已知抗性基因的小麦品种(系)对白粉病的反应

本文报告对美国农业部 Beltsville 农业研究中心提供的一套已知抗白粉病基因小麦材料1985—1987年间在四川田间的表现,以及利用这套材料在室内进行川西小麦白粉菌的毒力分析的结果。含有 Pml,Pm2,Pm3b,Pm3c,Pm5,Pm6抗性基因的材料在田间表现完全感病,而 Pm3a,Pm7和 Pm8在田间表现不稳定。由 Khapli 和 Yuma 衍生出的近等基因材料 Khapli/8*Cc 和Yuma/8*Cc,虽然含有 Pm4相同抗性基因,但抗性表现不一致,前者的抗病性高于后者。供试菌株对 Pm1,Pm2,Pm3b,Pm3c,Pm5和 Pm6的毒力频率分别为74～84%,63～67%,89%,75%和71%,说明四川多数白粉菌菌株对这些抗病基因有毒性。仅仅只含有 Pm4的材料,其毒性频率很低,是目前四川小麦白粉病抗病育种中可利用的抗源。     

新疆小麦白粉病菌群体的毒性监测和分析

【目的】通过对新疆小麦白粉菌群体的毒性鉴定,研究其病菌群体的毒性结构和组成,为小麦抗白粉病品种的选育及抗病品种的应用和合理布局提供依据。【方法】对采自新疆的小麦白粉菌标样进行分离纯化,采用抖接法接种到35个已知抗病基因的小麦鉴别寄主上,调查鉴别寄主对病菌的反应型,明确小麦白粉菌不同菌株的毒性。【结果】新疆小麦白粉菌群体对抗病基因Pm1c、Pm2、Pm4a、Pm4b、Pm4c、Pm5b、Pm12、Pm13、Pm16、Pm21、Pm24、Pm25、Pm30、Pm35、Pm"XBD"、Pm2+Mld、Pm2+6、Pm4+8、Pm4b+5b和Pm5+6的毒性频率低于30%,其中对Pm12、Pm16和Pm21的毒性频率为0;对Pm3b、Pm3d和Pm34的毒性频率在30%~70%;对抗病基因Pm1a、Pm3a、Pm3c、Pm3e、Pm3f、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17、Pm19、Pm1+2+9等的毒性频率均高于70%。【结论】抗病基因Pm1c、Pm2、Pm4a、Pm4b、Pm4c、Pm5b、Pm12、Pm13、Pm16、Pm21、Pm24、Pm25、Pm30、Pm35、Pm"XBD"、Pm2+Mld、Pm2+6、Pm4+8、Pm4b+5b和Pm5+6均是当前可用的有效抗病基因,可应用在小麦育种及生产上;Pm1a、Pm3a、Pm3c、Pm3e、Pm3f、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm17、Pm19、Pm1+2+9这些基因抗小麦白粉病性能较差,已不适合在育种和生产上使用;Pm3d、Pm3b和Pm34在生产上应注意合理使用。     

分子标记辅助选育兼抗白粉病、条锈病、黄矮病小麦新种质

 选育和推广多抗、兼抗型小麦品种是今后小麦育种发展方向之一。本研究通过复合杂交、回交，将抗白粉病基因聚合体Pm4 +Pm13 +PmV、抗条锈病基因YrX（源自YW243）、抗黄矮病基因Bdv2向优异农艺亲本转育。利用抗病性鉴定和分子标记辅助选择，选育出聚合了3～5个抗病基因的兼抗白粉、条锈和黄矮病的冬性小麦新种质和春性小麦新种质，其中聚合Pm4 +Pm13 +PmV +YrX +Bdv2等5个抗病基因的冬性材料1株，聚合Pm4 +Pm13 +YrX +Bdv2d 的冬性、春性（BC2F3）材料分别为2株、3株，聚合Pm4 +PmV +YrX +Bdv2等4个抗病基因的冬性、春性（BC2F3）材料分别为6株和18株，聚合Pm13 +YrX +Bdv2、PmV +YrX +Bdv2等3个抗病基因的春性材料分别为7株和46株。本研究可为小麦多抗、兼抗育种提供遗传组成明确的丰富抗源和快捷的选择方法。     

