小麦抗条锈基因Yr1和Yr2分子检测体系研究

为建立小麦抗条锈病基因分子检测体系,分别以Yr1和Yr2紧密连锁的标记为检测标记,以Sull-1、CYR29、CYR32、CYR33和V26/CM42为小麦条锈菌鉴别菌株,构建Yr1和Yr2分子检测体系,并对181份小麦高代系材料进行了抗病鉴定和Yr1和Yr2基因分析。结果表明,gwm372和gwm382可作为Yr1的检测标记;wmc364可作为Yr2的检测标记;5个鉴别菌株对Yr1和Yr2具有较好的区分能力。Yr1和Yr2基因在181份小麦高代系材料中比例较低,表明这两个基因在我国小麦抗病育种过程中丢失严重。     

小麦抗条锈性遗传研究进展

小麦条锈病是小麦最重要的病害之一，利用品种抗病性是控制该病的主要方法。人们通过杂交法、非整倍体法及现代分子生物学技术研究了小麦抗条锈遗传规律，确定了小麦所含抗条锈（Yr基因）的数目及性质。目前已确定命名了30个基因，其中Yr11,Yr12,Yr13,Yr14,Yr16,Yr18,Yr19,Yr20,Yr29,Yr30为成株期抗病基因，其余为全生育期抗病基因，并发现在Yr3,Yr4位点上存在复等位基因现象，同时国内外研究者应用RFLP、RAPD、AFLP、WMS及新兴的RGA分子标记手段已标记了某些Yr基因，这为Yr基因的克隆和科学利用奠定了基础。     

小麦抗条锈基因Yr17的新SCAR标记的建立与应用

为深入了解四川小麦新品种(系)中抗条锈病基因的组成,并为开展分子标记辅助育种提供依据,以小麦抗条锈病基因Yr17的近等基因系以及抗条锈病品系L15与感条锈病材料SY95-71的杂交F2代群体为材料,采用集群分离分析法(BSA)结合SSR分子标记进行分析,发现1条由引物Xgwm415扩增的与抗条锈基因Yr17连锁的特异带。对该特异带克隆测序发现,该序列长390 bp,与栽培大麦中的一个序列表达标签(EST)有90%的相似性,与水稻基因组中的一个"核苷酸结合位点(NBS)-富亮氨酸重复(LRR)"型抗病基因的编码区有70%的相似性。根据该序列设计特异引物,建立SCAR标记,命名为SC-372。利用SC-372对54个四川省近年育成的小麦品种(系)进行检测,发现在15个抗病品种(系)中能特异扩增。进一步利用SC-372及前人报道的Yr17连锁标记VENTRUP/LN2对Yr17近等基因系及偏凸山羊草进行扩增比较发现,本实验建立的SCAR标记对小麦背景中的Yr17基因有更好的检测效率。因此可将SC-372用于分子标记聚合小麦抗条锈病基因的育种实践中。     

ICARDA小麦种质抗条锈资源筛选和抗病基因分析

为给中国小麦抗条锈病育种筛选有效抗源,对203份来自ICARDA的小麦种质,利用杨凌人工病圃和天水、江油自然诱发病圃进行成株期条锈病抗性鉴定,利用条锈菌当前流行小种条中32(CYR32)和条中34(CYR34)在温室进行苗期分小种鉴定,利用 Yr5、 Yr9、 Yr10、 Yr15、 Yr17、 Yr18、 Yr26等抗条锈病基因已开发的分子标记进行基因检测。结果表明,203份材料中107份具有稳定的成株期抗性,31份苗期表现为专化抗性。从这些具有稳定抗病性的材料中,检测到抗条锈病基因 Yr9(51份)、 Yr10(2份)、 Yr17(30份)和 Yr18(56份),未检测到 Yr5、 Yr15、 Yr26;有12份抗条锈表现良好的材料未检测到任何基因,推测其可能携带未开发分子标记的已知基因或新基因。因此,这107份具有稳定抗性的材料可用于中国小麦抗条锈病育种,其中12份可能含有未知基因的材料有待进一步的遗传研究。     

土耳其小麦种质条锈病抗性评价和抗病基因分析

为鉴定177份土耳其小麦种质对中国当前条锈菌流行小种的抗病性水平,分析其条锈病抗性基因的存在情况,在杨凌人工诱发病圃(CYR32、CYR33、CYR34)及江油和天水自然诱发病圃对供试材料进行了成株期条锈病抗性鉴定,选用小麦条锈菌致病型PST-Lab.1、PST-Lab.2、PST-V26.1在温室进行苗期分小种抗病鉴...     

