小麦抗白粉病的遗传改良及多系品系的配制

为了培育抗白粉病的综合性状优良的小麦品种,采用滚动回交与遗传标记相结合的方法,排除了供体亲本中的不良性状,把抗白粉病基因Pm4α、Pm2、Pm6、Pm21以及Compton的慢白粉病性等转入综合性状较好的轮回亲本背景,与背景材料的丰产、早熟、优质、抗病等数量性状相结合,育成了一系列优良的近等基因系,其中扬麦10号、11号、12号等已经通过品种审定,在生产上大面积推广。同时构建了抗白粉病多系品系。并提出了把一系列重要农艺性状象转育Pm基因一样转育成综合丰产性好的近等基因系,然后在它们之间进行逐一回交,以构建聚合育种体系的构想。     

杂交小麦强优势组合抗白粉病基因的定向导入与改良研究初报

为创制杂交小麦白粉病抗性定向改良育种新体系,以白粉病抗源材料N95175、N9134为抗病种质,以强优势杂交小麦新品种"西杂一号"和"西杂五号"的亲本为受体,以陕西不同地区小麦白粉病流行混合菌种为菌源,对供试材料亲本、杂种F1代和回交后代材料进行了苗期和成株期抗性鉴定,并利用与抗白粉病基因Pm21共分离的SCAR标记、抗白粉病基因PmAS846紧密连锁的SSR标记作为抗病性定向选择分子标记进行了抗病性鉴定。结果表明,以N95175、N9134为亲本的杂种F1含有Pm21基因或PmAS846基因,苗期和成株期均表现为高抗,与抗病亲本的抗病性表现基本一致,符合杂种优势表现显性假说,其抗病性主要由显性单基因控制。研究同时表明,仅凭借表型鉴定结果盲目性较大,表型鉴定和分子标记鉴定相结合准确率较高。     

我国主要麦区101个小麦生产和区试品种（系）及高代品系抗白粉基因推导

为了明确我国小麦品种（系）中抗白粉基因的组成,利用基因推导法对来自我国主要麦区的101个小麦品种（系）进行了抗白粉病基因推导。结果表明,近一半的供试生产品种对所有供试菌株表现感病;供试的大多数区试品种具有有效地抗白粉基因,应加快这些抗病品种的大面积推广;近1/3的高代品系含有有效地抗白粉基因。供试小麦生产品种和区试品种（系）及高代品系中具有已知的抗白粉基因主要有Pm4b、Pm8、Pm2 Mld、Pm4a、Pm2、Pm2 6、Pm30等。此结果对于我国小麦白粉病的抗病育种和品种布局有重要的参考价值。     

抗赤霉病小麦新品种——扬麦18

扬麦18(原名扬03G12)是江苏里下河地区农业科学研究所采用南农P045(含Pm21)为抗白粉病基因供体亲本,扬88-128为高产亲本,高产、抗赤霉病、具广泛适应性的品种扬麦158为轮回亲本,再以高产、高抗梭条花叶病品种宁麦9号为轮回亲本,运用"综合性状协调点"的观点与抗赤霉病鉴定相结合的育种方法育成的具有广泛适应性的高产抗赤霉病小麦新品种,其系谱来源为4×宁麦9号/3/6×扬麦158//88-128/南农P045.该品种2008和2009年分别通过安徽省和江苏省品种审定委员会审定.     

云南省小麦品种苗期抗白粉病基因推导

为了解云南小麦品种的抗白粉病基因背景,采用20个不同毒性谱的小麦白粉菌株,对42个云南小麦重要生产品种进行了苗期抗白粉基因推导,并结合系谱进行溯源分析。结果表明,42个品种共推导出Pm4a、Pm5b(Mli)、Pm6、Pm8、Pm21、Pm30和Pm34共7个抗白粉基因,分布于16个品种中。其中,Pm8和Pm34出现频率最高,分别出现在4个品种中,Pm30次之,出现在3个品种中,Pm6和Pm21分别出现在2个品种中,而Pm4a及Pm5b(Mli)仅在个别品种中出现。有16个品种无法推导其抗白粉基因,可能含供试基因以外的其他抗白粉病基因。098-2、昆麦4号、玉09-5和宜系96-6含有效的未知抗白粉病基因,云麦101、云麦57、SH710、楚麦10号、楚06-9、楚2008鉴-4等6个品种不含供试的抗白粉基因。云南小麦生产品种中,含有效的已知和未知抗白粉基因品种占16.7%,这些品种可适当扩大种植面积,注意不同基因的合理布局;丧失抗性的品种占33.3%,应尽量压缩面积;含Pm30和Pm34新基因和本次未能推导出结果的品种占50%,有待进一步评价,目前可根据表型抗性酌情利用。     

