小麦抗叶锈基因Lr44的AFLP分子标记

Lr44基因来源于小麦的一个近缘种一斯佩耳特小麦，与Lr33连锁，尚未在生产中广泛使用。该基因在我国小麦资源谱中苗期和成株期抗叶锈良好，具有较大的应用潜力。目前尚未见到关于Lr44基因分子标记的报道。     

小麦抗叶锈基因Lr37 ISSR分子标记

利用ISSR(内部简单重复序列)技术对Thatcher及20个以Thatcher为轮回亲本的小麦(Triticum aestivum)抗叶锈病(Pucciniareconcita f.sp.tritici)近等基因系(NILs)进行分析,发现1个与Lr37基因连锁的ISSR标记.经过多次重复发现,在100个ISSR引物(UBC801-UBC900)中有2个引物UBC812和UBC848在小麦抗叶锈基因Lr37近等基因系间表现多态性.当用这2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1 200bp的多态性带,而在其它感病材料中,均未出现.进一步用UBC812和UBC848对128株(Thatcher× Lr37/6*Thatcher)F2分离群体进行分析,发现标记UBC812-1200与Lr37基因共分离,可作为该基因的分子标记.     

小麦抗叶锈病基因Lr2c的SSR标记

选取抗叶锈病基因位于2D染色体上的TcLr2c等7个小麦（Triticum aestivum）近等基因系、感病亲本Thatcher及215株TcLr2c与Thatcher杂交F2代为材料,研究抗叶锈病基因Lr2c SSR分子标记。从筛选的29对位于小麦2D染色体的SSR引物中获得4对能够揭示Lr2c多态性的分子标记,通过215株TcLr2c × Thatcher F2群体验证,结果表明Xgwm261和Xgwm296与Lr2c紧密连锁,其距目的基因的遗传距离分别为1.9和3.6 cM,可用于小麦抗叶锈病分子辅助育种。     

小麦抗叶锈病基因Lr45的表达序列标签-酶切扩增多态性(EST-CAPS)分析

为了获得与小麦(Triticum aestivum L.)抗叶锈基因Lr45更多的分子标记,建立更丰富的遗传连锁图谱,本研究利用表达序列标签-酶切扩增多态性(EST-CAPS)标记技术,选择小麦2A染色体短臂的26对EST引物与4种限制性内切酶共104对组合,对小麦抗叶锈近等基因系(near-isogenic line,NILs)TcLr45和感病对照Thatcher进行了多态性分析.EST引物BE426158与BE442876的PCR产物在亲本间存在差异,多态性检出率为7.7％; 104个引物/酶切组合中,CD454036/Msp Ⅰ、CD454036/HaeⅢ、BE406923/Msp Ⅰ和BE425962/RsaⅠ共4组在Thatcher和TcLr45之间呈现多态性,多态性检出率为3.8％.将BE426158标记成功转化为一个更稳定的序列标签位点(sequence tagged site,STS)标记,命名为LR45-1,经在TcLr45×ThatcherF2群体、抗叶锈近等基因系及黑麦品种中验证,LR45-1与Lr45连锁,遗传距离为8.2 cM.研究结果提示,EST-CAPS技术可应用于小麦抗叶锈病基因的多态性分析及分子标记的开发.     

小麦品种复壮30抗白粉病基因RAPD标记的研究

冬小麦品种复壮３０中具有一对抗白粉病隐性基因,该基因对我国流行的白粉病生理小种表现为高抗或免疫,虽尚未定名,却已受到国内外的重视。我们分别以复壮３０、感病品种农大０１５、京花一号的ＤＮＡ为模板,采用３００个ＲＡＰＤ引物（ＵＢＣ４００－ＵＢＣ６９９）进行ＰＣＲ扩增,其中ＵＢＣ４０５（ＣＴＣ ＴＣＧ ＴＧＣ Ｇ）可在抗、感品种之间扩增出一多态性片段（６２８ｂｐ）,定名为ＵＢＣ４０５－６２８。通过对Ｆ２     

