普通小麦白粉病成株抗性的QTL分析

以抗白粉病的日本小麦品种Fukuho-komugi和以色列小麦Oligoculm杂交F₁的DH（doubled haploid）群体107个系为材料，利用313个SSR标记和37个RFLP标记，对Fukuho-komugi和Oligoculm的白粉病成株抗性进行QTL分析。试验材料于2003－2004年度种植在北京、2003－2004和2004－2005年度种植在安阳，调查白粉病发病情况。构建了由350个位点组成的遗传连锁图，覆盖小麦21个连锁群，全长3 101 cM。采用复合区间作图法进行白粉病成株抗性QTL分析，在1A、2B、4B和7D上发现4个抗白粉病QTL，分别解释13.6%、6.6%、8.9%和12.7%的表型变异。抗白粉病基因及其紧密连锁分子标记的发掘，将为小麦抗白粉病育种的分子标记辅助选择提供理论和技术支持。     

病原侵染早期小麦抗白粉病性状的构成因素剖析和QTL定位分析

以国际小麦作图组织提供的W7984×Opata85重组近交群体为材料,将白粉病抗性分解为互作早期不同时间点的乳突指数、乳突级别、吸器指数和二级菌丝指数等成分性状,在成分性状鉴定和统计的基础上,进行遗传分析和相关QTL定位。白粉菌侵染早期乳突指数和吸器指数随时间的变化趋势均受主效单基因的调控。数量性状分析共找到34个与抗白粉病相关的QTL (21个主效QTL),分布于小麦1B、1D、2B、3A、3B、3D、4A、4B、4D、5B、6A、6B、6D、7B和7D染色体上。位于7B染色体上的QTL(QPmPI16.tn-7B)对乳突形成的影响极为显著,贡献率达48.7%,促进乳突形成的等位变异来自Opata85。不同成分性状存在共定位的QTL。成分性状的特异QTL提供了更多的有关抗白粉病遗传机制信息。     

小麦白粉病成株抗性和抗倒伏性及穗下节长度的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得了DH群体168个株系, 利用305个SSR标记对白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度进行了QTL定位研究。DH群体及两亲本于2005年和2006年种植于山东泰安, 2006年种于安徽宿州。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件, 共检测到12个加性效应位点和10对上位效应位点。在4D染色体上控制白粉病成株抗性的qApr4D, 贡献率为20.0%, 在各环境中稳定表达, 其抗病等位基因来源于抗病亲本豫麦57; 在7D染色体上控制小麦穗下节长度的qIlbs7D, 贡献率为12.9%, 在各环境中稳定表达。加性效应和上位效应对小麦白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度的遗传起重要作用, 并且基因与环境常常具有互作效应。以上两个QTL可分别用于小麦白粉病成株抗性和穗下节长度的分子标记辅助选择。     

长江下游麦区新育成品种(系)3种主要病害的抗性鉴定及抗病基因/QTL的分子检测

小麦赤霉病、白粉病和黄花叶病是长江下游麦区小麦生产的主要病害。本研究对长江下游麦区新育成49个品种(系)的上述3种病害进行抗性鉴定,同时利用与抗赤霉病主效QTL Fhb1和QFhs.crc-2D、抗白粉病基因Pm21以及抗黄花叶病主效QTL QYm.nau-5A.1和QYm.nau-2D连锁的分子标记检测试验品种3种病害抗病基因/QTL组成。结果显示, 49.0%的品种赤霉病抗性达中抗以上, 32.6%的品种对白粉病免疫或抗, 44.9%的品种抗黄花叶病。30.6%和73.6%的试验品种分别含有抗赤霉病主效QTL Fhb1和QFhs.crc-2D,宁麦9号和扬麦158及其衍生品种分别是Fhb1和QFhs.crc-2D的主要载体品种; 28.6%的品种含抗白粉病基因Pm21,镇麦9号和扬麦18及其衍生品种为Pm21的主要载体品种;分子检测含抗黄花叶病主效QTL QYm.nau-5A.1和QYm.nau-2D的品种比例均为24.5%,宁麦9号和苏麦6号及其衍生品种分别是QYm.nau-5A.1和QYm.nau-2D的主要载体品种。宁麦9号和扬麦158衍生品种在小麦抗赤霉病和黄花叶病基因/Q...     