高大山羊草 Pm13染色体片段对小麦农艺和产量性状的影响

含有高大山羊草 Pm13染色体片段的小麦种质R1B对白粉病菌表现高抗。为明确 Pm13对白粉病的抗性遗传特点及高大山羊草染色体片段对小麦农艺和产量性状的影响,利用R1B与高感小麦品种济麦22杂交获得的F_(2∶5)RIL群体进行自然诱发鉴定和分子标记分析。结果表明,发病后,RIL群体的抗、感病株系符合1∶1分离比(χ~2=3.261,χ■=3.841),说明白粉病抗性是由一对基因控制。经分子标记分析,RIL群体白粉病抗性由 Pm13控制,且符合孟德尔单基因遗传规律。RIL群体中抗白粉病组和感白粉病组间,抽穗期、开花期、株高、穗长、每穗可育小穗数、每穗不育小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽、粒周长、长宽比等12个性状均无显著差异(P0.05),说明高大山羊草染色体片段对这些性状没有明显不利影响。鉴于 Pm13抗性遗传稳定,应加大其利用力度,培育更多含有该基因的抗白粉病品种,发挥其在生产上的应用价值。     

小麦已知抗白粉病基因在河南的抗性评价及Pm2基因的标记追踪

为了明确已知抗白粉病基因在河南省小麦品种中的有效性,用采自河南省主要麦区的7个白粉病菌株(YuⅠ～YuⅦ)对39份含已知抗白粉病基因的小麦品种进行苗期接菌鉴定.结果表明:Pm1、Pm3a、Pm3b、Pm3c、Pm3d、Pm3e、Pm5a、Pm7、Pm8等基因对多数白粉病菌株抗性较差,Pm2、Pm4b、Pm6、Pm12、Pm17、Pm18、Pm19、Pm22、Pm24等基因对于少数菌株表现感病,Pm3f、Pm4a、Pm5(Mli)、Pm13、Pm16、Pm20、Pm21、Pm23等基因对全部菌株均表现抗病.聚合基因材料Maris Dove、Normandie和Arthur对7个白粉菌株均表现感病;而材料CI12632、Maris Huntsman 抗性表现良好.利用Pm2基因的SSR标记Xcfd81对这5个聚合材料进行检测,结果显示,标记Xcfd81在CI12632、Maris Huntsman中可以检测到与Pm2基因相同的特异带,而在Maris Dove、Normandie和Arthur中检测不到.     

小麦品种(系)的白粉病抗性鉴定及分子标记的实用性评价

为评价抗白粉病基因分子标记在标记辅助育种中的实用性,以含已知抗白粉病基因的材料为对照,对来源于我国11个小麦主产省份的145个小麦品种(系)进行了苗期白粉病抗性鉴定,并检测了9个小麦抗白粉病基因的分子标记Xcfd81-5D(Pm2)、Pm4a/b(Pm4)、Xwg996(Pm6)、LAG95(Pm8Pm17)、CAU196(Pm12)、UTV14(Pm13)、Xgwm159-5B(Pm16)、Pm21D/E(Pm21)和Xgwm337(Pm24)在上述材料中的扩增情况。结果表明,在供试材料中,Pm8基因的分布频率达52.4%,但该基因已丧失抗性;Pm2、Pm4、Pm6、Pm12、Pm13、Pm16、Pm17、Pm21和Pm24基因抗性好,但在供试材料中的分布频率仅介于0~9.7%。抗性达高抗以上水平的品种含有的抗病基因主要为Pm2、Pm21和Pm24;有些抗病品种的遗传基础尚不清楚。根据抗性和分子鉴定的一致性差异可将供试小麦品种(系)分为4种类型:(Ⅰ)分子标记检测和表型鉴定均为阳性;(Ⅱ)表型鉴定呈阳性,但分子标记检测为阴性;(Ⅲ)分子标记检测呈阳性,但表型鉴定为阴性;(Ⅳ)分子标记检测和抗性鉴定均为阴性。分子标记可用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型材料中目标基因的选择,而无法用于Ⅲ型材料。表型和分子标记检测符合度高的分子标记UTV14(Pm13)、Pm21D/E(Pm21)实用性好。上述结果为开展抗白粉病分子育种提供了重要的参考。     

