小麦条锈病和白粉病成株抗性研究进展与展望

 利用成株抗性是小麦抗病育种的重要方向,本文综述了小麦条锈病和白粉病成株抗性鉴定方法、基因定位和克隆及其在育种中的应用。将报道的72个条锈病成株抗性数量性状遗传位点（quantitative trait loci,QTL）和82个白粉病成株抗性QTL整合到一张连锁图谱上,控制2种病害的基因簇（≥5个QTL）有8个,其中位于7DS的Yr18/Lr34/Pm38和1BS的Yr29/Lr46/Pm39对条锈病、叶锈病和白粉病均表现成株抗性,位于4DL的Yr46/Lr67位点可能也对白粉病表现成株抗性,Yr18/Lr34/Pm38和Yr36已被克隆,Yr29/Lr46/Pm39的克隆已取得良好进展,为培育兼抗和成株抗性相结合的品种提供了可用基因。总结了成株抗性在中国小麦育种中的应用现状,并用实例证实了培育成株抗性品种的可行性,建议对兼抗条锈病和白粉病成株抗性的咸农4号和小偃6号等进行遗传分析,育种工作者和品种审定部门需要转变观念,将成株抗性利用作为国内条锈病和白粉病抗性育种的重要内容。     

CIMMYT小麦PBW343和Muu中条锈和叶锈成株抗性QTL分析

为发掘CIMMYT小麦品种PBW343和Muu中条锈和叶锈成株抗性基因,以PBW343与Muu杂交的146个F6代重组自交系为材料,种植于田间调查鉴定,并利用31个SSR标记、16个EST标记和502个DArT(Di-versity Arrays Technology)标记构建连锁图,采用复合区间作图法进行小麦条锈病和叶锈病的成株抗性QTL分析,发现了2个控制小麦抗条锈病和1个控制小麦抗叶锈病的QTL,分别位于2AL、2BL和5BL上,解释8.89%,10.81%和12.82%的表型变异,3个QTL均来自小麦品种Muu。这2个小麦抗条锈QTL和1个抗叶锈QTL的发掘,将为小麦抗病育种提供理论和技术支持。     

国际上已知小麦抗叶锈病基因在中国的可利用性研究

 1997～ 1999年间利用我国 2 94个小麦叶锈菌株和主要流行小种 ,对目前国际上发现和命名的 4 3个抗叶锈病基因 (Lr基因 )进行了苗期抗病性、成株抗病性及抗性稳定性等系统研究。结果表明 ,Lr9、Lr19、Lr2 4、Lr2 5、Lr2 8、Lr2 9、Lr38和Lr4 2等 8个基因表现为全生育期抗病 ,这些基因除Lr2 9对温度反应敏感 (高温感病 )外 ,其余基因的抗病性表现均不受温度变化的影响 ,侵染型表现稳定或较稳定 ,具有很高的开发应用价值 ;Lr12、Lr13和Lr2 3虽然苗期表现无效 ,但成株期对我国小麦叶锈菌具有很好的抗性 (免疫至高抗 ) ,属于典型的成株抗病基因 ;Lr34、Lr35两个基因苗期感病、成株期侵染型表现为中感 ,但终期病害比率 (病害平均严重度 )小于 10 % ,具有明显的慢叶锈病特征 ,值得进一步研究利用 ;Lr3ka、Lr16、Lr17、Lr18、Lr39、Lr4 0、Lr4 1、Lr4 3等基因虽然终期病害比率较高(40 %以上 ) ,但侵染型表现为中抗或中间型 ,其中 ,Lr39、Lr4 0、Lr4 1在苗期属有效抗病基因 (无毒基因频率在 85 %以上 ) ,亦具有一定的开发利用价值。其余抗叶锈病基因无论在苗期还是在成株期对我国小麦叶锈菌均表现无效 ,在小麦抗锈育种中的可利用价值不高。选用BBB、DHS、PGT和PHT等 4个叶锈菌致病类型并设置 5 / 10℃、15 / 2 0     

以关联分析发掘小麦抗除草剂基因位点及其优异等位类型

利用分布于小麦全基因组的369对SSR分子标记,分析98份育种亲本材料的基因型,并采用TASSLE软件的GLM和MLM模型鉴定除草剂抗性紧密关联的标记位点、发掘关联标记的优异等位类型。以2,4-滴丁酯处理条件下的芽鲜重抑制率(T1)、甲基二磺隆处理下的芽鲜重抑制率(T2)和根鲜重抑制率(T3)等3个指标为目标性状,共关联到37个显著标记位点(P0.05),分布于小麦染色体1AL、1BL、1DL、2AS、2BS、3AL、3BL、3BS、4AL、4BL、5AL、5DL、5DS、6BL、6DL、6DS、7AL、7BL、7BS、7DS和7DL上。其中3BS和4BL上的分子标记Xgwm285和Xgwm165同时在3个指标中均关联到,属于稳定的抗性位点;另有4个标记位点(Xcfd32、Xwmc617、Xmag1263和Xmag2137)同时在2个指标(T2和T3)关联到。优异等位类型分析表明,3个指标均重复检测到的Xgwm285-251bp、Xgwm165-166bp可显著提高小麦幼苗对2,4-滴丁酯、甲基二磺隆的抗性,典型载体品种分别为Niavt14和兰考298;Xcfd32-160bp/158bp、Xwmc617-157bp、Xmag1263-135bp和Xmag2137-189bp等位类型可显著提高小麦芽、根对甲基二磺隆的抗性,载体品种分别为兰考298、周麦16、济南17等;Xcfd76-208bp、Xcfd76-185bp和Xcfd49-131/143bp具有显著提高芽对2,4-滴丁酯的抗性,典型载体品种分别为农大876、新麦18及周麦16。     

