅助选择育种。