鲜食甜玉米南方锈病抗性QTL定位分析

为挖掘新的抗南方锈病基因资源,本研究以甜玉米组合M5×M114的216个F2单株为遗传作图群体,应用BSA方法从500对SSR引物中筛选出2对在F2代抗病和感病DNA池间具有多态性的引物,分别位于4和9号染色体上;在4和9号染色体上重新设计100对SSR引物,构建了包含33个标记位点总长为241.2cM的连锁遗传图,各个标记间的平均距离为7.53cM。结合F2单株对南方锈病的抗性表现,用复合区间作图法在4和9号染色体上共检测到7个显著的南方锈病抗性QTLs,其中:4个QTLs位于4号染色体上,可解释12.1%、7.8%、18.2%和14.9%表型变异;3个位于9号染色体上,分别解释17.0%、13.3%与19.2%的表型变异。研究结果可为抗南方锈病的精细定位、主效基因克隆和抗南方锈病鲜食甜玉米品种选育提供理论依据。     

玉米种质资源抗南方玉米锈病鉴定初报

2008年秋季和2009年秋季分别对1218份玉米种质资源进行了人工接种南方玉米锈病抗病性鉴定。在春玉米典型的病株叶上采集锈病的病原菌(夏孢子),经自然干燥后在6℃低温条件下保存备用。在秋季,当被鉴定的玉米材料8～9叶时,将备用的病原菌配成孢子悬浮液进行田间喷雾接种,在玉米乳熟期采用国内通用的病害分级及抗性评价标准进行鉴定评价。结果表明:玉米种质材料间的抗感性存在明显差异。在1218份鉴定材料中,高抗(HR)的材料占鉴定总数的1.97%、抗病(R)的材料占3.20%、中抗(MR)的材料占12.81%、感病(S)的材料占21.35%、高感(HS)的材料占60.67%。     

安徽省玉米南方锈病的抗性鉴定

通过安徽天堂寨地区玉米品种对玉米南方锈病的抗性情况分析,即对安徽玉米60个品种进行田间自然诱发鉴定,根据发病后的平均严重度评判其对玉米锈病的抗性类别。结果表明,高抗品种占6.7%,抗性品种占40%,中抗品种占25%,感病品种占6.7%,高感品种占21.6%。     

玉米南方锈病和普通锈病分子检测技术研究

为建立快速鉴定玉米南方锈病菌和玉米普通锈病菌的分子检测方法,有助于玉米锈病的早期预警和有效防控,利用真菌ITS通用引物分别对采自海南、河南、吉林的玉米锈病菌样品进行了rDNA-ITS区克隆和测序分析(GenBank登录号为:HM452902,HQ154021~HQ154038),并根据其变异区段序列分别设计了病原菌检测特异性引物。结果表明:设计的检测引物具有较高的种特异性和检测灵敏度,在普通PCR体系中可检测到南方锈病菌和普通锈病菌的锈病菌DNA的最低浓度分别为100和1pg/μL。本研究建立的检测体系对2种玉米锈病菌的快速分子鉴定及病害早期预警都具有重要应用价值。     

抗南方锈病玉米自交系的筛选及评价

对13份新育成自交系和4份骨干自交系进行了玉米南方锈病田间接种鉴定,结果鉴定出高抗材料8份,为培育抗南方锈病玉米杂交种和进行遗传研究奠定了材料基础。     

玉米种质资源抗南方锈病鉴定与评价

【目的】完善玉米种质资源对玉米南方锈病的抗性信息,为可持续性抗病育种和玉米生产提供参考依据。【方法】以齐319和黄早四为高抗（HR）和高感（Hs）对照,采用人工辅助接种法对379份玉米种质资源进行抗南方锈病鉴定。【结果】352份国际小麦玉米改良中心（CIMMYT）的玉米白交系中,表现HR（高抗）、R（抗）、MR（中抗）、s（感）、HS（高感）的份数依次为139、104、38、40和31份,所占比率分别为39．49％、29．55％、10．80％、11．36％和8．80％;12份温带玉米自交系中,两份表现为HR或R,10份表现为s或HS;154k）玉米杂交种中,10份表现为R或MR,5份表现为s或HS。【结论】目前广西主推的普通玉米品种大部分对玉米南方锈病有较好的抗性;CIMMYT的玉米白交系中存在丰富的抗锈病资源。     