小麦成株期抗叶锈病基因研究进展

小麦叶锈病是重要的小麦叶部病害,系由小麦叶锈菌引起的真菌性病害,在世界范围内广泛发生,严重威胁小麦生产。培育抗病品种是防治小麦叶锈病最为有效、经济和环境友好的策略。培育具有持久抗病性的小麦品种是育种家的理想,成株期抗病基因则是培育持久抗病品种的基础。与全生育期抗叶锈病基因相比,成株期抗叶锈病基因研究和应用相对较少,目前仅正式命名了15个成株期抗叶锈病基因。本文对这些小麦成株期抗叶锈病基因的研究进展和分子标记开发现状进行综述,为抗叶锈病育种提供参考。     

CIMMYT小麦品种Saar的叶锈成株抗性QTL分析

 【目的】小麦品种Saar由CIMMYT育成,在欧洲、亚洲和南美洲对小麦叶锈、条锈和白粉病均表现出很高的成株抗性,发掘其成株抗叶锈QTL对于选育持久抗锈品种有重要作用。【方法】以Avocet与Saar杂交的109个F6代重组自交系为材料,利用142个SSR标记和209 DArT（Diversity Arrays Technology）标记构建连锁图,对Saar和Avocet的成株抗性进行QTL分析。试验材料于2006－2007年度种植在河北保定和河南新乡两个试验点,调查各个家系对叶锈病的成株抗性。【结果】由351个位点组成的遗传连锁图,覆盖小麦21个连锁群,全长3 083 cM。采用复合区间作图法进行叶锈成株抗性的QTL分析,在1BL、2DS、5BL、6AL和7DS染色体上发现了5个抗叶锈病QTL,分别解释4.5%～6.4%、12.2%～12.5%、4.9%～11.2%、4.9%～7.8%和14.0%～67.6%的表型变异。【结论】叶锈成株抗性基因及其紧密连锁分子标记的发掘,将为小麦抗叶锈病育种的分子标记辅助选择（MAS）提供理论和技术支持。     

小麦材料CH1532抗白粉病基因的染色体定位

持续挖掘并利用新的抗病基因是防治白粉病危害的一项长期任务。小麦材料CH1532苗期与成株期均对白粉病表现出良好抗性,为明确其抗白粉病基因在染色体上的位置,利用苗期接种鉴定的方法对台长29/CH1532的F_1、BC_1、F_2及F_(2∶3)家系进行了抗病遗传分析,并利用i Select 90K SNP芯片对由其F_2构建的抗、感病池进行了扫描。结果表明,CH1532的白粉病抗性受1对显性核基因控制,暂命名为PmCH1532;多态性SNP主要位于第2同源群染色体,且富集于2DL染色体末端。因此,推断PmCH1532是1个位于2DL染色体端部的抗白粉病新基因。     

CIMMYT小麦Pavon 76和PBW 343叶锈成株抗性QTL分析

CIMMYT(墨西哥国际玉米小麦改良中心)小麦多数携带成株慢锈基因,Pavon 76和PBW343在田间对我国叶锈菌种表现为抗病,其可能携带有多个成株慢锈QTL位点。为了检测和定位Pavon 76和PBW 343中的成株慢锈QTL位点,以Pavon 76和PBW 343杂交、多次自交获得的包含有178个家系的重组自交系(RIL)群体为材料,将其种植在河北农业大学试验田和CIMMYT的Obregon小麦试验田,分别接种不同的小麦叶锈菌混合小种进行田间抗叶锈鉴定,获得群体的表现型数据,同时利用480个在亲本间有多态性的DArT(多样性序列芯片技术)标记检测178个家系,获得群体的基因型数据。结合表现型数据和基因型数据,利用Map Manager QTXb20和QTL IciMapping软件,进行复合区间作图法分析,在2个环境共检测到4个QTL位点。其中位于1BL染色体上来源于亲本Pavon 76的QTL位点解释5.5%的表型变异,另外3个QTL位点都来源于亲本PBW 343,其中的2个QTL位点位于1AL和2DL染色体上且只在墨西哥试验点检测到,分别解释7.0%和4.3%的表型变异,另外1个QTL位点只在保定试验点检测到,位于3AL染色体上,解释5.7%的表型变异。位于1A和3A染色体上的QTL可能为新的成株抗叶锈QTL,其丰富了现有的小麦成株慢锈基因库,与其紧密连锁的分子标记可以用于标记辅助育种、培育持久抗病品种。     

中国小麦农家品种抗条锈病的鉴定与评价

小麦条锈病是由条锈病菌(Puccinia striiformis f.sp tritici)侵染引起的气传性叶部真菌病害,是影响中国小麦生产安全的最重要病害之一,增加抗病基因多元化并积极推广利用抗病品种是控制小麦条锈病最为经济有效的方法.中国小麦农家品种具有丰富的遗传多样性,其中可能蕴含着丰富的抗条锈基因.对收集于小麦条锈病主要流行区的684份农家品种采用田间成株期、温室内苗期抗性鉴定以及潜育期变温处理等方法进行抗条锈性鉴定.结果表明:在684份农家品种中获得只包含主效抗病基因且对当前主要流行小种反应型为中抗至免疫159份材料,其中117份为成株抗性材料,42份为全生育期抗性材料,所获得的抗性品种占所鉴定品种的23.8%.     

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。