小麦抗条锈病基因Yr2的SSR标记

为了利用SSR技术寻找与小麦抗务锈病基因Yr2紧密连锁的分子标记,以近等基因系Taichung29*6／HeinesⅦ与感病的背景亲本Taichung29构建F2分离群体,进行了F2单株苗期抗条锈病鉴定。抗性分析表明,近等基因系Taichung29*6／HeinesⅦ中的抗条锈病基因是由单基因控制的。进一步用7B染色体上的45对SSR引物对抗、感亲本及171株F2分离群体进行SSR分析,筛选出一个与小麦抗条锈病基因Yr2紧密连锁的SSR标记WMC364-207 bp／201 bp。通过最大似然法计算,该标记与Yr2基因之间的遗传距离为5.6 cM。     

黄淮麦区小麦新品种(系)抗条锈水平与抗病基因分析

了解黄淮麦区近几年小麦育成品种(系)对条锈菌主要流行小种的抗性表现及其抗条锈病基因的分布状况,利用当前流行的条锈菌小种条中32、条中33和条中34,对近年参加审定的150份小麦品种(系)进行苗期分小种鉴定,同时分别在杨凌设置人工接种病圃,在天水和江油设置自然诱发病圃,进行成株期抗条锈性鉴定,并结合 Yr5、 Yr7、 Yr9、 Yr10、 Yr17、 Yr18、 Yr26和YrSP等8个已知抗条锈病基因的分子标记进行分子检测。结果表明,在150份材料中,47份表现为成株期抗性(占31.3%),31份表现为慢锈性(占20.7%),未发现具有全生育期抗锈病材料,其余材料均表现感病;11份材料检测含有 Yr7(占7.3%),104份检测含有 Yr9(占69.3%);13份检测含有 Yr17(占8.7%);10份同时检测到含有 Yr9和 Yr17(占6.7%);3份同时检测到含有 Yr9和 Yr18(占2%);2份同时检测到含有 Yr9、 Yr17和 Yr18(占1.3%),含有 Yr7和 Yr17, Yr7和 Yr9, Yr9和YrSP的材料各1份(占0.7%),未检测到含有 Yr5、 Yr10和 Yr26的材料,可能个别品种携带抗条锈病新基因。以上结果说明,黄淮麦区小麦品种(系)综合抗性较10年前已获得大幅度提高,其抗性主要来自于基因组合,如 Yr17、 Yr18与其他基因组合会增强小麦抗性。部分具有良好抗性的材料的抗性基因有待进一步遗传解析。     

宁夏小麦品种慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

Lr34/Yr18是重要的小麦慢叶锈/慢条锈基因,可用于小麦锈病抗性改良。为了明确Lr34/Yr18基因在宁夏小麦中的分布特点,利用STS标记csLV34对111份宁夏小麦品种中慢锈基因Lr34/Yr18的等位变异进行了分子检测,并且进行了成株期条锈病抗性鉴定。结果表明,20份材料携带Lr34/Yr18基因,占18.0%。不同来源的小麦品种中Lr34/Yr18基因分布频率不同,农家品种中分布频率最高,占90.9%;引进品种中所占比例为14.3%;育成品种中所占比例最低,仅占7.7%。含有Lr34/Yr18基因的品种对条锈病具有较好的抗性,可作为今后宁夏小麦抗锈病育种的重要抗源。     

持久抗病基因Yr18在中国小麦抗条锈育种中的应用

持久抗病基因Lr34/Yr18/pm38赋予小麦对叶锈、条锈和白粉的广谱抗性。为明确该基因在我国的分布及应用状况,对495份生产小麦品种或高代系和30份小麦核心种质进行了抗病鉴定,并以该基因特异性标记cssfr3和cssfr5对Lr34/Yr18/pm38位点进行精确检测。结果显示,Lr34/Yr18/pm38基因位点在成株期对我国所有小种都表现中度抗病。分子检测结果显示,Lr34/Yr18/pm38基因位点在生产品种和高代品系中比例很低,只有2.02%;而在核心种质中的比例却很高,达到13.3%。这表明,这一基因位点曾在我国广泛应用,但在随后的育种过程中逐步丢失。     