小麦抗白粉病分子育种研究进展

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主效基因有38个,其中有41个基因位点的57个抗白粉病基因被标记和作图。本文详细叙述了小麦抗白粉病基因的来源、抗病基因利用及其分子标记研究现状,介绍了国内外分子育种研究最新进展,旨在为我国抗小麦白粉病分子育种提供参考。     

利用Wx基因分子标记辅助选择培育面条专用优质小麦

利用“中国春”及其缺体-四体对wx-B1基因的STS标记进行了定位,并对一些小麦品种及3个高代糯麦株系做了鉴定,结果与Wx蛋白的SDS-PAGE一致.用该STS分子标记和其它方法,从组合江苏白火麦×关东107的F2分离群体中筛选出8种WX基因型,其中3种基因型为自然界中所没有.采用桥梁亲本法,同时利用wx-B1基因的STS标记和显微镜检辅助选择,经过3代杂交转育获得了含wx-Blb的接近京411的4A单体代换系,为优质面条专用小麦品质育种提供了广泛的遗传材料.利用WX基因分子标记辅助选择,可以加快育种进程.     

野生二粒小麦导入普通小麦抗白粉病基因MlWE27的鉴定和分子标记

由白粉病菌(Blumeria graminis f.sp.tritci)引起的小麦白粉病是严重影响小麦安全生产的主要病害之一.本研究将来自以色列的野生二粒小麦(Triticum dicoccoides)WE27的坏白粉病基因通过杂交和连续回交,导入普通小麦遗传背景中,育成高抗白粉病小麦新品系3D256(其系谱为燕大1817/WE27//农大015/3/941,F6).将3D256和高感小麦白粉病的普通小麦品系薛早配制杂交组合,对其F_1、F_2分离群体和F_3 家系进行白粉病抗性鉴定和遗传分析.结果表明,3D256携带抗白粉病显性单基因,暂命名为MlWE27.利用集群分离分析法(RSA)和分子标记分析,发现3个SSR标记(Xwmc243、Xwmc 154和Xbarc318)、1个EST-SSR标记(Xdp357)、1个AFLP转化的SCAR标记(XCAUG1)和1个RFLP探针转化的STS标记(XWG516-1)与抗白粉病基因MlWE27连锁,在连锁图上的顺序为Xdp357-Mlwe27-XCAUG1-XWG516-1-Xwmc243-Xwmc154-Xbarc318.利用中国春缺体-四体系、双端体系和缺失系将抗白粉病基因MlWE27定位于染色体2B短臂的末端Bin0.84-1.00上.这一普通小麦抗白粉病种质资源的创制及其连锁分子标记的建立为小麦抗病基因分子标记辅助选择、基因积聚和分子育种提供了新的物质基础.     

小麦叶锈菌毒性及分子多态性分析

以来自河北、江苏两地的22株小麦叶锈菌作供试菌株，用27个小麦抗叶锈近等基因系品系作为鉴别寄主进行毒性测定。毒性多态性分析结果为：22个菌株通过聚类被分为两组，第一组17个菌株主醚自河北，第二组5个菌株全部来自江苏，表明毒性与地理来源密切相关；菌株间遗传相似系数较高并且差异不大，为0.6296-0.9259之间，说明两地的小麦叶锈菌所含的毒性基因差异不大，应用RAPD技术，从65个随机引物中筛选了12个扩增多态性较好的随机引物，用于分子多态性分析，共扩增出DNA条带102条，其中多态性条带54条，RAPD分析结果为：22个菌株被分为两组，第一组菌株主要来自河北，第二组菌株主要来自江苏，说明DNA多态性与地理来源间具有一定的相关性；菌系间遗传相似系数相差较大，为0.3889-0.9074之间，说明两地小麦叶锈菌群体遗传结构丰富而复杂，比较22株小麦叶锈菌在27个鉴别品系上的毒性特征和54个RAPD标记建立的聚类分析树状图，发现以RAPD标记为基础的分子多态性与毒性多态性相关性不强。     

