小麦持久抗病品种N. Strampelli的抗条锈病基因分析和微卫星标记

 N. Strampelli是由意大利引入我国的小麦持久抗病性品种,对我国目前多数的条锈菌流行小种均有良好的抗性。为了明确其抗条锈病基因的遗传机制,利用小麦条锈病小种CYR30、CYR31、Su-4和Su-14对N. Strampelli与中国春杂交后代进行遗传分析,结果表明N. Strampelli对CYR30、CYR31的抗病性均由1对显性基因和1对隐性基因互补控制,对Su-14、Su-4的抗病性各由1对隐性基因控制,将其中控制Su-14抗病性的隐性基因暂时命名为YrNS-1。利用分离群体分析法(BSA)对接种Su-14的正交F₂代群体进行SSR分子标记,在1BL上找到4个与YrNS-1紧密连锁的微卫星标记Xwmc719、Xgwm124、Xwmc44和Xcfa2147,遗传距离分别为3.2、4.6、5.7和10.3cM。与已知位于1BL染色体上的抗条锈基因比较分析表明,YrNS-1可能是1个新的抗条锈病基因。     

小麦品种天选43抗条锈性遗传分析及抗病基因的分子标记

 天选43是由8845-01-01-1-1和抗源材料贵农22杂交选育而成的普通小麦品种,对我国目前所有条锈菌生理小种均表现良好抗性。为明确其抗条锈性遗传基础,本研究选用当前条锈菌流行小种CYR32和CYR33,对天选43与感病品种铭贤169杂交F₁、F₂和F₃代群体进行遗传分析,同时应用460对SSR引物对接种CYR32的天选43/铭贤169 F₂代150个单株群体进行抗病基因定位。结果表明,天选43对CYR32抗性由1对显性基因控制,而对CYR33抗性由1对隐性基因控制。筛选到10个与抗CYR32基因连锁的SSR标记Xwmc134、Xgwm413、Xbarc187、Xwmc406、Xcfd65、Xgwm18、Xbarc181、Xbarc137、Xwmc419和Xgwm230,两侧距离目的基因最近的标记为Xgwm18和Xgwm413,遗传距离分别为0.8 cM和3.4 cM,并初步将其抗病基因定位于小麦染色体1BS上,暂命名为YrTx43。基因来源、抗病遗传分析、分子标记检测及染色体位点分析表明,YrTx43很可能是与Yr24、Yr26具有等位性的抗条锈基因。     

源于柔软滨麦草抗小麦条锈病基因YrElm的遗传分析与SSR标记

 M852-1是由柔软滨麦草和普通小麦7182经杂交和回交培育的易位系。苗期抗病性鉴定结果表明,M852-1对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4、Su11-7和V26等7个中国小麦条锈菌主要生理小种或新的致病类型均表现免疫至高抗,是一个较好的抗条锈资源材料。用条锈菌流行小种CYR33对M852-1与铭贤169杂交F₁、F₂、F₃和BC₁代进行抗性鉴定与遗传分析,发现M852-1对CYR33的抗条锈性由1对隐性基因控制,暂定名为YrElm。以F₂代分离群体构建作图群体,利用集群分离分析法,筛选到与YrElm连锁的5个SSR标记:Xcfd35、Xgwm161、Xwmc630、Xgwm533和Xcfd34,并将YrElm定位于小麦染色体3DS上。YrElm两侧最近2个SSR标记Xcfd35与Xgwm161的遗传距离分别为6.5 cM和4.2 cM。抗锈性鉴定、系谱分析以及分子标记检测结果表明,该抗病基因来源于柔软滨麦草。综合基因来源、分子检测及染色体位点等方面的分析,认为YrElm可能是一个新的抗条锈病基因。用该基因两侧最近两个标记Xcfd35和Xgwm161 检测68个甘肃和黄淮麦区小麦品种(系),10个(14.7%)品种能扩增出与M852-1相同的条带。进一步进行抗病性及系谱分析表明,这10个品种均不含YrElm。本研究结果为利用YrElm进行分子标记辅助育种和进一步的精细定位奠定了基础。     