陕西省2015-2016年小麦区试品种（系）的抗白粉病分析

为了明确陕西省2015-2016年小麦区试品种(系)的白粉病抗性,以陕西省各地采集的白粉菌混合菌系作菌源,分别在苗期采用人工接种、成株期诱发发病的方法对228份陕西省区试品种(系)和32份已知抗白粉病基因载体品种(系)进行抗性鉴定.结果表明,Pm4a、Pm4b、Pm13、Pm17、Pm18、Pm19、Pm21、Pm24、Pm30、Pm2+6、Pm2+Mld、Pm2+6+?、Pm5+6、Pm“XBD”基因对小麦白粉病表现免疫或高抗;Pm3a、Pm3b、Pm6、Pm4+8、Pm4b+Mli、Pm4+2+?基因对小麦白粉病表现出较弱的抗性,其他基因对供试菌系没有抗病性.228份区试品种(系)中,大多数对白粉病表现为感病,仅有14份在苗期和成株期均表现抗病,33份仅在成株期表现抗病,分别占区试品种(系)总数的6.14％和14.47％.     

小麦不同抗白粉病基因及品种在成都平原抗病的有效性

为了解小麦含已知抗白粉病基因材料及审定品种在成都平原对白粉病的抗性表现,2015-2017年在四川省江油市武都镇(104.47°E,31.52°N)和广汉市连山镇(104.18°E,30.59°N)设置病圃,种植42份含已知抗白粉病基因的材料以及85份小麦审定品种,于2016-2018年乳熟后期调查病害级别、普遍率和严重度。结果表明,已知抗白粉病基因材料中,Coker983(Pm5+6)、Wembley(Pm12)、Brigand(Pm16)、南农9918(Pm21)、赤牙糙(Pm24)、NCD7(Pm34)、NCD3(Pm35)、NCD4(Non-Pm1)、复壮30(Pm5e)和Tabasco(Pm46)在两个病圃(2016和2018年)均表现抗白粉病,而Kavkaz(Pm8)、W150(Pm3e)、Hope/8cc(Pm5a)、Timgalen(Pm6)和5P27(Pm30)在两个病圃内均表现感病。85份小麦审定品种中,国豪麦3号、蜀麦375、蜀麦482、杏麦2号、绵阳29号、绵阳33、绵麦228、西科麦5号和良麦4号9个品种连续三年(2016-2018年)在两地均表现抗病,有37个品种三年在两地均表现感病。其余27个含已知抗性基因材料和39个小麦审定品种的抗病性表现则在不同地点和年份并不稳定。     

我国主要麦区101个小麦品种（系）的抗白粉病基因推导

为了明确当前我国小麦品种（系）中抗白粉病基因的组成,利用基因推导法对来自我国主要麦区的１０１个小麦生产品种、区试品系和高代品系进行了抗白粉病基因推导。结果表明,近一半的供试生产品种对所有供试菌株表现感病;供试的大多数区试品系具有有效的抗白粉病基因;近１／３的高代品系含有有效的抗白粉病基因。供试小麦生产品种和区试品系及高代品系中具有已知的抗白粉病基因主要有Ｐｍ４ｂ、Ｐｍ８、Ｐｍ２＋Ｍｌｄ、Ｐｍ４ａ、Ｐｍ２、Ｐｍ２＋６、Ｐｍ３０ 等。     

兼抗条锈、白粉病小麦新种质观4的分子标记鉴定

将多个不同的抗病亲本及优良农艺亲本进行复合杂交,选育出抗病且农艺性状较好的小麦新品系观4.为了明确观4的抗病性及品质状况,对该品系的抗病基因及品质性状进行分子标记鉴定和分析.结果表明,观4兼抗白粉病和条锈病,其白粉病抗性主要来自亲本92R179中的Pm21基因,而条锈病抗性则主要源于YW243中的抗条锈病基因YrX;辽春10号中的高分子量麦谷蛋白优质亚基7+8也遗传到新品系观4中.因此,观4可作为优良小麦亲本应用于小麦品质和白粉病、条锈病抗性的改良.     

