四川省常规小麦品种抗条锈基因推导初报

根据对已知毒性基因的26个不同毒性谱小麦条锈菌的反应，结合系谱分析，研究了四川省32个常规小麦品种所具有的抗条锈基因。结果表明，在已知的抗条锈基因中，Yr2所占比例最大，至少存在于川麦29等7个品种中，Yr9次之，存在于绵农5号等4个品种中，个别品种则具有YrA、Yr Sel或Yr 15，还有些品种可能具有未知的抗条锈基因或基因组合，但没有一个品种能够抵抗所有供试的26个条锈菌菌系，培育和推广具有有效抗条锈基因的新品种迫在眉睫。     

Identification of leaf rust resistance genes in common wheat varieties from China and foreign countries

Wheat leaf rust, triggered by Puccinia triticina Eriks(Pt), is among the most important diseases of wheat worldwide. Deploying resistant varieties against leaf rust is the most effective, environmentally-friendly and economic way to control the disease. In the present study, 66 wheat varieties form China and foreign countries were tested with 17 Pt races for gene postulation during the seedling stage in the greenhouse. All the varieties were also planted to identify slow rusting responses to leaf rust at the adult plant stage in Baoding and Zhoukou field trials during the 2016/2017 to 2017/2018 cropping seasons. Moreover, 12 closely linked molecular markers to known leaf rust resistance(Lr) genes were used for assessing all the varieties. The results of both gene postulation and molecular marker identification showed that a total of eight Lr genes, Lr1, Lr10, Lr17, Lr20, Lr26, Lr34, Lr37 and Lr46, either singly or in combination were detected in 32 varieties. Known Lr genes were not identified in the remaining 34 varieties. Seventeen varieties were found to have slow rusting resistance. The resistance sources identified in this study can be used as resources for resistance against leaf rust in wheat breeding programs in China and the respective foreign countries.     

小麦抗叶锈病基因定位及分子标记研究进展

综述了已报道了４８个小麦抗叶锈病基因的染色体定位及ＲＡＰＤ、ＲＦＬＰ等分子标记技术在小麦抗中锈病基因方面的研究进展，并对小麦抗叶锈病基因分子标记辅助选择中的一些问题进行了探讨，目前，利用近等基因系、ＢＳＡ等方法，已找到了Ｌr1、Ｌr９、Ｌr１０、Ｌr２４、Ｌr２８、Ｌr３４等抗叶锈病基因紧密连锁或共分离的分子标记，为以后分离、克隆这些基因以及分子标记辅助育种打下基础。     

粗山羊草苗期抗叶锈性鉴定及抗叶锈基因推导

普通小麦D基因组的供体材料粗山羊草含有丰富的抗叶锈病基因资源,而且具有较好的农艺性状,在抗病育种中具有重要的应用价值。本研究旨在了解粗山羊草的抗叶锈性以及准确了解其中所含抗叶锈基因。选取25株小麦叶锈菌株对6个粗山羊草品系进行抗叶锈性离体鉴定,筛选出4个在苗期对22个和23个菌株表现中到高抗的品系。试验选用18个不同毒力类型的小麦叶锈菌株和44个已知的抗叶锈单基因品系对其进行了抗叶锈基因推导,推导出粗山羊草4254-Y206可能含有Lr1,Lr10和Lr29或其他未用于本次研究的抗叶锈基因;4255-Y212可能含有Lr10和Lr29抗叶锈基因或其他未用于本次研究的抗叶锈基因;Y192可能含有Lr41抗叶锈基因或其他未用于本次研究的抗叶锈基因;Y201可能含有其他未用于本次研究的抗叶锈基因。     

小麦品种‘武农148’和‘西农928’的抗叶锈病基因分析

本研究选用9个小麦叶锈菌菌系接种36个已知基因载体品种(系)、‘武农148’和‘西农928’进行抗叶锈基因苗期推导分析,在2014—2015和2015—2016连续两年两点对其进行成株抗叶锈性鉴定并结合苗期抗叶锈基因推导与系谱分析;利用9个与已知抗病基因紧密连锁的特异性标记进行标记检测,从而得出供试材料的抗性和携带的抗病基因。结果表明,‘西农928’中可能携带抗病基因Lr30、Lr42和携带有未知微效抗病基因,所检测的2个品种均不含抗病基因Lr1、Lr9、Lr10、Lr19、Lr20、Lr24、Lr26、Lr34和Lr46。针对西农928中含有的抗叶锈病基因,可作为小麦抗锈病育种中的抗源材料。     