豫北玉米南方锈病化学防治实例

玉米南方锈病近几年逐年加重,特别是2021年,由于气候条件和发病条件高度吻合,造成玉米锈病的大流行,导致玉米产量和品质严重降低。但由于种种原因,防治面积却很小,如何进行防治和何时防治成为首要问题,通过对农户采用化学防治取得的防效和方法调查,发现玉米南方锈病不但可防可治而且防治效果明显。双时期用药能达到良好的防治和增产结果,分别为7月25日～30日顶叶伸出至展开期（即顶叶抽出时期）、8月17日～22日的病害发生初期。     

鲜食玉米抗南方锈病种质资源鉴定筛选

【目的】研究不同鲜食玉米种质资源对南方锈病的抗性表现,为抗病品种选育提供材料及理论依据。【方法】结合田间自然感病与人工接种感病目测鉴定调查,开展自交系对南方锈病的抗性分析。【结果】不同鲜食玉米自交系对南方锈病的抗性存在显著差异,在710份材料田间自然感病鉴定中,1.11%表现高抗水平,8.34%表现为抗病水平;中抗和感病水平的材料最多,占77.75%,其余材料表现为高感水平。结合人工接种鉴定,筛选得到5份高抗南方锈病的自交系,包括3份糯玉米材料、1份甜玉米材料和1份甜加糯玉米材料。对抗病自交系09N1-1-1初步遗传分析显示,其后代F_2和BC_1F_1群体抗感分离结果符合3∶1(χ~2值2.473,P=0.116)和1∶1(χ~2值0.084,P=0.772)分离比例,表明自交系09N1-1-1对南方锈病的抗性可能由显性单基因控制。【结论】研究表明,现有鲜食玉米存在高抗南方锈病的资源,筛选利用抗病种质对当前品种选育具有潜在的应用价值。     

河北省玉米南方型锈病初侵染来源研究

病原菌鉴定、低空孢子捕捉、夏孢子存活时间、冬孢子诱导等一系列试验表明，河北省玉米南方型锈病是由外来菌源传播引起的。     

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。     

小麦品种川麦107对条锈病成株抗性的QTL定位

【目的】发掘川麦107中的条锈病成株抗性基因及与其紧密连锁的分子标记,为小麦持久抗性育种提供基因和分子标记辅助选择工具。【方法】在墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)Toluca试验站、中国成都和雅安3个环境下,对川麦107/Avocet-YrA组合的F5代重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体进行了小麦条锈病成株抗性鉴定,在此基础上利用SSR标记和复合区间作图法对成株抗性基因进行定位。【结果】在1B染色体长臂远端的Xcwem32和Xgwm818位点之间(连锁距离3.9cM)检测到1个主效QTL,暂定名为QYr.saas-1BL。该主效QTL在3个试验环境下分别解释19.3%、16.9%和27.4%的表型变异。【结论】QYr.saas-1BL是川麦107中对条锈病有持久抗性的成株抗性QTL。     

甜玉米果皮厚度遗传分析及 QTL 定位

【目的】对甜玉米果皮厚度性状进行主基因 + 多基因遗传分析及 QTL 定位,研究甜玉米果皮厚度 的遗传机理,选育优质甜玉米品种。【方法】选用果皮厚度差异显著的甜玉米自交系 T15 与 T77 配制杂交组合 T77×T15。以该组合的 F2 群体作为试验材料,采用主基因 + 多基因混合遗传方法进行遗传模型分析;结合 F2 群 体各单株的果皮厚度及 SSR 遗传连锁图谱,利用复合区间作图法对甜玉米果皮厚度进行 QTL 定位。【结果】甜 玉米果皮厚度的最适模型为 A-1,即受 1 对主基因控制的加性和部分显性的遗传模型,主基因遗传率 69.10%。 在第 5、8 染色体上分别检测出 3 个与果皮厚度相关的 QTL,其中第 5 染色体 bin5.04 区域检测到 2 个 QTL, 分别位于标记区间 bnlg150~bnlg653 和 bnlg653~bnlg1208,加性效应值分别为 -2.39 和 -3.01;位于第 8 染色体 的 QTL 在 bin8.03~bin8.04 区域,标记区间为 umc1741~bnlg2046,加性效应值为 -3.06,表型贡献率为 22.02%。 【结论】甜玉米果皮厚度以主基因效应为主,在育种实践中可在早期世代进行遗传改良选择。试验检测到的 QTL 可用于分子标记辅助选择和品质育种。     

