豫鲁皖三省重要小麦品种抗条锈基因推导

 根据对26个不同毒性谱的小麦条锈菌菌系的反应,并结合品种系谱分析,研究了河南、山东和安徽3省的50个重要小麦生产品种所具有的抗条锈基因。结果表明,没有1个品种可抵抗所有供试的26个条锈菌菌系,在已知的抗条锈基因中Yr 9所占比例最大,至少存在于17个品种中,Yr 2和Yr 1次之,分别存在于10个和8个品种中,个别品种则具有Yr A、Yr 3或Yr Sel,还有些品种可能具有未知的抗条锈基因或基因组合。由于上述已知基因对目前的条锈菌优势小种基本上均不抵抗,培育和推广具有效抗条锈基因的新品种迫在眉睫。     

四川58个小麦品种苗期抗条锈基因推导及成株期抗性表现

为了解四川小麦品种所含抗条锈基因及其在田间的抗性表现,将29个毒性谱各异的小麦条锈菌鉴别菌株于苗期接种35个已知抗条锈基因载体品系和58份四川小麦品种（系）,通过抗病谱对比分析和各品种（系）系谱分析,推导了四川小麦品种（系）的抗条锈基因型。在田间,选用中国小麦条锈菌优势小种CY32、CY33、Su-4和对Yr10、Yr24和Yr26致病的贵农22致病类型田间突变株进行混合接种,在乳熟期对各品种（系）的抗条锈性进行了鉴定。结果显示,Yr2、Yr5、Yr7、Yr9、Yr10、Yr24、Yr27、YrSpp、YrAlba等9个基因以单基因或基因组合的形式存在于44个四川小麦品种（系）中。有6个品种（系）含有Yr9基因,10个品种（系）含有Yr10基因,11个品种（系）含有Yr24基因,其中1个同时含有Yr10和Yr24基因。23个品种（系）含有未知基因及其组合。共有19个小麦品种（系）成株期对包含上述混合菌种在内的田间流行菌系表现抗病,其中5个品种抗性受成株抗性基因控制。     

黄淮麦区34个小麦主栽品种(系)抗条锈病基因推导

为明确黄淮麦区小麦主栽品种抗条锈病基因组成,选用来自国内外的15个条锈菌菌株和21个以Avocet*S为遗传背景的小麦抗条锈病近等基因系,对我国黄淮麦区34个小麦主栽品种(系)进行苗期抗条锈病基因推导,并结合系谱分析明确其抗条锈病基因携带情况。结果表明,Yr3、Yr4、Yr8、Yr9、Yr17、Yr26、Yr27、Yr30、YrA、YrSp、YrSk分别以单基因或基因组合的形式存在于19个小麦品种中,Yr9比例最高,占29.4%,‘泰农18’等9份品种仅含一个抗条锈病基因,‘山农483’等10份品种含多个已知或未知基因,其余品种含有未知基因。该结果将为黄淮麦区小麦品种的合理布局提供依据。     

78个重要小麦品种苗期抗条锈性的聚类分析

选用20个具有不同毒性谱的条锈菌菌系,对78个重要小麦品种材料进行了苗期接种鉴定,以得到的数据为基础,用类平均法对供试小麦品种的抗条锈性进行了聚类分析。鄂恩1号等19个品种被聚在一类,它们具有Yr9或与之相似的抗性;碧玛1号等10个品种被聚在一类,它们具有Yr1或与之相似的抗性;兰天5号等9个品种聚为一类,它们可抗所有供试菌系或仅对1～2个菌系感病;还有些品种被分别聚合为几小类。获知了一批具有未知抗条锈基因或基因组合的重要小麦品种的抗性特点,本结果可为小麦生产品种的合理布局与利用、抗锈育种中抗源的选用以及生产品种抗性变异预测提供重要依据。     

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。     

甘肃陇南中梁系列冬小麦品种抗条锈病性分析及利用

种植抗病品种是防治小麦条锈最经济有效且有利于环境保护的措施。2016年-2018年,在甘肃陇南两个不同生态区甘谷和汪川试验点对8个中梁系列冬小麦品种‘中梁25号’～‘中梁32号’进行了成株期抗条锈性分析,并在温室进行了苗期抗条锈病性评价。成株期抗条锈性鉴定结果表明:‘中梁25号’～‘中梁28号’对接种及自然诱发的条锈菌单孢菌系及混合菌均表现感病;‘中梁29号’对条锈菌CYR32、CYR33、中4-1表现抗病,对条锈菌CYR34和G22-14表现中抗～中感;‘中梁30号’～‘中梁32号’对供试条锈菌单孢菌系及混合菌表现免疫到中抗。抗条锈病基因检测发现:‘中梁26号’和‘中梁27号’含有抗病基因Yr9,‘中梁29号’含有抗病基因Yr26,其余品种含有未知抗条锈病基因。同时对后CYR34时期供试品种在甘肃陇南的利用前景进行了讨论。     