巨麦6号抗叶锈病基因的推导和分子定位

巨麦6号在田间表现出很好的抗叶锈性,鉴定其抗叶锈病基因对小麦抗叶锈病育种具有重要意义。在小麦苗期对36个含有已知抗叶锈病基因的对照品种和巨麦6号接种15个中国小麦叶锈菌小种进行抗叶锈病鉴定,推导巨麦6号中可能含有的抗叶锈病基因。以巨麦6号为抗病亲本与感病品种郑州5389进行杂交、自交获得F1、F2代群体,苗期利用叶锈菌小种FHBQ接种F2代群体进行抗叶锈病遗传分析。结果表明,巨麦6号中可能含有已知抗叶锈病基因Lr1,其抗叶锈性由1对显性的抗病基因控制。利用与Lr1共分离的STS标记WR003进一步检测F2单株DNA,结果显示,该标记与抗叶锈病基因共分离,进一步证实巨麦6号携带已知抗叶锈病基因Lr1。     

Molecular mapping of leaf rust resistance genes in the wheat line Yu 356-9

The Chinese wheat line Yu 356-9 exhibits a high level of resistance to leaf rust. In order to decipher the genetic base of resistance in Yu 356-9, gene postulation, inheritance analyses, and chromosome linkage mapping were carried out. Gene postulation completed using 15 leaf rust pathotypes and 36 isogenic lines indicated that Yu 356-9 was resistant to all pathotypes tested. F1 and F2 plants from the cross Yu 356-9(resistant)/Zhengzhou 5389(susceptible) were tested with leaf rust pathotype "FHNQ" in the greenhouse. Results indicated a 3:1 segregation ratio, indicative of the presence of a single dominant leaf rust resistance gene in Yu 356-9 which was temporarily designated as Lr Yu. Bulk segregant analysis and molecular marker assays were used to map Lr Yu. Five simple sequence repeat(SSR) markers on chromosome 2BS were found closely linked to Lr Yu. Among these markers, Xwmc770 is the most closely linked, with a genetic distance of 5.7 c M.     

Phytopathological characteristics of leaf rust resistance of new winter wheat varieties

The characteristics of types of leaf rust resistance of 14 winter wheat varieties under artificial climate chamber and field conditions as well as recommendations on their effective use are given.     

Seedling and adult plant resistance to leaf rust in 46 Chinese bread wheat landraces and 39 wheat lines with known Lr genes

Wheat leaf rust,caused by Puccinia triticina(Pt),is an important foliar disease that has an important influence on wheat yield.The most economic,safe and effective way to control the disease is growing resistant cultivars.In the present study,a total of 46 wheat landraces and 34 wheat lines with known Lr(leaf rust resistance)genes were inoculated with 16Pt pathotypes for postulating seedling resistance gene(s)in the greenhouse.These cultivars and five wheat differential lines with adult plant resistance(APR)genes(Lr12,Lr22b,Lr34,Lr35 and Lr37)were also evaluated for identification of slow rusting resistance in the field trials in Baoding,Hebei Province of China in the 2014–2015 and 2015–2016 cropping seasons.Furthermore,10 functional molecular markers closely linked to 10 known Lr genes were used to detect all the wheat genotypes.Results showed that most of the landraces were susceptible to most of the Pt pathotypes at seedling stage.Nonetheless,Lr1 was detected only in Hongtangliangmai.The field experimental test of the two environments showed that 38 landraces showed slow rusting resistance.Seven cultivars possessed Lr34 but none of the landraces contained Lr37 and Lr46.Lr genes namely,Lr9,Lr19,Lr24,Lr28,Lr29,Lr47,Lr51 and Lr53 were effective at the whole plant stage.Lr18,Lr36 and Lr45 had lost resistance to part of pathotypes at the seedling stage but showed high resistance at the adult plant stage.Lr34 as a slowing rusting gene showed good resistance in the field.Four race-specific APR genes Lr12,Lr13,Lr35 and Lr37 conferred good resistance in the field experiments.Seven race-specific genes,Lr2b,Lr2c,Lr11,Lr16,Lr26,Lr33 and LrB had lost resistance.The 38 landraces showed slow rusting resistance to wheat leaf rust can be used as resistance resources for wheat resistance breeding in China.     