中粱93447抗条锈病基因遗传分析和分子作图

 用小麦条锈菌生理小种对中梁93447与感病品种铭贤169的杂交后代F₁、F₂和F₃代进行苗期温室抗条锈性遗传分析,结果表明中梁93447对CYR30的抗病性由1对显性基因控制。用中梁93447×铭贤169 F₂代分离群体建立抗、感DNA池,在F₂代群体中通过SSR标记技术寻找与抗病基因连锁的分子标记,发现7个位于5BS上的标记Xwmc813、Xwmc740、Xgwm159、Xbarc4、Xwmc616、Xwmc363和Xbarc89与目的基因连锁,遗传距离分别为17、12.9、8.3、4.5、3.7、9.1和20.8cM。系谱分析及分子标记分析表明,该基因可能来自中间偃麦草,暂命名为YrZL93447。与已定位于5B染色体上的抗条锈病基因的比较研究表明,YrZL93447可能是1个新的抗条锈病基因。用SSR引物BARC4和WMC616检测43个黄淮麦区主栽品种,其中7%的黄淮麦区主栽品种具有与YrZL93447基因相同的标记位点。     

普通小麦-柔软滨麦草易位系M852-1抗条锈基因的遗传分析和分子作图

 M852-1是经杂交和回交培育的普通小麦-柔软滨麦草易位系,苗期对我国小麦条锈菌流行小种均表现良好抗性。为明确其抗条锈性遗传规律,本研究选用条锈菌流行小种（类型）CYR29、CYR32、CYR33和Su11-7的单孢菌系对其与铭贤169杂交F₁、F₂、F₃及BC₁代群体进行遗传分析, 同时应用420对SSR引物对接种CYR32的M852-1/铭贤169 F₂代144个单株作图群体进行抗病基因定位。结果表明,M852-1对供试小种均表现免疫或近免疫,对CYR29的抗锈性由1对显性基因控制,对CYR32、CYR33和Su11-7的抗锈性均由1对隐性基因控制。筛选到3个与抗CYR32基因连锁的SSR标记Xbarc124、Xbarc200和Xgwm429,遗传距离分别为6.3、5.6 和 9.7 cM。根据SSR标记锚定性将该基因定位于小麦2BS染色体,暂命名为YrM852。基因来源、分子标记检测及染色体位点分析表明,YrM852很可能是1个不同于目前已知抗条锈病基因的新基因。     

小簇麦易位系V9128-3抗条锈病基因的遗传分析和SSR分子标记

 用7个我国当前流行的条锈菌生理小种对V9128-3的抗条锈性进行了评价,表明本易位系对我国优势流行小种具有良好的抗病性。以Su-4对V9128-3与铭贤169配置的F₁、BC₁F₁、F₂及F₃代群体进行了遗传分析,并对其中1个F₂群体进行了SSR标记,再用BC₁F₁群体的部分单株和F₃家系进行连锁标记的初步验证。遗传分析表明了V9128-3对Su-4的抗病性由1对显性核基因独立控制,从219对SSR引物中筛选到2个位于2AL上的该基因YrHV(暂命名)两侧的标记Xgwm356和Xwmc658,遗传距离分别为8.5和5.6cM,所用部分BC₁F₁单株和F₃家系验证了该2个标记与YrHV连锁性。将此标记可用于小麦抗条锈病分子标记辅助育种。     