一个一粒小麦抗白粉病主效QTL的定位

TA2027是一个高抗白粉病的一粒小麦种质.本研究利用F2群体和F3家系的抗性鉴定资料分析了TA2027抗白粉病的遗传.群体内各单株的抗性表现出连续性变异,分布峰明显偏向感病亲本.标记分析表明TA2027的抗性主要受染色体5AL上的一个隐性主效QTL控制.在区间作图中,该QTL被定位在Xcfd39/Xmag1491-Xmag1493区间,文中将其定名为Qpm.nau-5A.Qpm.nau-5A解释了59%以上的表型变异.Qpm.nau-5A是目前发现的第一个位于染色体5AL的小麦抗白粉病主效QTL.     

发掘人工合成小麦中千粒重QTL的有利等位基因

以人工合成小麦Am3为供体亲本,普通小麦莱州953为轮回亲本,经5次回交然后自交,培育出含85个株系的F_2:3群体。以该群体为材料,用348对多态性SSR标记,进行全基因组扫描,发掘人工合成小麦中千粒重QTL的有利等位基因。利用复合区间作图法检测到3个千粒重QTL,其对表型变异的贡献率为10.9%~33.79%。其中,Am3的等位基因能够增加千粒重2.3~4.8 g。相关分析表明,该导入系群体的千粒重与穗粒数、穗数和株高无显著相关性。千粒重QTL与穗粒数、穗数性状的QTL不在同一位置,这有利于高千粒重基因与其他产量性状基因的聚合。采用混合线性模型作图法检测到1个千粒重QTL(QGw.caas-3D),该QTL与环境互作效应小,而且与复合区间作图法在3个环境中都检测到的QTL相同,表明QGw.caas-3D是一个稳定的主效QTL。     

普通小麦对仓储害虫玉米象的抗性QTL分析

以普通小麦品种川农16与人工合成小麦衍生品种川麦42为亲本构建了含有127个株系的重组自交系(RIL)群体,将2008和2009年收获的种子用玉米象(Sitophilus zeamais)虫卵进行接种,并于2009年11月开始储藏,次年8月和10月进行虫害调查。利用复合区间作图法(CIM)对RIL群体的抗虫性进行QTL定位分析。利用2008年收获群体检测到位于3B、2D和3D染色体的3个QTL,贡献率依次为10.2%、8.5%和8.3%;利用2009年收获群体检测到位于3D和4B的2个QTL,贡献率分别为8.5%和11.3%。位于3D染色体Xbarc6–Xgwm112标记区间内的QTL在年度间重复检测到,贡献率为8.3%~8.5%,抗性位点来自川农16。     

小麦新品种“山农20”抗病基因的分子检测

山农20是2011年和2012年分别通过国家黄淮南、北片审定的小麦高产多抗新品种,在国家区试抗病性鉴定和生产中都表现出良好的抗黄淮麦区主要病害的特性。本研究利用与小麦抗白粉病、条锈病、叶锈病、纹枯病基因和抗赤霉病主效QTL紧密连锁的SSR、SCAR、STS等标记对该品种进行了分子检测,发现山农20含有6个抗白粉病基因(Pm12、Pm24、Pm30、Pm31、Pm35和Pm36),6个抗条锈病基因(Yr5、Yr9、Yr15、Yr24、Yr26和YrTp1),2个抗叶锈病基因(Lr21和Lr26),1个抗纹枯病基因(Ses1),但未检测到抗赤霉病主效QTL。分子检测结果部分解释了山农20的优良抗病性,也为利用分子标记辅助选择培育抗病稳产小麦新品种提供参考。     

