持久抗病基因Yr18在中国小麦抗条锈育种中的应用

持久抗病基因Lr34/Yr18/pm38赋予小麦对叶锈、条锈和白粉的广谱抗性。为明确该基因在我国的分布及应用状况,对495份生产小麦品种或高代系和30份小麦核心种质进行了抗病鉴定,并以该基因特异性标记cssfr3和cssfr5对Lr34/Yr18/pm38位点进行精确检测。结果显示,Lr34/Yr18/pm38基因位点在成株期对我国所有小种都表现中度抗病。分子检测结果显示,Lr34/Yr18/pm38基因位点在生产品种和高代品系中比例很低,只有2.02%;而在核心种质中的比例却很高,达到13.3%。这表明,这一基因位点曾在我国广泛应用,但在随后的育种过程中逐步丢失。     

宁夏小麦品种慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

Lr34/Yr18是重要的小麦慢叶锈/慢条锈基因,可用于小麦锈病抗性改良。为了明确Lr34/Yr18基因在宁夏小麦中的分布特点,利用STS标记csLV34对111份宁夏小麦品种中慢锈基因Lr34/Yr18的等位变异进行了分子检测,并且进行了成株期条锈病抗性鉴定。结果表明,20份材料携带Lr34/Yr18基因,占18.0%。不同来源的小麦品种中Lr34/Yr18基因分布频率不同,农家品种中分布频率最高,占90.9%;引进品种中所占比例为14.3%;育成品种中所占比例最低,仅占7.7%。含有Lr34/Yr18基因的品种对条锈病具有较好的抗性,可作为今后宁夏小麦抗锈病育种的重要抗源。     

部分小麦材料及黄淮南片区试品种 Lr34/Yr18/Pm38基因型检测

为了给我国小麦慢病性品种的选育提供材料和依据,用最新开发的STS标记Cssfr5 对部分小麦材料的 Lr34/Yr18/Pm38基因型进行了检测,结果表明,147份小麦材料中仅有8个品种携带这些抗病基因,占供试材料的5.4%。表明在我国小麦抗病育种工作中, Lr34/Yr18/Pm38慢病性基因的利用未受到足够重视,在抗病育种中具有很大的发展空间。本研究筛选的慢病性材料可用于培育具持久抗病性的小麦品种。     

小麦四个多效抗病基因的分子检测

锈病和白粉病是小麦的主要病害,目前小麦中已发现的多效抗病基因有四个,包括 Lr34/ Yr18/ Pm38/ Sr57、 Lr27/ Yr30/ Sr2、 Lr46/ Yr29/ Pm39/ Sr58和 Lr67/ Yr46/ Pm46/ Sr55,这些基因在我国的利用程度不高。为了明确这4个多效抗病基因用于育种的情况,本研究对来自世界各国的367个小麦品种(系)进行了分子标记检测。在所有检测的材料中,有174份材料至少携带1个多效抗病基因,其中携带 Lr34的有23份,携带 Sr2的有12份,携带 Lr46的有138份,携带 Lr67的仅有对照品种;有8份材料携带2个基因,分别是郑麦9023、西农1376、德抗961、Pavon76、TX03A0148、lasen、MV LAURA和Mason/Jagger;仅有Aca 801携带3个基因。     

305份国内外小麦种质条锈病与白粉病抗性鉴定与评价

为获得抗病小麦种质以促进其在育种上的应用,利用与抗条锈病基因和抗白粉病基因紧密连锁或共分离的分子标记对国内外的305份小麦种质进行检测.结果显示,携带Yr10、Yr15、Yr18、Yr26、Yr46、Pm8、Pm21 和Pm34 基因的材料分别为5、10、23、0、4、100、1、95份,占比依次为 1.63％、3.2...     

153份四川小麦主推品种和后备品系抗病基因的分子检测

为了解四川现有主栽小麦品种的抗病现状,发现并推广多抗性小麦品种,选用四川省153份小麦主要推广品种和后备品系,采用条锈菌接种诱发鉴定的方法于2018—2019和2019—2020年度进行条锈病成株期抗性鉴定与分析,同时利用已知抗病基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18、Yr26、Pm21和Fhb1的分子标记分别对其进行抗条锈病、赤霉病和白粉病基因检测。结果显示,在153份供试小麦材料的条锈病成株期抗性鉴定中,两年度均表现为抗病的材料有122份,占供试材料的79.7%。分子标记检测结果表明,可能携带抗条锈病基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26的小麦材料分别有12、25、77、12、4和90份,分别占供试材料的7.8%、16.3%、50.3%、7.8%、2.6%和58.8%;可能携带抗白粉病基因Pm21的小麦材料有40份,占供试材料的26.1%;可能携带抗赤霉病基因Fhb1的小麦材料有12份,占供试材料的7.8%;有15份抗病材料未检测到本研究所测基因。     