山东省小麦白粉病菌群体毒性鉴定和分析

为明确山东省小麦白粉病菌群体的毒性结构组成,利用31份已知抗白粉病基因的小麦品种(系)对采自山东省德州、烟台、济南、济宁、聊城、临沂6市共62个小麦白粉病菌株毒性结构进行鉴定,并构建山东省小麦白粉病菌系毒性聚类图。结果表明,山东省小麦白粉病菌群体对抗病基因Pm1a、Pm3b、Pm3c、Pm3d、Pm3e、Pm3f、Pm5a、Pm6、Pm7、Pm8、Pm13、Pm17、Pm19、Pm2+Ta、Pm"Era"和Pm"XBD"的毒性频率均高于70%,对抗病基因Pm21、Pm4b+5b及Pm5+6的毒性频率低于30%,仅对Pm21抗病基因无毒性;德州市、烟台市、济宁市、济南市、聊城市和临沂市白粉病菌群体分别对12、15、22、23、25、28个抗病基因的毒性频率高于70%;对小麦白粉病菌株毒性聚类分析发现,62个小麦白粉病菌株毒性相似系数在0.67～1.00之间,说明6地市的小麦白粉病菌群体间毒性存在一定差异,德州市和烟台市的大部分菌株毒性结构相似度高,其余地市菌株毒性结构相似度高。     

分子标记选择小麦抗白粉病基因Pm4b、Pm13和Pm21聚合体

 培育多个抗病基因聚合的小麦品种是提高其抗病广谱性和持久性的有效途径之一。利用小麦抗白粉病基因Pm4、Pm13、Pm2 1的特异PCR标记 ,对含有Pm4b、Pm13、Pm2 1的小麦品系复合杂交F2 代 4 0个植株进行检测 ,从中选择到Pm4b +Pm13+Pm2 13个基因聚合的抗病植株 11个 ,检测、选择到Pm4b +Pm13、Pm4b +Pm2 1、Pm13+Pm2 12个基因聚合的抗病植株 19个 ,为持久、广谱抗病小麦育种奠定了基础。研究还表明 ,3个独立的显性抗病基因在F2 代分离群体中的分离比例基本符合孟德尔独立分配定律 ,在小麦背景下的遗传稳定性 ,与该基因供体和普通小麦的亲缘关系密切相关 ,亲缘关系越远 ,丢失的概率越大。因此 ,在育种过程中对外源基因鉴定和跟踪非常必要     

东北春麦区小麦白粉病菌种群动态分析

对2008～2009年东北春麦区小麦白粉病菌标样进行生理小种鉴定和毒性基因分析。结果表明,从124个单孢堆中共鉴定出48个生理小种,优势小种均为411号小种,其次为611号和11号小种。小麦白粉菌毒性基因v1、v3c、v5、v6、v7、v8、v17和v1+2+9毒力频率较高(71%),而v4b、v13、v21、v22、v23和v2+6毒力频率较低(16%),说明目前东北春麦区含有Pm4b、Pm13、Pm21、Pm22、Pm23、Pm2+6等抗病基因的品种在育种中有较高的利用价值。     

抗白粉病小麦育种对策

通过对白粉病抗病基因抗性的分析 ,认为目前应加快Pm2、Pm4a、Pm6基因在生产上的应用 ;为培育新一轮抗病品种 ,育种上应利用Pm12、Pm13、Pm16、Pm19、Pm2 0和Pm2 1等抗病基因 ,同时加强慢病性抗原和地方品种抗性的研究和利用 ;在此基础上培育多系品种和聚合累加抗病基因 ,培育持久抗病品种。     

兼抗白粉病、黄矮病多基因聚合小麦新种质的分子标记检测

利用与抗白粉病基因Pm4、Pm13、Pm21共分离的特异PCR标记、抗黄矮病基因Bdv2的特异SCAR标记SC-W37,对Pm4+Pm13+Pm21及Bdv2四个抗性基因转育的小麦BC2F2代植株进行检测,初步筛选到Pm4+Pm21+Bdv2、Pm13+Pm21+Bdv2 3个抗性基因聚合的兼抗白粉、黄矮病的植株各1个,Pm13+Bdv2、Pm21+Bdv2 2个抗性基因聚合的兼抗白粉、黄矮病的植株各1、6个,但没筛选到4个抗性基因聚合的植株.本研究说明了分子标记可以实现对几个抗病基因的精确、随时的同时鉴定,快速选育出具有多个抗病基因的累加体,为培育持久、广谱抗性品种提供材料和方法.     

