小麦抗叶锈基因Lr38 差异表达的初步研究

小麦叶锈病是一种世界性发生的小麦病害,利用抗病品种是防治该病害最经济、安全、有效的方法.目前已经正式定名的56个小麦抗叶锈基因中,有许多表现出抗锈性的丧失.来自中间偃麦草的小麦抗叶锈基因Lr38则表现出优良的抗锈性.利用DDRT-PCR技术,分析了小麦抗叶锈近等基因系材料TcLr38与感病对照Thatcher间的表达差异.通过对差异片段的克隆测序,获得一条425 bp的差异表达序列,推测可能为一与抗病相关的基因片段.     

小麦抗叶锈基因Lr38的一个新标记

【目的】建立小麦抗叶锈近等基因系材料TcLr38特异的PCR标记。【方法】以Thatcher为对照,以TcLr38和TcLr38×Thatcher F2代单株构建的分离群体为材料,利用TcLr38远缘亲本中间偃麦草特异的SCAR标记引物进行PCR扩增获得单一条带,并以50个小麦抗叶锈近等基因系材料对该标记特异性进行检测,Mapmaker 3.0软件计算该标记与Lr38的遗传连锁距离。【结果】中间偃麦草特异的SCAR标记引物在TcLr38中获得单一扩增片段大小为982 bp,50个小麦抗叶锈近等基因系检测表明为TcLr38的特有条带,F2代分离群体验证表明为与Lr38共分离的分子标记,命名为Y38SCAR982。【结论】Y38SCAR982可以作为Lr38的分子标记,并证实该基因由中间偃麦草向普通小麦转移的事实。     

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。     

小麦抗叶锈基因Lr45的SCAR标记

 【目的】建立小麦抗叶锈基因Lr45 SCAR（sequenced characterized amplified region序列特征扩增区域）标记。【方法】以小麦抗叶锈病基因材料TcLr45和感病材料Thatcher为亲本,利用黑麦基因组特异的RAPD标记引物OPH20进行PCR扩增,对获得的与预期大小相同的1.5kb的特异片段进行克隆测序,并根据该序列设计一对特异PCR引物LRYR和LRYF,对TcLr45×Thatcher F2代单株构建的分离群体进行扩增,验证该标记与Lr45的连锁关系,Mapmaker 3.0软件绘制遗传连锁图。【结果】该标记在TcLr45中扩增出单一条带,片段大小为1 272 bp（命名为Ypsc20H1272）,而在感病亲本中则无扩增条带。F2代分离群体进行连锁分析,遗传距离为8.2 cM,该标记为与Lr45连锁的SCAR标记。【结论】将Lr45的RAPD标记转化成SCAR标记。     

小麦抗叶锈基因Lr34的RAPD分析

在建立了适合本实验室的RAPD反应体系基础上,用120个随机引物对含抗病基因Lr34小麦品种和感病品种Thatcher进行了RAPD分析.68个引物均能扩增出可辨条带,其中S22扩增出1条660 bp特异性条带,S130扩增出1条2 000 bp特异性条带,S503扩增出1条500 bp特异性条带.S22和S503在实验中获得较好的重复性,并将其产物命名为S22-660和S503-500.     

小麦抗叶锈近等基因系TcLr38 RGAs分析

为获得Lr38的抗病类似物质,寻找与抗病基因表达相关的目的片段.根据已知植物抗病基因的NBS-LRR(核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复)类保守区域设计简并引物,应用RGA技术在小麦的未知基因cDNA中扩增和分离抗病基因同源序列.从小麦抗叶锈近等基因系TcLr38中获得了9个小麦抗病基因同源片段D-8、A-5、B-20、C-6、F-16、A-4、B-9、C-4和D-12.经BLASTp分析,9个片段都含有NB-ARC保守结构域,其中D-8、A-5、B-20、C-6、A-4、B-9、C-4和D-12与已知抗病基因的相应区域相一致,具有抗病基因NBS特征结构域激酶2a(Kinase-2a)、激酶3a(Kinase-3a)和疏水结构域(HD).片段D-8、A-5、B-20、C-6、A-4、B-9、C-4和D-12可能与抗病基因表达相关.     