17个粗山羊草品种(系)抗叶锈基因的鉴定

为鉴定17个粗山羊草品种(系)中可能含有的抗叶锈病基因,用10株具有不同毒力的小麦叶锈菌混合菌对17个粗山羊草品种进行成株期抗叶锈性鉴定,筛选出7个在田间对叶锈菌有抗性的材料。用抗叶锈基因Lr1、Lr9、Lr19、Lr21、Lr24、Lr28、Lr29和Lr34的STS、SCAR或CAPS标记对这些品种进行分子辅助鉴定。初步明确粗山羊草CN40033和CN30823中可能含有Lr1基因;CN42471中可能含有Lr9基因;CN30942中可能含有Lr21;供试的17个粗山羊草品种中都不含有Lr19、Lr24、Lr28、Lr29和Lr34。     

小麦抗叶锈基因Lr44的AFLP分子标记

利用AFLP技术借助于小麦抗叶锈近等基因系和TcLr44×ThatcherF2代分离群体材料,获得4个Lr44的分子标记,分别为Paag:Mcta300,Paac:Mcgt85,Paag:Mcta395和Paac:Mcgt90,与目的基因的遗传距离分别为0 01cM、1 1cM、3cM、2 2cM和2 8cM,为分子辅助育种、构建密集的遗传图谱、克隆Lr44以及研究基因编码特性等奠定基础。     

小麦抗叶锈基因Lr37 ISSR分子标记的初步研究

利用ISSR(内部简单重复序列)技术对感病品种Thatcher及20个以Thatcher为轮回亲本的小麦抗叶锈病近等基因系进行分析,找到1个与Lr37基因连锁的ISSR标记。经过多次重复发现,在一套ISSR引物中,引物UBC812在小麦抗叶锈基因Lr37近等基因系间表现多态性。当用这个引物对已知含Lr37基因的3个抗病材料及其它不含Lr37基因的感病材料进行检测时,多态性标记UBC812-1200可以从3个含Lr37基因的抗病材料中检测到1条1200bp的多态性带,而在其它感病材料中均未出现。     

21个小麦品种(系)抗叶锈性基因推导

选用１７个小麦叶锈菌菌系对１９９９扑河北省使用的２１个小麦品种（系）进行了抗叶锈性基因的推导。通过与２１个抗叶锈单基因系的反应型比较,鉴定出Ｌｒ１、Ｌｒ１４ａ、Ｌｒ２６和Ｌｒ３７等４个抗叶锈基因。８９０４含有Ｌｒ１;５１０８和４１８５可能含有Ｌｒ１或含与Ｌｒ１不同的抗性基因;中麦９号含有Ｌｒ１４ａ及其它抗性基因;８４２５１、邯郸４５６４、７１－３、梁麦２、７１１８－８、８５９－３４、８５９－３９和矮三共８个品种（系）含有Ｌｒ２６抗性基因;２６３１、北农８、鲁麦２３、高优５０３、９７－１１、益麦１含有与供试的已知基因不同的抗性基因;冀麦３８、京３８和３１８１没有鉴定出抗叶锈基因。     

陕甘小麦品种及抗源的高温抗条锈性研究

小麦苗期接种条锈菌(PucciniastriiformisWest.)后,分别采用高温(21±1)℃和常温(14±1)℃处理,测定了陕西、甘肃两省主栽品种及抗源的高温抗条锈性。结果表明,陕927、陕897、兰天1号、豫麦21和钱保德等品种具有高温抗条锈性,陕农757、西植9420、M8003-06、绵阳11、繁6、天选36和里勃留拉等品种可能具有高温抗条锈性。     

小麦品种及单基因系与叶锈菌互作的组织学和超微结构研究

应用荧光显微镜、微分干涉显微镜和电镜技术 ,比较研究了洛 10和冀麦 3号及其相应的单基因系L r2 6和 L r3Bg接种小麦叶锈菌后的组织病理学和超微结构特征。洛 10和 L r2 6的组织学表现极其相似 ,呈典型的早期过敏性坏死反应 ,导致侵染结构败育 ;冀麦 3号和 L r3Bg的组织学表现出一定差异 ,锈菌在 L r3Bg上的发展要快于呈现出慢锈特征的冀麦 3号。超微结构研究表明 ,小麦叶锈菌在洛 10和冀麦 3号上的发育受到了程度不同的抑制 ,表现为锈菌和寄主在细胞和亚细胞水平上有一系列变化。过敏性坏死反应和胼胝质的形成是 2个重要的抗锈机制。     