西南地区小麦品种(系)抗白粉病基因位点组合多样性调查

了解白粉病抗性基因分布状况和基因组合多样性是提高西南地区小麦抗病育种效率的关键。本研究调查了140份小麦材料的田间抗病性,并利用18个与小麦抗白粉病基因紧密连锁的分子标记对它们进行了抗病基因扫描。结果表明,140份小麦材料在4个环境中白粉病鉴定都表现为抗病的品种比例为35%。18个抗白粉病基因的分子标记扫描结果显示,在这些小麦材料中出现频率最高的抗白粉病基因是Pm30(79.9%)。相关性分析表明有7个白粉病抗病基因与小麦白粉病抗病性显著关联,其中Pm21在4个环境中都与白粉病抗性之间存在极其显著的正相关。对抗白粉病基因的组合分析显示,基因组合包含了2到11个基因位点,其中3、4和5个基因组合的出现比例较高,分别为17.3%、15.1%和26.6%。本项研究工作的结果能够使贵州小麦优良的抗病品种(系)更好地在全省和全国的抗病育种中发挥作用,提高抗病基因标记辅助育种的效率。     

俄罗斯春小麦抗白粉病基因检测及其组成分析

为了解俄罗斯春小麦抗白粉病基因的组成及分布规律,利用已开发的Pm2、Pm3b、Pm4、Pm8、Pm13和Pm21标记对外引俄罗斯251份春小麦品种进行了检测和分析。结果表明,在251份小麦品种中,分布5种抗白粉病基因,其中Pm2和Pm3分布频率较高,均为90.44%;Pm13为57.77%,抗病基因Pm4分布频率为10.36%,Pm8基因的分布频率为5.58%,抗病基因Pm21在引入的俄罗斯春小麦中没有分布,有6份材料没有检测出含有上述基因标记。俄罗斯251份春小麦品种中小麦抗白粉病基因组合共有15种类型,其中116份小麦品种以Pm2/Pm3/Pm13类型所占比例为46.22%;其他14种类型所占比例依次为,Pm2/Pm3类型比例为23.90%;Pm2/Pm3/Pm4类型比例为4.78%;Pm2/Pm3/Pm4/Pm13类型比例为4.38%;Pm2类型比例为3.58%;Pm3和Pm2/Pm13类型比例均为2.79%;Pm3/Pm13和Pm2/Pm3/Pm8类型比例均为2.39%;Pm2/Pm3/Pm4/Pm8和Pm2/Pm3/Pm8/Pm13类型比例均为1.20%;Pm13类型比例为0...     

中国小麦重要生产品种及国外材料在云南的抗白粉病表现

为了解中国小麦生产上主要抗白粉基因、重要生产品种及国外小麦材料对白粉病的田间抗性状况,采用自然鉴定法,在2012-2013年对Pm2、Pm4a、Pm4b、Pm2+6、Pm8及Pm21等6个抗白粉基因、46个中国小麦重要生产品种及66份国外小麦材料在云南临沧、德宏、大理、玉溪、昆明和昭通等6个代表性地点进行成株期抗性监测。结果表明,该6个抗白粉病基因抗性已逐渐丧失,压缩含Pm8及Pm21的小麦品种面积已迫在眉睫,Pm2、Pm4a、Pm4b和Pm2+6,也应合理利用。中国小麦生产品种整体抗白粉病水平低,46个品种中,没有1个在云南2年6点均表现抗性,6个品种仅在1个点表现感病,18个品种在2个点表现感病,22个品种在3个点以上表现感病。66个国外小麦材料中,只有Hybrid 46和Heines Kolben在云南2年6个点均表现抗病,是较稳定的抗白粉病材料。7个材料只在1个点表现感病,29个材料在2点表现感病,28个材料在3个点以上表现感病。说明当前中国白粉病抗源及抗病品种十分缺乏,寻找新的白粉病抗源及培育新的抗白粉病品种,十分紧迫,生产上当务之急是加强监测及应急防控,以确保小麦安全生产。     

小麦品种的抗白粉病基因推导

利用20个白粉菌株对26个含有已知抗白粉基因的材料和10个对小麦白粉菌具有良好抗性的小麦品种进行接种,分析了小麦的抗白粉基因.结果表明,保丰104含抗性基因Pm2+6,Sunwon85、WF08-182含抗性基因Pm5+Pm8,京冬8号和西峰20含抗性基因Pm2+Pm8,南大2419和川育55871含有Pm24+Pm8,兰天18含有与Era相同的抗性基因,兰天17和绵阳28含有未知的抗性较强的基因.     