云南小麦条锈菌群体对18个抗条锈近等基因系的毒性分析

为监测云南省小麦条锈菌群体毒性及小麦抗条锈基因的有效性动态,2016年采用18个抗条锈近等基因系鉴别寄主对云南省9个州市的136个小麦条锈菌株进行毒性分析,并按八进制法对小种进行命名。结果表明,云南省小麦条锈菌群体毒性丰富,共鉴定出64个小种类型,其中居于前2位的小种是550273和550073,出现频率分别为28.68%和11.76%,是本年度优势小种;其它小种出现频率均在4.41%以下,为次要小种。条锈菌群体对Yr5、Yr10、Yr15、Yr32四个抗条锈基因的毒力频率均为0,对Yr24、Yr Tr1、Yr8、Yr17四个抗条锈基因的毒力频率在0.74%~11.76%之间,表明这8个基因是云南省当前有效的抗条锈基因;对Yr27的毒力频率为52.94%,对Yr1、Yr6、Yr7、Yr9、Yr43、Yr44、Yr SP、Yr Exp2、Yr Tye九个抗条锈基因的毒力频率为77.94%~91.91%,表明这10个抗条锈基因的抗性已减缓或丧失,说明这些基因在云南省已失效。     

小麦品种贵农22 抗条锈基因的遗传分析及分子标记

 贵农22 是由簇毛麦、硬粒小麦以及普通小麦杂交选育而成的普通小麦品种,其对我国目前所有已知条锈菌生理小种均表现高度抗病。为了明确其抗条锈性遗传基础,并对抗条锈基因进行分子作图,本研究选用条锈菌重要小种CYR29、CYR30、CYR32、CYR33 和Su11鄄11,对贵农22 与条锈病感病品种辉县红或铭贤169 杂交F2 代、BC1 F1 代、BC1 F2 代进行抗锈性遗传分析,并对贵农22 控制Su11鄄11 抗病性的1 对隐性基因进行SSR 标记。结果表明,贵农22 至少含有3 对抗条锈病基因。利用272 株贵农22 / 铭贤169 BC1 F2 群体筛选到2 个与贵农22 控制Su11鄄11 抗性的隐性基因连锁的SSR 标记Xwmc44 和Xcfa2147,遗传距离分别为5. 1 和7. 3 cM,并将抗病基因定位于小麦1BL 上,暂命名为YrGn22。基因来源、抗病性分析以及分子检测结果表明,YrGn22 不同于1BL 上的已知小麦抗条锈病基因Yr3、Yr9、Yr21 和Yr29,可能是1 个新基因。     

89份河北、山西小麦品种抗条锈性评价及抗条锈病基因检测

为明确北部麦区河北、山西育成品种对中国小麦条锈病的抗性水平及部分已定位抗条锈病基因的分布状况, 利用小麦条锈菌当前优势小种CYR32、CYR33和CYR34对89份来自河北、山西的小麦品种在温室进行苗期分小种抗性鉴定, 在小麦条锈病不同流行区甘肃清水、四川郫县、湖北荆州设置鉴定圃进行成株期抗性鉴定; 采用与部分已知基因紧密连锁的分子标记进行抗病基因检测。结果显示, 苗期仅‘长4640’‘晋麦91号’‘科农2009’3份品种对CYR32、CYR33和CYR34均表现抗性; 在甘肃清水、四川郫县、湖北荆州鉴定圃中抗病材料的比例分别为39.33%、24.72%和58.43%, ‘长4640’和‘晋麦91号’为全生育期抗性。通过6个已知抗条锈基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18 和Yr26 对89份小麦品种进行分子标记检测, 结果表明, 13份品种检测到Yr9标记, 2份检测到Yr18标记, 未检测到Yr5、Yr10、Yr15和Yr26。以上结果表明, 河北、山西小麦品种对越冬菌源基地的条锈菌的抗性水平很低, 同时成株期抗性基因的利用率低, 今后应加强对新抗病基因的利用, 育种过程中尽可能在不同流行区进行异地鉴定。     