基于F2和RIL群体鉴定棉花抗黄萎病主效QTL

【目的】通过对棉花抗黄萎病性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位，鉴定可以应用于育种实践的能稳定检测到的主效QTL，为棉花抗黄萎病遗传改良奠定分子基础。【方法】以抗黄萎病品种中植棉2号和感黄萎病品种冀棉11号为亲本杂交的F₂群体和重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体作为作图群体，在对2个群体进行多环境黄萎病抗性鉴定和简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记检测的基础上进行遗传连锁图谱构建，利用完备区间作图法进行QTL定位，并对获得的主效QTL置信区间进行候选基因挖掘。【结果】在F_2:3家系和RIL群体中共检测到7个抗黄萎病QTL，能够在多个环境条件下重复检测到的QTL有4个，包括q VW-D05-1、qVW-D05-2、q VW-D05-4和qVW-D05-5。共线性分析表明上述4个QTL集中分布于D05染色体上2 293 776～3 205 058 bp和62 407 897～62 582 344 bp 2个区域。4个抗性...     

烟草六个重要性状的QTL定位

以烤烟台烟7号与白肋烟白肋21作为杂交亲本,后代自交衍生的127个F₂和F_2:3家系为材料,构建了全长3 483 cM包括26个连锁群、190个标记位点的烟草遗传连锁图谱。通过一年两地各3次重复的随机区组田间试验,测定烟叶烟碱、总氯、总钾、叶长、茎叶夹角、白粉病6个重要性状,采用混合线性模型的复合区间作图法定位QTL并分析其遗传互作效应。结果检测到2个烟碱相关QTL、2个总氯相关QTL、1个总钾相关QTL、4个叶长相关QTL、茎叶夹角和白粉病相关QTL各1个,其中6个加性效应QTL和4对加加上位性效应QTL。这11个基因位点遗传效应中除加性效应外,上位性效应也具有重要作用。     

茉莉酸甲酯对小麦白粉病抗性的诱导作用

【研究目的】茉莉酸在小麦（Triticum aestivum L.）抗白粉病反应中是否起作用及其作用强度仍不清楚,为了明确茉莉酸对小麦白粉病抗性的诱导作用进行了本研究。【方法】以感白粉病的小麦品种“中国春”和“濮麦9号”为材料,用不同浓度的茉莉酸甲酯喷施小麦幼苗叶片进行诱导,通过离体叶段培养法接种白粉菌（Blumeria graminis f. sp. tritici,Bgt）进行抗性鉴定。【结果】结果表明,茉莉酸甲酯处理可以提高“中国春”和“濮麦9号”对白粉菌的抗性水平,抗性提高与诱导的茉莉酸甲酯浓度和诱导时间有关。浓度为100 μmol/L、250 μmol/L时诱导抗性不明显,500 μmol/L时有明显的诱导抗性,1.0 mmol/L以上具有显著的诱导效果。茉莉酸甲酯处理后12 h至96 h后均可检测到诱导抗性,而以诱导24 h后诱导抗性最高。【结论】实验表明植物激素茉莉酸在小麦抗白粉病反应中起作用,是抗病信号分子。     

瓠瓜(Lagenaria siceraria)白粉病抗性的全基因组关联分析

白粉病是瓜类作物重要病害之一。本研究采用苗期人工接种方法,研究了117份瓠瓜微核心种质对白粉病的抗性,并基于不同材料的病情指数和基因型数据,进行全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS)。利用2014年和2018年的抗病表型数据,分别鉴定到22个和13个与白粉病抗性相关的SNPs,其中2个SNPs位点在两年试验中同时被检测到。进一步研究发现不同瓠瓜材料的白粉病抗性与其携带有利等位变异数目成正相关。本研究为克隆瓠瓜抗白粉病相关基因、研究其抗病机制提供科学依据,促进了瓠瓜抗白粉病分子育种。     