宁春4号与河东乌麦杂交F2代抗病性及分子标记鉴定

为给宁夏小麦抗病育种提供优异资源,以宁春4号、河东乌麦及其杂交F₂代331个单株为材料,进行了群体抗病性与分子标记鉴定。结果表明:宁春4号中感白粉病、条锈病和叶锈病,河东乌麦中抗至高抗白粉病、中抗条锈病和叶锈病。在F₂代分别鉴定出68、54、52个单株抗白粉病、条锈病、叶锈病,比例依次为20.54%、16.32%、15.71%,其中,50个单株同时抗白粉病和条锈病,44个抗白粉病和叶锈病,32个抗条锈病和叶锈病,29个抗白粉病、条锈病和叶锈病。在F₂代群体中检测到239个单株携带Pm16基因,22.59%携带该基因的单株表现田间抗白粉病;202个携带Yr2基因,16.83%携带该基因的单株抗条锈病;246个携带Lr24,17.07%携带该基因的单株抗条锈病;148个单株同时携带基因Pm16和Yr2,185个单株同时携带基因Pm16和Lr24,155个单株同时携带基因Yr2和Lr24,119个单株同时携带基因Pm16、Yr2和Lr24。新开发的6个SSR标记共检测到10个抗病性数量性状基因座(QTL),涉及2A、5A、3B、5D等4条染色体,加性效应为-0.15~0.08,对表型贡献率为2%~4%,连锁系数(LOD值)最大为10.40,其中,5A、3B和5D染色体存在抗病的QTL富集区。     

3种小麦抗白粉病基因聚合体的STS和SCAR标记

针对宁夏灌区小麦白粉病逐年加重的趋势,笔者将分别含有Pm4b、Pm13、Pm21的小麦材料与宁夏推广品种进行聚合杂交,采用早代抗病鉴定,淘汰感病株,F3代50个抗病株利用Pm4b的STS标记,Pm13和Pm21的SCAR标记进行检测.通过对反应体系的优化,从中筛选到聚合Pm4b、Pm13和Pm21三个基因的抗病株3株,聚合Pm4b和Pm13基因的抗病株2株,聚合Pm4b和Pm21基因抗病株3株,聚合Pm13和Pm21基因抗病株2株.为培育持久、广谱抗病小麦品种奠定了基础.     

小麦白粉病抗性基因在河北省的有效性研究

本研究利用91个河北省的小麦白粉菌菌株对13个已知抗白粉基因的品系接种,测定各基因的毒力频率。结果表明,Pm2,Pm4a和Pm4b的毒力频率低于18%,是高抗基因;Pm1,Pm3c,Pm5和Pm8的毒力频率高于78%,不宜单独应用;Pm3a,Pm3b,Pm6和MA介于以上两种类型之间,有一定的利用价值。基因间的互作是复杂的,并不只是简单的累加。Pm3a,Pm3b,Pm3c和Pm6对不同地区的白粉菌群体的毒力频率不同,在利用抗性基因及其布局时应考虑各地区小麦白粉菌毒性的特殊性。     

CIMMYT 273个小麦品种抗病基因Lr34/Yr18/Pm38的分子标记检测

【目的】明确CIMMYT观察圃273个小麦品种(系)在慢病基因Lr34/Yr18/Pm38位点的等位变异类型及其对条锈病、叶锈病和白粉病的抗性,进一步验证抗病基因功能标记的有效性。【方法】利用Lr34/Yr18/Pm38紧密连锁的STS标记csLV34和基于该基因第11外显子(exon11)等位变异开发的5对功能标记cssfr1-cssfr5检测新引进的273个CIMMYT小麦品种(系),同时在成都和北京分别对其进行田间条锈病和白粉病的抗性鉴定,并结合CIMMYT的田间条锈病和叶锈病抗性鉴定结果进行分析。【结果】STS标记csLV34与5对功能标记cssfr1-cssfr5检测结果的一致性为96.7%;在273份CIMMYT材料中有43份材料含有Lr34/Yr18/Pm38,在不同地点对条锈病、叶锈病和白粉病具有不同程度的抗病性。【结论】功能标记cssfr1-cssfr5可准确鉴定Lr34/Yr18/Pm38位点exon11中的等位变异,cssfr3、cssfr4、cssfr5可用于含有Lr34/Yr18/Pm38材料杂交后代的分子标记辅助选择。     