小麦品种天867抗条锈性评价和遗传分析

为明确冬小麦天867对国内当前流行条锈菌优势小种的抗性及遗传规律,并为在育种中对该品种的推广布局提供科学依据,本研究对其进行了田间混合和分小种接种、室内苗期接种和高温成株接种,并通过接种F2遗传群体,分析了天867对不同小种的抗性和遗传规律。结果表明,天867对CYR29、CYR30、CYR31、CYR33、Sun11-4和Sun11-11的抗性免疫到近免疫,其控制不同小种抗性的基因数目和互作方式不同,而对CYR32仅具有高温成株抗性。     

小麦抗条锈病基因 Yr69连锁标记在育种中的应用评价

由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis West. f. sp.tritici Eriks.,Pst)引起的小麦条锈病是严重威胁小麦生产的重大病害之一。为促进抗条锈病基因 Yr69在小麦育种中的应用,利用8个与 Yr69连锁的分子标记对推广品种长4738与 Yr69的载体品系CH7086构建的F_2群体为材料进行检测,利用小麦条锈菌CYR32、CYR33、CYR34混合小种(1∶1∶1)接种F_(2:3)家系进行抗病性鉴定,并评价 Yr69连锁标记在育种中应用的有效性。结果表明,4个共显性标记Xgwm636、Xgwm210、Xwmc382和X2AS33对 Yr69具有较好的检测效果,其检测准确率随着分子标记与目标基因遗传距离的减小而提高。其中,X2AS33的检测准确率高达96.7%,是分子辅助育种中检测 Yr69的较理想连锁标记。     

野生二粒小麦抗条锈病基因 YrH52的RGA分子标记

为开发与野生二粒小麦抗条锈病基因YrH52紧密连锁的分子标记,并为该基因的克隆及应用奠定基础,运用RGA (Resistance gene analog) 分子标记法,以 YrH52定位作图F₂群体形成的F₄抗性和感病基因池（Gene pool）及其亲本（抗病材料H52与感病材料Ldn）进行多态性筛选分析,共获得17个RGA分子标记。使用已有的遗传图并进行MultiPoint分析,构建了由与抗性（H）和感病(L) 两个亲本对应的显性位点组成的两个遗传图,即H遗传图和L遗传图。在H图中, YrH52与10个RGA标记,即 X_uhw3, X_uhw17, X_uhw18, X_uhw23, X_uhw36, X_uhw38, X_uhw46, X_uhw59, X_uhw62 和 X_uhw73 紧密连锁, 其中 X_uhw23 标记为共显性分子标记,连锁距离为1.0 cM。在L图中,发现 X_uhw57, X_uhw68, X_uhw189, X_uhw192及其 X_uhw23与 YrH52 相聚成簇（Cluster）。本研究结果说明RGA分子标记结合集群分离分析法 （Bulked segregant analysis,BSA）是一种快速开发与小麦抗病基因紧密连锁标记的有效方法,对小麦抗条锈病分子育种和抗病基因的克隆具有促进作用。     

小麦抗病基因Lr68和Sr2/Yr30的遗传特性分析

为深入了解小麦抗病基因的遗传规律,以亲缘关系较远的小麦品种西农979和RL6077为亲本,构建其BC1F1和F2群体,用特异性标记csGS和WMS533分别对抗叶锈病基因Lr68、抗秆锈病和条锈病基因Sr2/Yr30进行检测,同时进行农艺性状分析。结果表明,后代群体抗病基因分布广泛,F2群体抗病基因传递率(65.41%、74.53%、48.91%)较BC1F1(44.27%、55.11%、23.66%)高,Lr68基因在两群体中的传递频率均比理论值低,不符合一对显性基因的遗传规律,Sr2/Yr30基因在BC1F1中的传递率比理论值高,在F2群体中正常,且后代群体中Sr2/Yr30基因的分布较广。后代群体在有效分蘖数、株高、穗粒数、千粒重等农艺性状上与西农979无显著差异,有效小穗数与RL6077一致,茎部指标处于两亲本之间。总体来看,后代群体保留了西农979分蘖力较强、成穗率较高、穗型中等偏大、产量稳定等优良性状,且在分蘖数、成穗率、穗粒数上还有进一步提升的空间。     

小麦品种Gaby的抗条锈基因遗传分析

小麦品种Gaby是重要的每锈病抗源品种,为了明确其抗锈遗传规律。用条中29号、条中32号书水源类型菌系水11分别接种该品种的双列杂交F2、F3代各株系幼苗,对该品种进行了抗条锈性遗传分析。结果表明,Gaby有3对基因抗中国小麦条锈菌小种。对条中29,其正反交均表现1对显性抗病基因起抗病作用;对水11菌系,Gaby做母本时,有3对显性基因起抗病作用（其中2对表现为累加作用）,做父本时其抗性由1对完全显性抗病基因和1对隐性基因控制;对条中32,Gaby做母本时有2对基因起抗病作用（可能是2对隐性基因,也可能是存在累加作用的2对显性基因）,做父本时可能存在1对显性基因和2对隐性抗病基因控制抗病性。     