我国小麦重要抗源材料抗条锈基因推导及其成株抗病性分析

 根据对国内外20个已知毒性基因的小麦条锈菌菌系的反应,结合系谱分析,推导了我国20个重要抗源材料的抗条锈基因型。结果表明,BPM₂和奥地利黑麦高抗所有供试菌系,Pistou、伊利亚、特德具有抗病基因YrSD,Fr81-8的基因型为Yr₃+YrSD,Fr81-10含有Yr₃,早熟3B具有抗病基因Yr₇和Yr₉,水源11含有Yrsu,洛夫林10、洛夫林13均有Yr9,贵农21、贵农22可能携带Yr₁₀,其余9个品种具有国际上未知的抗病基因或基因组合。分小种圃鉴定资料显示,供试品种苗期抗条锈性与成株抗条锈性不完全一致,许多品种具有良好的成株抗条锈性。本文还讨论了基因推导法的应用局限性及抗源材料利用方法。     

30个小麦新品系抗条锈病基因分析及成株期抗病性评价

 小麦条锈病是影响我国小麦生产的重要病害之一,利用抗病品种是控制小麦条锈病流行的最经济有效的措施。逐步澄清我国小麦品种抗病基因组成及特点是合理利用抗病品种的基础。     

小麦新品系YW243抗条锈性鉴定和遗传分析

 YW243是最近培育出的兼抗条锈病、白粉病和黄矮病的小麦新品系,本文对其条锈病抗性进行研究。小麦条锈菌苗期接种鉴定表明,YW243高抗CY29、CY30、CY31、CY32、CYSu-11等我国条锈菌流行小种。用26个来自世界各地的菌系接种进行基因推导,结果表明,YW243具有较宽的抗谱,试验中21个已知基因系,仅有Yr5的抗性与YW243相似,但YW243的系谱表明不含有Yr5基因,因此YW243很可能含有一个新的抗条锈病基因。用YW243和京771分别作为抗感亲本进行杂交,后代分离结果表明,YW243对条锈菌CY31的抗性由1个显性基因控制。分子标记初步研究表明,该基因与RAPD引物OPY08扩增出的1条特异DNA片段连锁。     

100个小麦品种资源抗条锈性鉴定及重要抗条锈病基因的SSR检测

了解小麦品种资源对中国条锈菌生理小种的抗病性水平及其所含重要抗条锈病基因,可为合理种植和利用小麦品种提供理论依据。选用中国小麦条锈菌不同生理小种CYR17、CYR32、CYR33和V26及条锈菌混合小种分别对100个小麦品种资源进行苗期和成株期抗条锈性鉴定,并采用SSR分子标记技术检测重要抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr18、Yr24和Yr26。结果表明,在苗期对4个生理小种均表现抗病性的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种;在成株期表现抗病性的有‘Yeoman’、‘兰天1号’、‘小红麦’等88个品种;苗期和成株期均抗病的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种。SSR检测发现,‘贵农22’可能含有Yr5,‘兰天23号’、‘兰天24’号、‘中梁04260’和‘中梁04335’可能含有Yr10,‘Little Joss’和‘中梁5号’可能含有Yr15,‘清农3号’、‘兰天2号’、‘中梁04335’等19个品种可能含有Yr18,检测品种可能均不含Yr24和Yr26。在鉴定中保持稳定抗病性的‘Mos311’、‘兰天15号’等8个品种在抗病品种选育中有重要应用价值。     

22份中国小麦生产主栽品种抗条锈病基因解析

为挖掘新的小麦抗条锈病基因,掌握小麦生产主栽品种的抗条锈病基因携带情况,有效防控小麦条锈病,采用抗性鉴定、基因推导分析和分子标记技术对22份小麦生产上主栽品种进行了研究,通过抗性鉴定比较22份小麦主栽品种与已知基因载体品种的抗谱。结果显示,共推测出14份供试品种携带已知抗条锈基因,8份供试品种携带未知抗条锈基因,是新的抗锈基因资源;聚类分析结果显示,供试22份小麦品种可分为2个大类6个亚类;利用SSR分子标记检测抗条锈病基因Yr1、Yr10和Yr24的携带情况发现,11份品种携带Yr1基因,2份品种携带Yr10基因,22份品种均不携带Yr24基因。部分生产主栽品种携带新的抗条锈病基因,表明小麦品种选育中避免了抗性基因单一化,并加强了未知基因的利用。     