株高、粒重及抗病相关基因在不同国家小麦品种中的分布

利用分子标记对来自21个国家的745份小麦品种的株高（Rht-B1b和Rht-D1b）、粒重相关基因（TaCwi-A1a和Hap-6A-A）和Lr34/Yr18/Pm38基因进行检测。结果表明：（1）在745份品种中,42.1%和28.7%的材料分别携带Rht-B1b和Rht-D1b等位变异,分布频率在不同国家差异很大。一般来说,来自同一个国家的材料主要携带矮秆基因Rht-B1b或Rht-D1b之一,只有意大利和澳大利亚这两种矮秆基因的频率均较高,而高纬度地区如加拿大和俄罗斯等对株高要求不严,矮秆基因分布频率很低;（2）78.4%的材料携带TaCwi-A1a等位变异,除日本（50.0%）、德国（45.3%）和智利（48.8%）外,其他国家材料中TaCwi-A1a分布频率均很高。29.3%的材料在TaGW2-6A位点携带Hap-6A-A等位变异,主要分布在春性和弱冬性小麦品种中,而冬性和强冬性品种中Hap-6A-G分布较为广泛;（3）22.1%的材料携带Lr34/Yr18/Pm38,美国（18.5%）、乌克兰（28.6%）、俄罗斯（26.1%）、伊朗（20.0%）、土耳其（34.8%）、匈牙利（50.0%）、保加利亚（38.9%）、罗马尼亚（87.0%）、日本（80.0%）、加拿大（34.6%）和澳大利亚（44.6%）分布频率较高;（4）TaCwi-A1的分子标记CWI21和CWI22能很好区分等位变异TaCwi-A1a和TaCwi-A1b,TaGW2-6A的CAPS标记能很好区分Hap-6A-A和Hap-6A-G,准确性高、重复性好,可作为千粒重选择的有效标记。     

39份外引小麦种质的抗叶锈病基因检测及其抗性鉴定

为明确39份外引小麦种质的抗叶锈病基因组成,利用与抗病基因紧密连锁或共分离的分子标记对抗叶锈病基因进行检测,并结合田间接种鉴定对种质材料的叶锈病抗性进行评价。结果表明,抗叶锈病基因Lr1、Lr10、Lr20、Lr24、Lr26、Lr34、Lr37和Lr38在39份种质中均有分布,频率分别为30.77%、17.95%、2.56%、5.13%、12.82%、30.77%、23.08%和5.13%,其中携带Lr24和Lr38的种质抗性良好。Lr34和Lr37单独存在时,种质对叶锈病的抗性分别表现为中感和高感,两者聚合时能够提高载体种质的抗性水平,表现为中抗。此外,4份种质材料(KPL-1、OK.95571、莫斯科39和非黑土地24)对叶锈病的抗性表现突出,均达到0;级,是抗叶锈病育种的重要抗源,其中KPL-1和OK.95571分别携带3个和5个抗叶锈病基因;莫斯科39和非黑土地24仅携带Lr1,推测这两份材料含有其他未检测的抗叶锈病基因。综上,较多的抗叶锈病基因聚合有利于提高种质的叶锈病抗性。     

ICARDA小麦种质抗条锈资源筛选和抗病基因分析

为给中国小麦抗条锈病育种筛选有效抗源,对203份来自ICARDA的小麦种质,利用杨凌人工病圃和天水、江油自然诱发病圃进行成株期条锈病抗性鉴定,利用条锈菌当前流行小种条中32(CYR32)和条中34(CYR34)在温室进行苗期分小种鉴定,利用 Yr5、 Yr9、 Yr10、 Yr15、 Yr17、 Yr18、 Yr26等抗条锈病基因已开发的分子标记进行基因检测。结果表明,203份材料中107份具有稳定的成株期抗性,31份苗期表现为专化抗性。从这些具有稳定抗病性的材料中,检测到抗条锈病基因 Yr9(51份)、 Yr10(2份)、 Yr17(30份)和 Yr18(56份),未检测到 Yr5、 Yr15、 Yr26;有12份抗条锈表现良好的材料未检测到任何基因,推测其可能携带未开发分子标记的已知基因或新基因。因此,这107份具有稳定抗性的材料可用于中国小麦抗条锈病育种,其中12份可能含有未知基因的材料有待进一步的遗传研究。     