小麦条锈菌鉴别寄主Heines peko抗性遗传分析及SSR标记

 用中国条锈菌生理小种对欧洲鉴别寄主Heines peko进行抗条锈性遗传机制研究,将为挖掘新的抗条锈基因、培育优良抗条锈性品种奠定基础。用Heinespeko与小麦感病品种铭贤169杂交、自交获F₁、F₂和F₃代群体。对亲本及其后代分别在苗期接种条中30号、条中31号、条中32号和水-4,进行遗传分析。结果表明,Heines peko对条中30号小种的抗性由1对隐性基因控制。对条中31号、水-4的抗性均由1显1隐2对基因互补或抑制作用控制,Heines peko对2个小种的抗性可能由相同基因控制。对条中32号的抗性是由2对隐性基因相互抑制控制。利用分组分析法(BAS)对抗条中30号小种的遗传群体进行分子作图,筛选到1个位于2AS与抗条中30号小种基因连锁的SSR标记Barc212,用Barc212对170个F₂代单株分析表明,该基因与Barc212引物扩增位点的遗传距离为10.6cM。Barc212可作为抗条中30号基因的SSR标记。     

小麦品系ICA56抗条锈病鉴定及其抗性基因SSR标记

 小麦品系ICA56对条锈菌优势生理小种CYR30、CYR31和CYR32均表现免疫反应;遗传分析表明,ICA56携带一个显性抗条锈病基因。基因等位性测定显示,ICA56所含抗条锈病基因不同于已知抗锈基因Yr5、Yr10、Yr15和Yr26,暂将该基因定名为YrICA56。利用川麦28/ICA56的F₂群体及抗感亲本筛选到5对SSR引物WMC503、Xgwm261、Xgwm296、WMC112和Xgwm210与YrICA56连锁,遗传距离分别为16.6、10.4、7.0、4.5和14.1cM。根据Mapmaker3.0确定标记、YrICA56和着丝点在染色体上的顺序为:-WMC503-Xgwm261-Xgwm296-YrICA56-WMC112-Xgwm210-着丝点-。根据作图结果,将YrICA56定位在2DS。目前定位在2DS上的抗条锈病基因有Yr16和YrKat。Yr16为成株期抗性,YrKat属温敏抗性,而YrICA56在苗期和成株期对条锈病均表现免疫,由此推测YrICA56是一个新的抗条锈病基因。     

小麦抗条锈病基因Yr24的SSR标记

 抗性鉴定表明,含有抗小麦条锈病基因Yr24的近等基因系Yr24/3*Avocet S对我国流行的条锈菌小种CY30、CY31和CY32均具有良好的抗性。遗传学分析证明,Yr24/3*Avocet S的抗条锈病性状为显性遗传。利用Yr24/3*Avocet S×感病品种铭贤169的F₂群体进行SSR分析,筛选到2个位于目的基因两侧的标记Xgwm273和Xgwm11,遗传距离分别为6.1和7.1 cM。双侧分子标记的建立可为标记辅助选择育种提供更有力的分子选择工具。     

普通小麦-华山新麦草易位系H9015-17抗条锈病基因的标记定位

 采用我国当前流行的小麦条锈菌小种和重要致病类型, 在常温条件下对普通小麦-华山新麦草易位系H9015-17进行苗期抗条锈性鉴定, 并用当前主要流行小种CYR32对H9015-17与铭贤169的杂交后代及其双亲进行抗条锈性遗传分析, 以揭示H9015-17抗条锈性遗传基础。结果显示, H9015-17对小麦条锈菌小种CYR31、CYR32、CYR33和致病类型Su11-4、Su11-7、V26、Su11-11均有良好的抗病性, 对当前主要流行小种CYR32的抗病性由1对显性基因控制, 暂命名为YrHua1。 采用分子标记定位技术,筛选到5个与抗病基因YrHua1连锁的RGAP标记(M1、M2、M3、M4和M5)和1个SSR标记(Xgwm292),这些标记与抗病基因YrHua1的遗传距离分别为17.3、15.7、13.1、3.3、2.9和11.2,并将基因YrHua1定位在小麦染色体5DL上。研究结果将为分子标记辅助选择改良小麦抗条锈性提供宝贵的种质材料,建议在抗病育种加以利用。     