利用SNP芯片和BSA分析规模化定位小麦抗白粉病基因

规模化定位小麦品种携带的抗白粉病基因对于抗病性种质创新和新品种选育具有重要的意义。本研究采用Illumina Infinium iSelect 90k SNP芯片结合集群分离分析法(bulked segregate analysis,BSA)对36个河南省小麦新品系携带的抗白粉病基因进行了定位。SNP芯片检测表明,在24个小麦品系构建的抗、感池DNA间可检测到一个明显富集的SNP峰,表明其可能携带单一主效抗白粉病基因;在其他12个小麦品系构建的抗、感池DNA间可检测到多个SNP峰,推测其可能含多个抗白粉病基因。有26个小麦品系在2AL染色体上检测到的SNP数目最多,推测其携带位于2AL染色体上的Pm4b抗白粉病基因。开发出与2AL染色体上抗白粉病基因紧密连锁的分子标记Xwggc116,可用于这些小麦品系中抗白粉病基因的分子检测。研究结果表明高通量SNP分析技术平台可以用来规模化定位小麦品种中的抗白粉病基因,明确了河南省抗白粉病小麦品系中携带Pm2、Pm4b、Pm21和新1BL/1RS易位等有限的抗白粉病基因,抗病基因资源非常狭窄,亟需引进新的多样化抗病基因资源,拓宽遗传基础,培育抗病小麦新品种。     

Quantitative resistance to downy mildew (Plasmopara halstedii) in sunflower (Helianthus annuus)

Downy mildew of sunflower, caused by the Oomycete, Plasmopara halstedii is at present controlled by major resistance genes. However, the pathogen has shown a considerable capacity for changes in virulence and these resistance genes are overcome only a few years after they have been introduced into new sunflower varieties. This paper presents research for quantitative, non-race-specific resistance independent of major genes. The reaction of cultivated sunflower genotypes to field attack by downy mildew was studied over 4 years in several environments and in the presence of the two most common races in France: 703 and 710. An experimental protocol with pre-emergence irrigation was developed, making it possible to observe downy mildew reaction whatever the weather conditions. Significant levels of partial resistance were observed in about 50 inbred sunflower lines among the 800 observed. These results suggest that it should be possible to select for non-race-specific downy mildew resistance and to include it in modern varieties. However, since this non-specific resistance is partial, it may be necessary to combine it with major gene resistance. Possible strategies are discussed to obtain durable resistance to downy mildew.     

Analysis of Powdery Mildew Resistance in Wild Melon MLO Mutants

Wild species have a potential value in crop breeding. Explore MLO gene which related with powdery mildew natural resistance is very important for improving the quality of melon. Resistance to powdery mildew was examined in cultivar and wild species by leaf inoculation. The wild germplasms showed resistance to powdery mildew Race1. Cloning and sequence analysis of the Cm MLO2 gene identified an 85 bp difference between the wild and cultivated species. The Cm MLO2 gene was expressed in the wild germplasm after fluorescence-labeled Agrobacterium-mediated transformation. A positive transgenic plant showed successful invasion by powdery mildew Race1. These results suggested that the wild species might have failed to encode the MLO protein, thereby resulting in the MLO-negative regulation of powdery mildew, which in turn resulted in the broad-spectrum resistance of the wild species to powdery mildew.     

Linkage between a major gene for powdery mildew resistance and an RFLP marker on chromosome 1R of rye

DNA samples from an F₂ progeny which segregated for resistance to powdery mildew were bulked for resistant and susceptible individuals. In a segregant analysis, genomic rye probes which had been localized previously in a linkage map of rye were systematically screened for polymorphisms between these bulks. An RFLP marker located on linkage group 1RS was found to be tightly linked to a dominant mildew resistance gene. This is the first publication mapping a major gene for mildew resistance in rye.     