小麦品种(系)的白粉病抗性鉴定及分子标记的实用性评价

为评价抗白粉病基因分子标记在标记辅助育种中的实用性,以含已知抗白粉病基因的材料为对照,对来源于我国11个小麦主产省份的145个小麦品种(系)进行了苗期白粉病抗性鉴定,并检测了9个小麦抗白粉病基因的分子标记Xcfd81-5D(Pm2)、Pm4a/b(Pm4)、Xwg996(Pm6)、LAG95(Pm8Pm17)、CAU196(Pm12)、UTV14(Pm13)、Xgwm159-5B(Pm16)、Pm21D/E(Pm21)和Xgwm337(Pm24)在上述材料中的扩增情况。结果表明,在供试材料中,Pm8基因的分布频率达52.4%,但该基因已丧失抗性;Pm2、Pm4、Pm6、Pm12、Pm13、Pm16、Pm17、Pm21和Pm24基因抗性好,但在供试材料中的分布频率仅介于0~9.7%。抗性达高抗以上水平的品种含有的抗病基因主要为Pm2、Pm21和Pm24;有些抗病品种的遗传基础尚不清楚。根据抗性和分子鉴定的一致性差异可将供试小麦品种(系)分为4种类型:(Ⅰ)分子标记检测和表型鉴定均为阳性;(Ⅱ)表型鉴定呈阳性,但分子标记检测为阴性;(Ⅲ)分子标记检测呈阳性,但表型鉴定为阴性;(Ⅳ)分子标记检测和抗性鉴定均为阴性。分子标记可用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ型材料中目标基因的选择,而无法用于Ⅲ型材料。表型和分子标记检测符合度高的分子标记UTV14(Pm13)、Pm21D/E(Pm21)实用性好。上述结果为开展抗白粉病分子育种提供了重要的参考。     

分子标记结合表型鉴定选育兼抗赤霉病、白粉病和条锈病弱筋小麦新品种扬麦38

长江中下游麦区是中国弱筋小麦优势产业带,小麦赤霉病、白粉病和条锈病是该麦区主要病害,当前弱筋小麦主导品种综合抗性较弱,影响其生产安全。为培育多抗优质弱筋小麦品种,以高产中筋小麦品种扬麦16为轮回亲本,以兼抗白粉病、条锈病的软质小麦92R137为供体亲本,构建了BC₁群体,利用分子标记在BC₁F₂代基础农艺性状较优良的株行中筛选抗白粉病基因 Pm21、抗条锈病基因 Yr26和软质麦相关基因 Pinb-D1a均纯合的单株,并鉴定BC₁F₆代对赤霉病、白粉病和条锈病的抗性,同时检测籽粒硬度、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间等重要品质指标以及小区产量,最终育成高抗赤霉病、免疫白粉病和高抗条锈病的弱筋小麦新品种扬麦38,于2022年通过国家农作物品种审定委员会审定。     

粗山羊草苗期抗叶锈性离体鉴定及抗叶锈基因推导

为明确来自加拿大的17份粗山羊草含有的苗期抗叶锈病基因,选用15个小麦叶锈菌菌株和42个小麦叶锈病近等基因系,采用苗期离体叶片对其抗叶锈性进行鉴定和抗叶锈基因推导。结果表明,17份粗山羊草材料中,30942对15个菌株均表现免疫,30941对13个菌株表现免疫,说明这两个材料抗锈谱广,含有效的抗叶锈基因。经基因推导,这些粗山羊草材料中可能含有Lr1、LrB、Lr2b、Lr18、Lr21、Lr32、Lr33及未知抗叶锈基因。     

抗叶锈基因Lr34在46个小麦育种资源中的分布及其抗性表现

Lr34是目前应用最广泛的慢锈基因,慢锈基因的利用是实现持久抗病性的方法之一。为明确我国小麦品种含有Lr34的信息,利用csLv34标记检测了46个小麦育种资源中Lr34的分布情况,并对46个小麦育种资源进行了田间成株期抗叶锈性鉴定。分子检测表明,在46个小麦品种中有7个品种含有Lr34基因(分布率为15.2%),含有Lr34基因的品种成株期抗叶锈性较强,虽然有些品种的侵染型为3~4,但严重程度较低。     

土耳其小麦种质条锈病抗性评价和抗病基因分析

为鉴定177份土耳其小麦种质对中国当前条锈菌流行小种的抗病性水平,分析其条锈病抗性基因的存在情况,在杨凌人工诱发病圃(CYR32、CYR33、CYR34)及江油和天水自然诱发病圃对供试材料进行了成株期条锈病抗性鉴定,选用小麦条锈菌致病型PST-Lab.1、PST-Lab.2、PST-V26.1在温室进行苗期分小种抗病鉴...