三个小麦-簇毛麦易位系抗条锈性遗传及基因间关系分析

采用8个我国当前流行的条锈菌生理小种(菌系)对三个易位系进行抗锈性评价,并用CYR30、CYR31、Su-4和单孢菌系CYR32-6对三个易位系与感病品种铭贤169配制的F1、BC,1F1和F2代株系以及三个易位系之间双列杂交的F2株系进行遗传分析和等位性分析.结果表明:三个易位系是优秀的小麦抗条锈病资源;V9128-1对CYR30、CYR32-6和Su-4的抗病性由1对显性基因控制,对CYR31的抗病性由1显1隐2对基因独立控制,V9128-3对四个菌系的抗病性均由1对显性基因控制,V3对CYR32-6和Su-4的抗病性均由2对显性基因互补作用控制,对CYR31的抗病性由1显1隐2对基因独立控制或由1对显性基因控制;V9128-1与V9128-3对CYR31、CYR32-6和Su-4有相同或紧密连锁的抗病基因,且对CYR30、CYR32-6和Su-4的抗病基因与V3都不同.但与V3含有相同或紧密连锁的抗CYR31基因.     

Inheritance and molecular mapping of barley genes conferring resistance to wheat stripe rust

ABSTRACT Most barley cultivars are resistant to stripe rust of wheat that is caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici. The barley cv. Steptoe is susceptible to all identified races of P. striiformis f. sp. hordei (PSH), the barley stripe rust pathogen, but is resistant to most P. striiformis f. sp. tritici races. To determine inheritance of the Steptoe resistance to P. striiformis f. sp. tritici, a cross was made between Steptoe and Russell, a barley cultivar susceptible to some P. striiformis f. sp. tritici races and all tested P. striiformis f. sp. hordei races. Seedlings of parents and F(1), BC(1), F(2), and F(3) progeny from the barley cross were tested with P. striiformis f. sp. tritici races PST-41 and PST-45 under controlled greenhouse conditions. Genetic analyses of infection type data showed that Steptoe had one dominant gene and one recessive gene (provisionally designated as RpstS1 and rpstS2, respectively) for resistance to races PST-41 and PST-45. Genomic DNA was extracted from the parents and 150 F(2) plants that were tested for rust reaction and grown for seed of F(3) lines. The infection type data and polymorphic markers identified using the resistance gene analog polymorphism (RGAP) technique were analyzed with the Mapmaker computer program to map the resistance genes. The dominant resistance gene in Steptoe for resistance to P. striiformis f. sp. tritici races was mapped on barley chromosome 4H using a linked microsatellite marker, HVM68. A linkage group for the dominant gene was constructed with 12 RGAP markers and the microsatellite marker. The results show that resistance in barley to the wheat stripe rust pathogen is qualitatively inherited. These genes might provide useful resistance against wheat stripe rust when introgressed into wheat from barley.     

小麦品种贵农22 抗条锈基因的遗传分析及分子标记

 贵农22 是由簇毛麦、硬粒小麦以及普通小麦杂交选育而成的普通小麦品种,其对我国目前所有已知条锈菌生理小种均表现高度抗病。为了明确其抗条锈性遗传基础,并对抗条锈基因进行分子作图,本研究选用条锈菌重要小种CYR29、CYR30、CYR32、CYR33 和Su11鄄11,对贵农22 与条锈病感病品种辉县红或铭贤169 杂交F2 代、BC1 F1 代、BC1 F2 代进行抗锈性遗传分析,并对贵农22 控制Su11鄄11 抗病性的1 对隐性基因进行SSR 标记。结果表明,贵农22 至少含有3 对抗条锈病基因。利用272 株贵农22 / 铭贤169 BC1 F2 群体筛选到2 个与贵农22 控制Su11鄄11 抗性的隐性基因连锁的SSR 标记Xwmc44 和Xcfa2147,遗传距离分别为5. 1 和7. 3 cM,并将抗病基因定位于小麦1BL 上,暂命名为YrGn22。基因来源、抗病性分析以及分子检测结果表明,YrGn22 不同于1BL 上的已知小麦抗条锈病基因Yr3、Yr9、Yr21 和Yr29,可能是1 个新基因。     