小麦新抗源CH7103抗条锈基因的遗传及其与已知基因的关系

为了更好地利用小麦条锈病新抗源,以衍生于八倍体小偃麦“小偃7430”的新抗源CH7103为材料,对其抗条锈性及抗病基因的来源、遗传模式和细胞学特征及其与已知抗病基因的关系进行了分析和鉴定。结果表明,CH7103苗期和成株期对条锈菌系条中31、32号生理小种表现免疫或近免疫,与其抗性供体小偃7430及其野生亲本的抗病侵染型相似,而其小麦亲本均感病,说明CH7103对条锈病的抗性来自彭提卡偃麦草。抗×感的F₁代均表现免疫,侵染型为0～0; 级,且F₂、F_2∶3、BC₁代的抗、感分离比均符合显性单基因控制的分离模式。通过等位性检测,初步明确CH7103含有的抗条锈病基因与已有的抗CYR32小种的基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr41不存在等位关系,可能属于新的抗小麦条锈病基因。细胞学研究表明,CH7103及其与小麦品种“中国春”等杂种F₁的染色体数目均为2n=42,绝大多数花粉母细胞具有2n=21Ⅱ的配对构型,并能与小麦染色体完好配对。说明CH7103不含较大的外源染色体片段,是一个携带偃麦草抗条锈病基因的异源渐渗系。     

小麦贵协3号成株期抗条锈病基因的遗传定位

贵协3号对当前的条锈病流行小种表现为近免疫或高抗。为更好地利用贵协3号,拓宽小麦抗性育种资源,以Avocet S(来自澳大利亚的高感条锈病小麦品种)为母本、贵协3号为父本构建的F_2:7代重组自交系(RIL)群体为材料,运用集群分离分析法(BSA)并结合转录组测序(BSR-Seq)和小麦55K SNP芯片技术对抗条锈病QTL进行遗传定位。结果表明,共检测到有7个抗条锈病QTL,分别位于小麦1B(1)、2A(2)、2D(1)、5A(2)和6B(1)染色体上。其中位于2AS染色体上的 Qyr.gaas.2A在三个环境中均被检测到,置信区间为AX-108824773～AX-111675237(0～2.5 cM),对应的物理区间为15.87～31.89 Mb(16.02 Mb),可解释17.07%～34.59%的表型变异。为了进一步提高该QTL的定位精度,在2AS染色体目标区段内设计了103对SSR标记引物,并选择2AS染色体上已报道的22个SSR标记,在双亲、抗感池和RIL群体中进行筛选和验证。最终筛选出6个多态性标记(Xcfd36、Xwmc382、hls-2A-04、h...     

小麦抗叶锈病基因Lr9的分子标记及其检测

小麦抗叶锈病基因Lr9来源于小麦-小伞山羊草(Aegilops umbellulata)T6BS · 6BL-6U# 1L染色体易住,对我国叶锈菌优势生理小种THT和PHT表现高度抵抗.为了给小麦抗叶锈病育种提供依据,本研究利用从美国引进的含有Lr9基因的叶锈抗源Arthur 71与高感叶锈病普通小麦品系薛早杂交产生的F2群体及F2:3家系,研究了Lr9基因的遗传特性,通过集群分离分析方法筛选到与Lr9基因连锁的6个SSR标记(Xwmc179 、Xbarc1 46 、Xbarc198 、Xcfa2110 、Xbarc24和Xbarc178),1个EST-STS标记(BE443156)和1个ESTSSR标记(XMAG799),其中Xwmc179、Xbarc146、XMAG799和BE443156为显性的分子标记,Xbarc198、Xca2110 、Xbarc24和Xbarc178为共显性的分子标记,Lr9基因位于6BL染色体末端,与EST-STS标记BE443156共分离,与SSR标记Xbarc178的遗传距离为3.4 cM.证实STS标记J13/1+2和SCAR标记SCS5550与Lr9基因共分离,可作为Lr9基因分子标记辅助选择的重要工具,而本研究鉴定出的SSR标记可以作为重要的遗传背景选择标记.利用“滚动式加代回交转育”对Lr9基因抗源材料进行了遗传改良和分子标记检测,获得了含有Lr9基因且生育期、千粒重等性状显著改善的抗叶锈病新品系.