小麦叶锈菌生理分化及小麦抗叶锈基因分析研究进展

在病害三角关系中,病原物的致病性及寄主的抗病性是决定病害发生与否的内在因素。小麦叶锈病是一种世界病病害,人们已对小麦叶锈菌生理分化和小麦抗叶锈基因分析作了大量的研究。在本文中综述了这两方面的国内外研究进展,以期为我国小麦叶锈病的研究提供有参考价值的资料。     

两个中国小麦品种中抗叶锈基因的遗传分析和基因定位

【目的】确定来自四川的两个小麦品种绵阳351-15和SW8588所携带的抗叶锈基因,为选育持久抗锈品种提供理论依据。【方法】在苗期用15个叶锈菌生理小种接种小麦品种绵阳351-15、SW8588和30个含有已知抗叶锈基因的近等基因系,推导2个材料中所含有的抗叶锈病基因,同时以小麦抗叶锈品种绵阳351-15和SW8588分别同感病品种郑州5389杂交获得F1和F2代群体,用叶锈菌小种FHTT接种各亲本及其杂交后代,进行抗叶锈遗传分析,并利用SSR和STS标记进行抗叶锈病基因的分子定位。【结果】经苗期基因推导发现SW8588中含有未知基因不同于已知抗叶锈病基因Lr1,绵阳351-15中可能含有已知抗叶锈病基因Lr1。用叶锈菌小种FHTT接种各F1和F2代群体,2个F2代群体抗感单株分离比例均符合3﹕1的理论分离比例,表明2个亲本对小种FHTT的抗病性均由1个显性基因控制。经过分子标记分析,在小麦材料绵阳351-15中发现该抗叶锈基因与位于5DL的SSR标记barc144和wmc765连锁,其遗传距离分别为8.9和20.8 cM,并同Lr1的STS标记WR003共分离,确定在小麦材料绵阳351-15中对小种FHTT的抗病性由抗叶锈基因Lr1提供;经分子标记检测SW8588中含有1对显性的抗叶锈病基因,暂命名为LrSW85,该基因位于5DL染色体上与Lr1的STS标记WR003共分离,该抗叶锈基因可能是Lr1的等位基因或紧密连锁基因。【结论】通过基因推导、遗传分析和分子标记等手段,确定小麦材料绵阳351-15中含有抗叶锈基因Lr1;小麦材料SW8588中含有抗叶锈基因LrSW85,该基因可能为Lr1的等位基因或紧密连锁基因。     

三个抗锈基因Lr37、Sr38和Yr17分子标记的筛选与改良

含有偏凸山羊草2NS染色体的普通小麦易位系带有三个紧密连锁的抗锈基因Lr37、Sr38和Yr17.以内切酶EcoRI和分子探针Xmwg682为基础,发现来自偏凸山羊草2NS的易拉片断在1.8kb处有一条独特的RFLP标记.通过DNA克隆和测序,这条RFLP被成功地转换成为引物UI和LN1为基础的PCR标记.回交后代的鉴定结果表明,该PCR标记的灵敏度和专化性与RFLP标记基本相同.     

利用外源抗锈基因选育抗锈小麦品种的研究

利用带有外源抗锈基因的材料与普通小麦多次杂交、回交,将中间偃麦草(Thinopy ruminterm Edium)、长穗偃麦草(Agropyron elongatum)、黑麦(Secale cereale)和簇毛麦(Haynaldia villosa)的抗条锈病基因导入普通小麦,育成带抗条锈病基因的抗病、抗旱、高产小麦新品种天选41号、天选47号、中梁22号、中梁23号、中梁24号、中梁25号、中梁27号、中梁29号和中天1号。     

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。     

小麦抗叶锈病基因Lr19 的SSR标记

 选取小麦感叶锈病亲本Thatcher、6个以Thatcher为遗传背景的小麦抗叶锈近等基因系及TcLr19与Thatcher杂交F2代为材料，开展了小麦抗叶锈基因Lr19的微卫星分子标记研究；从13对微卫星引物中筛选出了1对在亲本及TcLr19×Thatcher F2抗感群体间揭示多态性的引物Xgwm44，并获得了1个与小麦抗叶锈基因Lr19紧密连锁的SSR标记Xgwm44139bp，此标记位点与Lr19基因之间的遗传距离为0.9cM。该研究可为分子标记辅助育种及构建遗传图谱、物理图谱和基因克隆奠定了基础。     

小麦抗叶锈病基因Lr45的AFLP分子标记

 利用AFLP技术对小麦抗叶锈基因Lr45进行了标记，从60对AFLP引物中筛选出2对在亲本及TcLr45×Thatcher F2抗感群体间揭示多态性的引物P-AGG/M-GAG和P-ACA/M-GGT。其扩增片段为261 bp和105 bp，2个标记与Lr45的遗传距离分别为0.6 cM和1.3 cM。测序比较261 bp片段与大麦属Vulgare HotrI基因部分序列同源性达86%，105 bp片段与一粒小麦磷脂酰丝氨酸脱羧酶基因部分序列同源性高达96%。2个测序片段均包含开放阅读框（ORF）序列。     