抗条锈病的小麦-非洲黑麦异代换系的分子细胞学鉴定

黑麦属(Secale)物种是改良小麦条锈病抗性的优良供体,为发掘和利用黑麦属野生种非洲黑麦(S.africanum)所携带的优异抗小麦条锈病基因,本研究在硬粒小麦(Triticum durum)-非洲黑麦双二倍体(基因组为AABBRaRa)和小麦(T.aestivum)杂交的高代材料中发现了一个免疫条锈病的株系HH41.HH41的体细胞染色体数目为2n=42.用小麦D基因组特异重复序列pAsl和秦岭黑麦(S.cereale)基因组总DNA作为探针的顺序原位杂交分析表明,HH41中一对小麦6D染色体被一对非洲黑麦6Ra染色体所代换.利用开发的基于表达序列标签的6R/6Ra特异分子标记也证实了HH41缺少6D特征带,具有6Ra特征带,是6Ra(6D)代换系.条锈菌生理小种(Puccinia striiformis Eriks.f sp.tritici)接种鉴定结果表明其抗条锈病性源自6Ra染色体.本研究还综合利用分子细胞学证据将来自非洲黑麦的6Ra染色体与栽培黑麦的6R染色体的多态性进行了比较,证实了6R(6D)代换系HH41是一种具有古老野生黑麦优异抗性的特殊珍贵材料,是创造异易位系、实现外源基因转移和改良小麦的重要资源.     

小麦条锈菌实时荧光定量PCR分析中内参基因的选择

选择合适的内参基因是利用实时荧光定量PCR准确分析基因相对表达量的先决条件.基于现有对内参基因的研究,本研究挑选出10个基因作为小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)的候选内参基因.经过PCR扩增效率筛选,8个基因符合要求可用于稳定度的筛选,这些基因包括泛素连接酶(UBC、泛素连接酶E2(UBCE2)、核糖体蛋白SS(RPS5)、α微管蛋白(TUBA)、β肌动蛋白(ACTB)、β微管蛋白(TUBB)、延伸因子1(EF1)和延伸因子3(EF3).本研究以两种小麦条锈菌(CYR32和Pst78)的夏孢子、萌发芽管分别接种两个小麦(Triticum aestivam)品种(CYR32/XZ9104和Pst78/AvS)后0.5、3和14 d的样品为材料,利用实时荧光定量PCR技术,检测了这8个持家基因在不同发育阶段的小麦条锈菌中的表达情况.经geNorm软件分析发现,3个持家基因在样品中的表达趋势与小麦条锈菌的侵染过程相符合.ACTB、TUBB和TUBA的组合可作为检测小麦条锈菌基因表达的内参基因.     

小麦应答条锈病菌冬孢子产生的蛋白质组学分析

由小麦条锈菌(Puccinia striiformisf.sp.tritici,Pst)引起的小麦条锈病是我国小麦(Triticum aestivum)最严重的流行病害之一.中国小麦条锈菌表现出高度的遗传多样性和毒性变异,现已研究表明小麦条锈菌经有性生殖可发生致病性变异并产生新的小种.冬孢子作为小麦条锈菌有性阶段的开始,是小麦条锈菌生活史中完成有性生殖过程必不可少的阶段.为分析小麦条锈菌产冬孢子时期寄主植物的叶片总蛋白表达变化,探究寄主植物如何响应冬孢子产生,本研究利用三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)/酚抽提法提取产冬孢子时期和同时期未接种的小麦叶片总蛋白,经双向电泳技术分离后,利用PDQuest软件进行分析并选取显著上调表达的蛋白进行Orbitrap质谱鉴定.结果表明,在产冬孢子时期的寄主叶片总蛋白图谱中发现22个蛋白点(上调表达大于1.5倍且符合t检验),经功能注释发现这些差异蛋白参与糖代谢、抗逆境以及植物衰老相关代谢途径.之后利用qRT-PCR技术对蛋白水平的结果进行验证,结果发现这22个蛋白点中有16个差异蛋白的基因在转录水平上调表达(相对表达倍数大于1.5倍),证实了蛋白结果的可靠性.本研究通过双向电泳技术发现小麦条锈菌冬孢子的产生影响了寄主叶片参与糖代谢、抗逆境及植物衰老相关代谢过程蛋白的表达,并推测小麦条锈菌冬孢子的产生可能与寄主植物的衰老有关.本研究为进一步深入了解小麦条锈菌冬孢子阶段寄主植物与病原菌的互作机制提供了一定的理论基础,对于揭示冬孢子的形成机制和全面了解小麦条锈菌的有性阶段有重要意义.     