小麦高蛋白含量基因与部分优质基因的聚合研究分析

利用分子标记辅助选择与传统育种相结合的方法,将来自美国的小麦高蛋白基因GPC-B1与抗白粉病基因Pm21,优质亚基1Dx5、1Dy10等优良基因聚合到同一植株。首先将携带高蛋白含量基因GPC-B1小麦分别与抗白粉病基因Pm21、优质亚基1Dx5、1Dy10小麦杂交得到F2,利用分子标记辅助选择对亲本及杂交后代进行筛选,结合小麦抗病性鉴定、小麦籽粒蛋白质含量测定等方法对结果做进一步鉴定。结果发现,F2群体中100个株系中有6株聚合了GPC-B1、Pm21、1Dx5、1Dy104种基因,11株聚合高蛋白基因GPC-B1和抗白粉病基因Pm21,8株聚合了GPC-B1和5+10亚基。     

小麦高蛋白含量基因与部分优质基因的聚合研究

利用分子标记辅助选择与传统育种相结合的方法,将来自美国的小麦高蛋白基因GPC-B1与抗白粉病基因Pm21,优质亚基1Dx5、1Dy10等优良基因聚合到同一植株。首先将携带高蛋白含量基因GPC-B1小麦分别与抗白粉病基因Pm21、优质亚基1Dx5、1Dy10小麦杂交得到F2,利用分子标记辅助选择对亲本及杂交后代进行筛选,结合小麦抗病性鉴定、小麦籽粒蛋白质含量测定等方法对结果做进一步鉴定。结果发现,F2群体中100个株系中有6株聚合了GPC-B1、Pm21、1Dx5、1Dy10 4种基因,11株聚合高蛋白基因GPC-B1和抗白粉病基因Pm21,8株聚合了GPCB1和5+10亚基。本研究为培育具有高蛋白含量及多个优质基因的小麦优良品系提供了育种材料和理论依据。     

小麦抗白粉病基因Pm13的标记辅助选择

选用滚动式加代回交转育抗白粉病育种圃中含有 Pm13抗白粉病基因的18个杂交组合,结合温室抗病性鉴定,利用与 Pm13基因紧密连锁的 SCAR 标记对 Pm13抗白粉病基因进行了分子鉴定。试验结果表明,Pm13基因在不同的遗传背景下对北京地区优势白粉病菌15号小种表现抵抗。对18个组合处于不同遗传世代的68个抗感单株的分子标记鉴定结果与抗病性鉴定结果具有高度的一致性,抗病植株中均可以扩增出575bp 的 DNA 片段,而感病植株没有扩增产物。利用这一 SCAR 标记对 Pm13基因进行检测具有快速、准确、可靠的优点,可应用于小麦抗白粉病育种中的标记辅助选择和抗白粉病基因的积累。     

用活动苗圃法测定小麦白粉菌群体的变异

1991年在重庆市6个县、区,用活动苗圃法测定田间小麦白粉菌群体的变异。结果表明,含有Pm2,4b、MlkPm4b、MliPm6抗性基因组合的小麦品种Sappo、Turbo、Bert和含Ba单基因的品系81—7241都高抗白粉病。而含Pm4a、Pm4b、Pm6、Mlk抗性基因的Khapli/Cc8、Armada、Timgalen、Herold品种以及含Pm2x、KG基因的白免3号、肯贵阿和含有Pm2,6基因组合的CI12632品种,虽然在大部分地区中也高度抗病,但在个别地点或县却表现感病。对这类抗源品种,应特别留意其病菌毒性变异。活动苗圃能及时侦察到病原群体中某些稀有的、具潜在危险的毒性小种,可作为一种补充监测方法。