小麦品系P81抗条锈性遗传分析

小麦条锈病是小麦生产中最重要的病害,培育抗病品种是防治条锈病的有效措施。小麦品系P81在苗期和成株期对当前流行的条锈菌小种条中30、31和32均表现免疫。以感病品种川麦28、Taichung29作母本,P81作父本通过杂交分别配制了F1、F2和BC1、BC2代,用人工接种方法研究P81及其杂交后代对条中32号的苗期抗性并进行了遗传分析;同时,将P81分别与含有抗条锈基因的Yr5、Yr10、Yr15、Yr26材料进行杂交配制F2,用条中32号小种对其F2进行抗感鉴定,确定抗性基因的等位性。结果表明,P81与川麦28、Taichung29杂交F1代植株对条锈菌条中32号小种表现出与P81相似的高抗,说明P81中的抗条锈基因为显性表达。根据P81与川麦28、Taichung29杂交的F2、BC1、BC2代植株的抗性分离情况及F1代植株及亲本的抗性表现,说明P81对条中32号的抗性由1对显性抗条锈病基因控制;用条中32号小种接种鉴定P81与已知抗锈基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr26构建的F2群体时均出现了感病植株,说明P81中的抗条锈病基因与Yr5、Yr10、Yr15、Yr26不相同;系谱分析表明,该基因来源于叙利亚普通小麦品系叙29。     

中国特有的3个普通小麦亚种抗条锈病评价及其抗性基因分子检测

 西藏半野生小麦(Triticum aestivum ssp. tibetanum Shao)、云南铁壳麦(T. aestivum ssp. yunnanense King)和新疆稻麦(T. petropavloski Udats et Migusch)是我国特有的3个普通小麦亚种,它们具有特定的地理分布、明显不同于普通小麦的形态学特征,具有抗病、耐逆等优良性状,是可用于现代小麦品种生物和非生物胁迫改良的优异种质资源。本研究利用当前在我国流行频率高、毒性强的条锈菌生理小种和致病类群组成的混合菌对213份中国特有小麦种质(包括117份西藏半野生小麦、78份云南铁壳麦和18份新疆稻麦)进行苗期和成株期抗性表型鉴定,并利用与12个已知条锈病抗性基因(Yr)相关的分子标记进行分子检测。结果表明,共有18份中国特有小麦种质对混合生理小种表现苗期抗性,89份表现成株期抗性。进一步分析发现,成株期抗性种质主要来源于云南铁壳麦。结合系谱分析、抗性表型及条锈病抗病基因分子标记检测结果发现,2份中国特有小麦种质携带Yr18,所有种质均不携带Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr24/Yr26、Yr30、Yr41、Yr48、Yr65和Yr67等已知抗病基因。未检测到供试基因的抗性种质可能携带其他已知或新的条锈病抗性基因。该研究为进一步有效利用中国特有小麦亚种抗条锈病种质和发掘其抗性基因提供依据。     

Microsatellite markers for genes lr34/yr18 and other quantitative trait Loci for leaf rust and stripe rust resistance in bread wheat

ABSTRACT Leaf rust and stripe rust, caused by Puccinia triticina and P. striiformis, respectively, are important diseases of wheat in many countries. In this study we sought to identify molecular markers for adult plant resistance genes that could aid in incorporating such durable resistance into wheat. We used a doubled haploid population from a Japanese cv. Fukuho-komugi x Israeli wheat Oligoculm cross that had segregated for resistance to leaf rust and stripe rust in field trials. Joint and/or single-year analyses by composite interval mapping identified two quantitative trait loci (QTL) that reduced leaf rust severity and up to 11 and 7 QTLs that might have influenced stripe rust severity and infection type, respectively. Four common QTLs reduced stripe rust severity and infection type. Except for a QTL on chromosome 7DS, no common QTL for leaf rust and stripe rust was detected. QTL-7DS derived from 'Fukuho-komugi' had the largest effect on both leaf rust and stripe rust severities, possibly due to linked resistance genes Lr34/Yr18. The microsatellite locus Xgwm295.1, located almost at the peak of the likelihood ratio contours for both leaf and stripe rust severity, was closest to Lr34/Yr18. QTLs located on 1BL for leaf rust severity and 3BS for stripe rust infection type were derived from 'Oligoculm' and considered to be due to genes Lr46 and Yr30, respectively. Most of the remaining QTLs for stripe rust severity or infection type had smaller effects. Our results indicate there is significant diversity for genes that have minor effects on stripe rust resistance, and that successful detection of these QTLs by molecular markers should be helpful both for characterizing wheat genotypes effectively and combining such resistance genes.