小麦抗条锈基因聚合及抗条中32号基因分子标记筛选

【目的】通过多基因聚合创制小麦抗条锈病新种质,并筛选小麦抗条中32号小种基因的RAPD标记。【方法】用分别抗条中32号、31号小种和水源14号小种的花育888-5、西农1376和212 3个育种材料进行杂交、复交,并花培纯合,对来自3个抗条锈育种材料的不同抗性基因进行聚合,建立DH系。用115条随机引物对该DH群体中抗条中32号小种基因进行RAPD标记分析。【结果】通过基因聚合,获得抗条中31号和32号小种的材料6个,占总材料的7.32%;抗条中31号和水源14号小种的材料6个,占总材料的7.32%;抗条中32号和水源14号小种的材料1个,占总材料的1.22%;未获得对3个供试小种均有抗性的DH材料。引物S20扩增出670 bp的多态性片段,该特异条带重复性强,S20可作为小麦抗条中32号小种基因的特异标记。【结论】创制了聚合2个抗条锈流行小种基因的抗条锈新种质13个。与抗条中32号小种基因紧密连锁的特异RAPD标记为S20。     

小麦抗条锈病基因分子标记及定位研究进展

条锈病是小麦的主要病害之一,在我国曾多次流行造成小麦严重减产。近年来分子标记技术的迅速发展为小麦抗条锈病基因的研究提供了极大的方便。在抗病育种中应用分子标记辅助选择有利于实现抗条锈病多基因积累,可以加速持久抗病品种的培育进程。本文简要介绍了几种常用的分子标记的概念和方法,并详细介绍了近几年分子标记在小麦抗条锈基因定位的应用现状,展望了DNA分子标记技术在小麦抗条锈病研究中的前景。     

基于支持向量机的小麦条锈病和叶锈病图像识别

为了解决生产中小麦条锈病和叶锈病症状难以区分的问题,提高识别率和精度,提出了一种基于支持向量机和多特征参数的小麦条锈病和叶锈病图像分类识别方法。利用图像裁剪方法获取典型症状的子图像,采用中值滤波算法对图像进行去噪,利用K_means硬聚类算法实现病斑分割,提取病斑区域的形状、颜色和纹理特征空间的50个特征参数,设计支持向量机分类器进行分类识别。根据优选的26个特征参数,利用以径向基函数作为核函数的支持向量机对这2种小麦锈病图像进行识别。结果表明:训练样本识别率均为96.67%,测试样本识别率均为100%;与其他核函数相比,径向基核函数最适合于这2种小麦锈病的识别。所提出的基于支持向量机的方法可有效地进行小麦条锈病和叶锈病的图像识别。     

小麦抗叶锈病基因LrAlt的比较基因组学分析

斯卑尔脱小麦材料Altgold含有小麦抗叶锈病基因LrAlt。该基因被定位于小麦2A染色体短臂末端。本研究基于小麦与短柄草和水稻基因组良好的共线性关系,对小麦抗叶锈病基因LrAlt进行比较基因组学分析,发现该基因所在基因组区域对应于短柄草第5染色体和水稻第4染色体的直系同源基因组区域,据此开发出与LrAlt连锁的EST-STS标记BE498683、BE471132.1、BG605273和CD454629,并构建了LrAlt的遗传连锁图谱,这4个EST-STS标记与Xbarc212共分离,位于LrAlt近着丝粒侧,距离LrAlt 1.9cM。同时,通过筛选Graingenes 2.0公布的位于LrAlt附近的SSR标记,发现Xbarc124、Xgwm614与LrAlt紧密连锁,均与Xbarc212共分离。本研究通过比较基因组学的策略和筛选Graingenes 2.0公布的SSR标记,共得到与LrAlt紧密连锁的9个新的分子标记,为构建LrAlt的高密度精细遗传连锁图谱、分子标记辅助选择和基因聚合奠定了基础。     

2003-2004年我国小麦叶锈菌致病类型苗期鉴定及毒性分析

为明确小麦叶锈菌的毒性基因谱,对2003-2004采自我国的117株小麦叶锈菌菌株进行了致病性鉴定及毒性基因分析。结果表明:2003-2004年,117株小麦叶锈菌被划分为104个致病类型,其中优势类型为PHSS、PHTT和FHSS,其出现频率分别为4.27%、3.42%和2.56%。毒性基因V2 a、V9、V24、V3 a、V19、V38、V39、V40、V41、V42、V43和V46的毒性频率<30%,其对应的抗性基因为有效抗病基因,特别是V38的毒性频率为0,其对应的抗性基因有很好的抗叶锈性。V1、V3 ka、V30、V18、V14 ab、V15、V20、V21、V23、V28、V29、V32、V33+34、V36、V44和V45的毒性频率都在30%~60%之间,表明其对应的抗叶锈基因尚有一定的利用价值;V2 c、V3、V16、V26、V11、V17、VB、V10、V14 a、V2 b、V3 bg、V14 b、V25、V33、V34和VT3的毒性频率都>60%,表明其对应的抗叶锈基因在2003-2004年生产上单独使用几乎没有利用价值。