甘肃省小麦品种叶锈病抗性鉴定及评价

小麦叶锈病是由专性寄生菌(Puccinia triticina)引起的主要小麦病害之一。选育并种植抗病品种是防控小麦叶锈病最经济、有效和安全的方法。为了掌握甘肃省小麦品种的抗叶锈特点,为全省小麦抗叶锈病育种、品种合理布局以及小麦锈病的综合治理提供参考依据。2016 — 2017年度和2017 — 2018年度对1013份甘肃省小麦生产品种、高代材料、后备品种及抗源等不同小麦材料和33份甘肃省主栽小麦品种采用苗期室内接种和成株期田间接种的方法进行抗叶锈病性鉴定。结果表明,小麦种质资源中,苗期表现抗病的材料有301份,分布频率为31.19%;成株期表现抗病的材料380份,分布频率为44.92%。另外,筛选出10份全生育期抗叶锈病的材料,即2006-1-4-1-4-2-7-1-1-8、小黑麦CM-12、010-61-3-1-1、02-129-2-1-1-3-2-1、0439-6-5-1-1-1-1-2-1、9629-03A-3-2-1-1、09-104-1-3-1-1、01-29-7-1-1-2-1-3、SW-14和陇麦491。甘肃省主栽品种中,苗期表现抗病的有5份,分别为兰天22号、天选43号、天选67号、天选72号和中梁38号,分布频率为15.15%;成株期表现抗病的有12份,分别为陇中5号、天选46号和天选48号等,分布频率为36.36%。其中,中梁38号、天选67号和天选72号在全生育期表现出近免疫-中抗,未检测出对供试混合菌表现免疫的品种;此研究可为抗叶锈病鉴定材料在小麦育种中应用提供依据。     

小麦条锈菌ZS有性与无性菌系毒性差异初步分析

小麦条锈病是小麦生产上最主要的病害,条锈菌毒性不断变异是造成小麦条锈病频繁发生和小麦品种抗病性丧失的主要原因。对小麦条锈菌新菌系开展品种抗病性评价,并探明条锈菌有性菌系、无性菌系间的毒性差异,为科学、超前指导小麦抗病育种和抗病品种的合理布局应用提供技术支撑。2017 — 2021年从454个小麦条锈菌有性菌系和1 728个无性菌系中,获得ZS有性菌系35个和无性菌系167个,占比分别为7.71%和9.66%;其中已归类ZS-1、ZS-18、ZS-52类型中有有性菌系14个、无性菌系72个,占比分别为3.08%和4.17%。2022年选择ZS有性与无性菌系重要类型混合菌,对76个甘肃省内小麦生产品种进行苗期、成株期接种鉴定,结果发现,有性ZS菌系与无性ZS菌系对供试小麦品种苗期致病力分别为97.37%、92.11%,相对寄生适合度分别为0.353 0、0.248 7;成株期致病力分别为 72.37%、71.05%,相对寄生适合度分别为0.362 7、0.184 0。表明有性菌系致病性和寄生适合度均高于无性菌系。建议在陇南越夏区,及早调整小麦抗病育种目标,以持续控制条锈病的发生流行,保障粮食安全。     

小麦条锈菌夏孢子在不同温度下离体处理后的致病力研究

以小麦条锈菌高感品种铭贤169为试验材料,设置了-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20 ℃ 7个不同温度梯度,研究了小麦条锈菌夏孢子离体处理后的致病力。结果表明,在-35～-20 ℃低温下,条锈菌夏孢子可存活10 d,接种寄主小麦后病叶率2.36%～74.39%,平均严重度0.13%～4.21%;-40 ℃下可存活8 d,病叶率1.23%～2.78%,平均严重度0.01%～0.29%;-50 ℃下可存活6 d,病叶率1.04%～1.39%,平均严重度0.01%～0.17%。随着处理温度的降低,夏孢子致病力逐渐下降。在相同温度下,随着夏孢子离体处理时间的延长,致病力亦呈逐渐下降趋势。