Genetic analysis and molecular mapping of wheat genes conferring resistance to the wheat stripe rust and barley stripe rust pathogens

ABSTRACT Stripe rust is one of the most important diseases of wheat and barley worldwide. On wheat it is caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici and on barley by P. striiformis f. sp. hordei Most wheat genotypes are resistant to P. striiformis f. sp. hordei and most barley genotypes are resistant to P. striiformis f. sp. tritici. To determine the genetics of resistance in wheat to P. striiformis f. sp. hordei, crosses were made between wheat genotypes Lemhi (resistant to P. striiformis f. sp. hordei) and PI 478214 (susceptible to P. striiformis f. sp. hordei). The greenhouse seedling test of 150 F(2) progeny from the Lemhi x PI 478214 cross, inoculated with race PSH-14 of P. striiformis f. sp. hordei, indicated that Lemhi has a dominant resistance gene. The single dominant gene was confirmed by testing seedlings of the F(1), BC(1) to the two parents, and 150 F(3) lines from the F(2) plants with the same race. The tests of the F(1), BC(1), and F(3) progeny with race PSH-48 of P. striiformis f. sp. hordei and PST-21 of P. striiformis f. sp. tritici also showed a dominant gene for resistance to these races. Cosegregation analyses of the F(3) data from the tests with the two races of P. striiformis f. sp. hordei and one race of P. striiformis f. sp. tritici suggested that the same gene conferred the resistance to both races of P. striiformis f. sp. hordei, and this gene was different but closely linked to Yr21, a previously reported gene in Lemhi conferring resistance to race PST-21 of P. striiformis f. sp. tritici. A linkage group consisting of 11 resistance gene analog polymorphism (RGAP) markers was established for the genes. The gene was confirmed to be on chromosome 1B by amplification of a set of nullitetrasomic Chinese Spring lines with an RGAP marker linked in repulsion with the resistance allele. The genetic information obtained from this study is useful in understanding interactions between inappropriate hosts and pathogens. The gene identified in Lemhi for resistance to P. striiformis f. sp. hordei should provide resistance to barley stripe rust when introgressed into barley cultivars.     

2010年西藏小麦条锈菌生理小种群体结构与分析

西藏地区是中国相对独立的小麦种植区,小麦条锈病是西藏冬小麦上最重要的病害.长期以来,对西藏小麦条锈菌生理小种群体结构缺乏全面系统的了解.为了弄清西藏小麦条锈菌生理小种群体结构,本研究从西藏地区小麦条锈病发生的关键地区采集并鉴定了小麦条锈菌标样261份.西藏地区小麦条锈菌群体结构复杂,小种类型数多,主要优势小种以CYR32和CYR33为主,水源11类群为优势类群,Hybrid46类群结构简单,未发现CYR32以外的类型;CYR32之前的小种数较多、其中CYR17、CYR20、CYR31出现频率较高;西藏小麦条锈菌群体结构与内地有着较大的相似性,同时也有其自身的独特性,表现西藏小麦条锈菌优势小种组成与四川、云南两省相似,与青海省差异较大.推测西藏地区小麦条锈菌与四川和云南省存在较密切的菌源交流,与青海省交流较少.     

小麦-滨麦易位系M8657-1抗条锈病基因遗传分析和分子标记

 M8657-1, one of the wheat translocation lines derived from Leymus mollis Trin. Hara, is possessed of effective resistance at all stages to Su-ll and other dominant races of Puccinia striiformis f. sp. tritici in China. Seedlings of the parents, F₁, and F₂ progeny derived from the cross of M8657-1 (resistant) Mingxian169 (susceptible) were inoculated with Su-ll in greenhouse to identify and map the probable new stripe rust resistance gene. The results suggested that the stripe rust resistance in M8657-1 was conferred by a pair of recessive genes. Simple sequence repeat (SSR) technique was used to detect molecular marker associated with the resistance gene:208 pairs of wheat SSR primers were used to screen the two parents, as well as resistant and susceptible bulks and then three SSR markers were selected for genotyping the F₂ population. The geue, temporarily designated as YrLml, was found to be located on the chromosome 7DL and flanked by three SSR markers GDM67, WMC150 and WMC671, with the genetic distance of 5.0, 9.7 and 11.8cM, respectively.     