Molecular mapping of powdery mildew resistance genes in wheat: A review

Powdery mildew, caused by Blumeria graminis f. sp. tritici (syn. Erysiphe graminis f. sp. tritici), is one of the most important diseases of common wheat (Triticum aestivum L.) worldwide. Molecular mapping and cloning of genes for resistance to powdery mildew in hexaploid wheat will facilitate the study of molecular mechanisms underlying resistance to powdery mildew diseases and help understand the structure and function of powdery mildew resistance genes, and permit marker-assisted selection in breeding programs. So far, 48 genes/alleles for resistance to powdery mildew at 32 loci have been identified and located on 16 different chromosomes, of which 21 resistance genes/alleles have been tagged by restriction fragment length polymorphisms (RFLPs), random-amplified polymorphic DNAs (RAPDs), amplified fragment length polymorphisms (AFLPs), sequence characterized amplified regions (SCARs), sequence-tagged sites (STS) or simple sequence repeats (SSRs). Several quantitative trait loci (QTLs) for adult plant resistance (APR) to powdery mildew have been associated with molecular markers. The detailed information on chromosomal location and molecular mapping of these genes has been reviewed. Isolation of powdery mildew resistance genes and development of valid molecular markers for pyramiding resistance genes in breeding programs is also discussed.     

河南小麦新育成品种(系)白粉病抗性鉴定与分子标记检测

利用华北地区流行的白粉菌菌株E09和E20,分别对河南省小麦新品种(系)区域和预备试验参试材料908份(2009—2013年度)和412份(2009—2012年度)进行苗期白粉病抗性鉴定,同时利用与Pm2、Pm4a、Pm8和Pm21基因连锁的分子标记检测相关抗病基因的分布。结果显示,抗E09的材料占21.9%(199/908),抗E20的材料占9.5%(39/412),同时抗E09和E20的材料仅占3.6%(15/412)。在908份供试材料中,580份含有1BL/1RS,占63.9%,含Pm8或新的1RS来源抗白粉病基因;另有2份材料含6AL/6VS来源广谱抗白粉病基因Pm21,8份可能携带Pm2,2份可能含有Pm4a;有6份材料可能含有多个抗白粉病基因。表明河南省近年育成的小麦新品种(系)依然含有对我国白粉菌菌系有效的抗白粉病基因,但抗源遗传基础较窄,部分已经或正在丧失抗性,应加快引进和利用新的多样化抗病基因资源。     

小麦多基因聚合体YW243的改良与利用

YW243是兼抗白粉、黄矮、三锈5种病害的普通小麦新种质。将其与农艺性状优良的丰产品种进行回交转育，选育出丰产、抗病的小麦新品系CB031、CB032、CB034和CB035。对这些新品系与YW243及回交亲本的抗性、品质、丰产性进行鉴定、比较分析，并用分子标记解析它们抗病性的遗传基础及其决定品质的高分子量麦谷蛋白亚基组成。结果表明，CB031是抗白粉病高产小麦新品系，至少含抗白粉病基因Pm2+6和高分子量麦谷蛋白亚基1, 7+9, 2+12；CB032和 CB034均为白粉病、条锈病免疫的小麦新品系，CB032至少含抗白粉病基因Pm2+Pm4+Pm21、抗条锈病基因YrX 4个基因和高分子量麦谷蛋白亚基7+9, 2+12；CB034至少含Pm21基因和高分子量麦谷蛋白亚基7+9, 5+10；CB035为免疫白粉病的优质小麦新品系，至少含Pm2+6+Pm21基因和高分子量麦谷蛋白亚基7+8, 2+12。CB031、CB032、CB034和CB035的穗粒性状、千粒重和秆高等农艺性状均较YW243有所改善。YW243是一个优良性状易于遗传、不良性状易于改造的育种亲本，有良好的应用前景。     

应用滚动回交选育抗白粉病小麦新品种扬麦18

利用携抗白粉病基因Pm21的新抗源南农P045为供体亲本,采用“滚动回交”,抗白粉病性诱发鉴定与分子标记辅助选择相结合的方法,育成抗白粉病高产优质弱筋小麦新品种扬麦18,2008年通过安徽省品种审定委员会审定。该品种在2005-2007年度安徽省区试中,平均亩产429.5公斤,比对照扬麦158增产8.1%,增产极显著;品质优,主要品质指标达优质弱筋小麦标准;接种诱发鉴定表明该品种高抗白粉病,利用Pm21基因连锁标记NAU/Xibao15检测表明其携有Pm21基因。该品种适宜于长江下游麦区推广种植。