分子标记结合表型鉴定选育兼抗赤霉病、白粉病和条锈病弱筋小麦新品种扬麦38

长江中下游麦区是中国弱筋小麦优势产业带,小麦赤霉病、白粉病和条锈病是该麦区主要病害,当前弱筋小麦主导品种综合抗性较弱,影响其生产安全。为培育多抗优质弱筋小麦品种,以高产中筋小麦品种扬麦16为轮回亲本,以兼抗白粉病、条锈病的软质小麦92R137为供体亲本,构建了BC₁群体,利用分子标记在BC₁F₂代基础农艺性状较优良的株行中筛选抗白粉病基因 Pm21、抗条锈病基因 Yr26和软质麦相关基因 Pinb-D1a均纯合的单株,并鉴定BC₁F₆代对赤霉病、白粉病和条锈病的抗性,同时检测籽粒硬度、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间等重要品质指标以及小区产量,最终育成高抗赤霉病、免疫白粉病和高抗条锈病的弱筋小麦新品种扬麦38,于2022年通过国家农作物品种审定委员会审定。     

小麦抗白粉病基因及其分子标记研究进展

小麦白粉病是小麦生产的主要病害之一、应用抗病品种是防治该病的十分经济、有效的措施。近年来分子标记技术的发展为小麦抗白粉病基因的研究提供了极大的方便。目前为止,小麦基因组中已定名抗白粉病基因31个．其中对20个基因位点的25个抗白粉病基因进行了标记和作图。本文对小麦抗白粉病基因染色体定位、来源、评价利用及其分子标记研究现状进行了综述,并对分子标记在小麦抗病遗传育种中的应用进行了探讨。     

受白粉菌诱导表达的簇毛麦草酸氧化酶基因(Hv-OxOLP)的克隆和分析

为了筛选抗白粉病基因Pm21介导的抗病途径中的防卫基因,采用芯片杂交技术筛选携带或不携带Pm21基因的材料之间或抗病材料经白粉菌诱导与非诱导样品之间的差异表达基因,并采用RT-PCR方法分析了被筛选出的草酸盐氧化酶类似蛋白基因（Oxalate Oxidase Like Protein,OxOLP）的表达情况,进一步利用TAIL-PCR方法分离簇毛麦基因Hv-OxOLP中的全长序列。芯片杂交结果表明,探针Contig3156（一个推导的草酸盐氧化酶类似蛋白基因）在抗病簇毛麦中受白粉菌诱导的程度最大,在抗病易位系中该探针的杂交信号比在感病扬麦5号中的杂交信号强。半定量RT-PCR结果表明,在抗、感白粉病的材料中草酸盐氧化酶类似蛋白基因都受白粉菌诱导表达,但在抗病材料中达到表达峰值的时间早。用TAIL-PCR方法分离的Hv-OxOLP有一个内含子和两个外显子,ORF包含690个核苷酸,在启动子区包含两个W-box,在终止密码子后面还有一个polyA的加尾信号。作为一个受白粉菌诱导表达的基因,HpOxOLP在抗白粉病反应中可能起重要的作用。     

一个黑麦碱基因Sec-1表达缺失的抗白粉病新材料的鉴定和抗源分析

小麦品系1002是经多年自交繁衍形成的稳定品系,对当前生产上流行的白粉菌生理小种表现苗期和成株期免疫抗性。为深入了解1002白粉病抗性的遗传基础,本研究对其抗性来源、遗传特性和细胞学背景进行了分析。结果表明,1002的白粉病抗性受一对显性基因控制,细胞核遗传,并能在感病品种中有效表达,与感病品种杂交F1代表现为免疫。1002是一个不含有中间偃麦草和簇毛麦遗传背景的黑麦碱基因Sec-1表达缺失的1BL/1RS易位系,其白粉病抗性基因与1BL/1RS染色体无关,与当前有效的白粉病抗性基因Pm37、Pm40、Pm43、PmCN17和PmL962并不相同。因此,推断1002携带一个新的抗白粉病基因。     

小麦抗白粉病基因 Pm4的分子标记辅助育种研究

Pm4是我国目前有效的小麦抗白粉病基因之一,该基因对陕西关中当前流行的白粉病菌系关中4号表现高抗。本研究利用与Pm4基因紧密连锁的STS470分子标记对7个小麦品种间的6个杂交组合F3代单株进行分子标记检测并结合田间抗性鉴定筛选出抗病单株14个。对由这14个单株衍生出的64个F5代品系进行分子检测和田间抗性鉴定,发现53个品系表现抗病,占总品系的82.81%,其中51个抗病品系可以检测到与Pm4基因紧密连锁的STS470特异带,占总品系的79.69%。本研究结果表明,STS470是Pm4基因的可靠标记,可有效的用于分子标记辅助育种。