小麦品系P81抗条锈性遗传分析

小麦条锈病是小麦生产中最重要的病害,培育抗病品种是防治条锈病的有效措施。小麦品系P81在苗期和成株期对当前流行的条锈菌小种条中30、31和32均表现免疫。以感病品种川麦28、Taichung29作母本,P81作父本通过杂交分别配制了F1、F2和BC1、BC2代,用人工接种方法研究P81及其杂交后代对条中32号的苗期抗性并进行了遗传分析;同时,将P81分别与含有抗条锈基因的Yr5、Yr10、Yr15、Yr26材料进行杂交配制F2,用条中32号小种对其F2进行抗感鉴定,确定抗性基因的等位性。结果表明,P81与川麦28、Taichung29杂交F1代植株对条锈菌条中32号小种表现出与P81相似的高抗,说明P81中的抗条锈基因为显性表达。根据P81与川麦28、Taichung29杂交的F2、BC1、BC2代植株的抗性分离情况及F1代植株及亲本的抗性表现,说明P81对条中32号的抗性由1对显性抗条锈病基因控制;用条中32号小种接种鉴定P81与已知抗锈基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr26构建的F2群体时均出现了感病植株,说明P81中的抗条锈病基因与Yr5、Yr10、Yr15、Yr26不相同;系谱分析表明,该基因来源于叙利亚普通小麦品系叙29。     

印度圆粒小麦抗条锈病新基因YrSph的遗传分析和SSR标记定位

 抗条锈病小麦新种质D31是以印度圆粒小麦（Triticum sphaerococcum Perc.）AS384与普通小麦品系94-3854杂交、回交选育而成的新品系。用中国小麦条锈病菌（Puccinia striiformis f.sp. stritici）流行生理小种条中32号对D31和Taichung29的杂交后代进行苗期及成株期抗条锈性遗传分析。结果表明,D31对生理小种条中32号表现为全生育期近免疫抗性反应,其抗性由1对隐性基因控制,暂命名为YrSph。利用BSA法对构建的F²遗传作图群体进行SSR标记分析。通过对400对微卫星引物的筛选和群体分析表明,抗性基因与 Xwmc149、Xwmc246、Xgwm372和Xwmc198 具有连锁关系,其中与 Xwmc246 标记连锁较近,遗传距离为8.8 cM。基因和标记之间的顺序为 Xwmc149-YrSph-Xwmc246-Xgwm372-Xwmc198 。根据作图结果,将D31所含的抗条锈病基因YrSph定位于2A短臂上。基于该基因的作图位置与系谱分析,认为该基因可能是1个新的抗条锈病基因。     

四川省100个小麦品种(系)抗条锈病基因的 分子检测

 为了解四川省近年小麦生产品种和后备品种对条锈菌致病类型G22-83和流行小种CYR32、CYR33的抗性水平,明确已知的主要抗条锈基因在该地区小麦品种中分布状况,利用小麦条锈菌G22-83、CYR32和CYR33对四川省100个小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定;采用已知基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18 和Yr26的分子标记,对供试小麦材料进行抗性基因检测。结果表明,100个供试材料中,对CYR32 表现抗病的58份,占58%;对CYR33 表现抗病的63份,占63%;对G22表现抗病的43份,占43%;对CYR32、CYR33和G22均表现抗病性的品种(系)28个,占28%。供试小麦品种(系)中携带Yr9、Yr10、Yr15 和Yr26基因的材料分别有24份(24%)、9份(9%)、5份(5%)和26份(26%),所有供试品种(系)中未检测到Yr5和Yr18基因。