23份中国小麦微核心种质抗叶锈性评价

【目的】探测23份微核心种质材料的抗叶锈性和可能携带的抗叶锈基因。【方法】选取12个具有鉴别能力的小麦叶锈菌生理小种对23份微核心种质进行了苗期和成株期的抗性鉴定以及基因推导,同时结合使用已经报道的能够用于抗病基因分子鉴定的分子标记对其进行进一步抗叶锈基因的分子检测。【结果】这些品种中除中国春表现感病外,其余22份种质均表现出较强的抗性。火球、老齐麦、凤麦11、山红麦、红和尚头、府麦、尕老汉和郑引4号含Lr34和未知抗性基因,中国春含Lr34,碱麦和小佛手含Lr1和Lr34,同家坝小麦和红花麦含Lr34和Lr32,克丰3号含有Lr10、Lr34、Lr16和Lr32,Atlas66含有Lr1、Lr2c和Lr32,烟农15含Lr1,可能含有Lr17,白条鱼含Lr26、Lr16、Lr42和LrZH84,木宗卓嘎含Lr26,可能含Lr14a,金黄麦含Lr1、Lr34和Lr32,云麦34含Lr26、Lr37和LrZH84,可能含有Lr15,百农3217含Lr1和Lr16,白朗灰麦和山麦可能含有未知抗叶锈基因。【结论】这些小麦微核心种质中含有比较丰富的抗叶锈基因,具有较好的抗叶锈性,是抗叶锈育种的重要资源。     

青海审定小麦品种抗叶锈病基因的分子鉴定

为了分析抗叶锈病基因在青海审定小麦品种中的分布状况,采用6个抗叶锈基因(Lr1、Lr9、Lr24、Lr29、Lr34、Lr42)的分子标记对青海省审定的66个小麦品种进行检测。检测结果显示:66份小麦品种中,16个品种含Lr1,占24.24%;18个品种含Lr24,占27.27%;31个品种含Lr29,占46.97%;5个品种含Lr34,占7.58%;23个品种含Lr42,占34.85%;未检测到Lr9。另外,同时含有2个抗叶锈基因的小麦品种17份,占25.76%,同时含有3个抗性基因的品种9份,占13.64%,同时含有4个或4个以上的品种仅1份,为‘青春254’。     

我国小麦抗叶锈病育种研究进展

阐述了小麦叶锈病的经济重要性和抗病育种在小麦病害综合治理中的重要作用。总结评述了建国后50多年来我国在小麦叶锈菌致病性和小麦品种抗病性及其相互作用,以及在小麦抗病育种和品种合理利用等研究方面所取得的主要成就和经验。在对病菌致病性和品种抗病性及其相互作用研究中,鉴定出41个生理小种。明确主要由突变和异核作用不断产生的新小种为导致品种抗锈性丧失的主要原因,品种的遗传分化、混杂退化和布局利用、环境因素,特别是地理生态条件也有重要影响;研究建立了小麦叶锈菌DNA分子遗传标记体系,提出了治理对策。初步揭示了其抗病机制。总结提出了抗病亲本选配和杂交育种以及品种合理利用等方面的成功经验以及当前存在的问题和解决途径。     

150个小麦品种（系）抗叶锈基因Lr35分子鉴定

小麦抗叶锈基因Lr35是成株抗性基因,在二叶期即表现连续抗性,被认为是有用的抗病资源。本研究利用以PCR为基础的STS、SCAR分子标记技术,对150个小麦品种(系)进行了分析,检测出8个小麦品种(6068,白蚰包,中麦9,早洋,碧玛1号,小偃7631,东方红3号和Madsen)含有Lr35基因。结合室内接种鉴定技术 (叶锈菌株为对Lr35无毒力的99-8-11-5),结果表明,这8个小麦品种虽在分子水平上含有Lr35基因,但在侵染类型上具有一定差异,其中东方红3号表现对菌株的亲和性。     

小麦品系西农1163-4抗叶锈病基因的遗传分析和分子作图#br#

【目的】小麦品系西农1163-4高抗小麦叶锈、条锈和白粉病,综合农艺性状良好。明确该小麦品系中所含的抗叶锈病基因及遗传特点,找到与其紧密连锁的分子标记,有利于抗病基因利用和培育抗病新品种。【方法】将西农1163-4与感病品种Thatcher杂交,获得F1、F2代群体,利用中国叶锈菌优势小种THTT进行苗期抗性鉴定和抗性遗传分析;采用SSR技术对西农1163-4所携带的抗叶锈基因进行分子标记研究,共筛选了1 273对SSR引物。【结果】小麦品系西农1163-4对多个叶锈菌小种具有良好的抗病性,对THTT的抗性是由1个显性基因控制,该基因暂命名为LrXi。获得了与LrXi紧密连锁的3个微卫星分子标记Xbarc8、Xgwm582、Xwmc269和1个STS标记(ω-secali/Glu-B3),将LrXi定位于小麦1BL染色体上。距离最近的2个微卫星位点是Xgwm582、Xbarc8,与抗叶锈基因间的遗传距离分别为2.3 cM和3.2 cM。【结论】LrXi位于1BL染色体,抗叶锈表现不同于所有已知抗叶锈病基因,该基因的发现将有利于丰富中国抗叶锈病基因资源,为培育持久抗病品种奠定基础。