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。     

中国小麦品种兰天9号慢叶锈性QTL分析

【目的】由小麦叶锈菌（Puccinia triticina）引起的小麦叶锈病是影响小麦稳产、高产的一种重要真菌病害。目前防治小麦叶锈病最经济、安全、有效的方法是种植抗病品种。中国小麦品种兰天9号苗期对大多数叶锈菌小种表现感病,成株期对小麦叶锈菌则表现为明显的慢锈性。研究旨在分析中国小麦品种兰天9号的成株抗叶锈性,发掘其中含有的QTL,并利用分子标记进行定位,为小麦分子育种提供理论基础。【方法】利用抗病亲本兰天9号和感病亲本辉县红杂交获得到197个家系的F_2:3群体,2011-2014年连续3年在河北保定种植,并利用3个叶锈菌生理小种混合菌种（THTT、THTS、THTQ）进行田间接菌,小麦成株期调查最终发病严重度,获得表型数据。利用1 232对SSR标记对兰天9号、辉县红以及F_2:3群体进行基因检测,获得基因型数据。结合表型数据和基因型数据,利用Map Manager QTXb20创建连锁图、QTL Icimapping 3.2软件进行抗叶锈病QTL分析。【结果】检测到5个QTL,其中位于2B染色体上的QTL暂命名为QLr.hbau-2BS,在连续两年的数据结果中都被检测到,解释的遗传变异分别为6.0%和9.1%;标记区间分别为Xbarc55-Xgwm148和Xgwm429-Xwmc154;LOD值分别为2.6和3.46;加性效应分别为-6.1和-8.7;显性效应分别为3.03和3.4。1B染色体上1个QTL暂命名为QLr.hbau-1BL.2,连续两年被检测到,解释的遗传变异分别为7.7%和10.7%;标记区间为Xwmc766-Xbarc269;LOD值分别为2.5和3.1;加性效应分别为-1.0和-1.1;显性效应分别为-13.0和-14.9。其他3个QTL只在一个年份被检测到,1B染色体上暂命名为QLr.hbau-1BL.1、4B上暂命名为QLr.hbau-4BS、3A上暂命名为QLr.hbau-3A,均在2011-2012年度检测到,解释的遗传变异分别为11.7%、8.5%、5.6%;标记区间分别为Xbarc80-Xwmc728、Xgwm495-Xwmc652和Xgwm161-Xbarc86;LOD值分别为5.1、4.0和2.8;加性效应分别为6.5、-5.5和-3.1;显性效应分别为-6.5、6.2和6.6。QLr.hbau-1BL.1来源于感病亲本辉县红,其余4个QTL来源于兰天9号。【结论】结合田间表型数据和基因型数据,检测到位于1B、2B、3A、4B染色体上5个控制成株抗叶锈的QTL。     

源于中间偃麦草的抗条锈基因YrCH223的遗传分析及SSR定位

CH223是一个衍生于中间偃麦草的多抗性小偃麦种质系,通过感病的小麦品种与八倍体小偃麦TAI7047杂交、回交选育而成。抗性鉴定表明,CH223对我国当前小麦条锈病的流行小种CYR32,CYR33均有良好抗性。利用CH223与感病品种(系)的F2,F2∶3和BC1抗性分离群体进行抗性遗传分析,发现其条锈病抗性来自中间偃麦草,且由1对显性基因控制,暂时命名为YrCH223。用CYR32对来自台长29×CH223的221个F2植株进行接种鉴定,并构建抗、感DNA池。共筛选738对SSR引物,发现5对共显性SSR标记与抗病基因连锁,位置顺序为:Xgwm540-Xbarc1096-YrCH223-Xwmc47-Xwmc310-Xgpw7272,遗传距离分别为21.9,8.0,7.2,12.5,11.3 cM。进一步利用中国春缺体-四体和双端体材料扩增鉴定,将YrCH223定位于小麦4B染色体的长臂上(4BL)。经F2∶3群体验证,5个标记与YrCH223连锁。迄今为止,在4BL上未发现有公开报道的抗小麦条锈病基因。因此,基于抗病基因所在的染色体位置与来源,推断YrCH223是一个新的抗条锈病基因。     

中梁12小麦抗条锈病基因遗传分析与SSR分子定位

中梁12具有抗逆性强、适应性广、抗条锈性强等许多优良的生物学特性。为明确其抗条锈性及遗传规律,利用当前流行的中国条锈菌小种CYR30对抗病品种中梁12与感病品种铭贤169及其杂交后代代F1、F2、F3和BC1代进行苗期抗条锈性遗传分析,并对其抗条锈基因进行SSR分子标记。结果表明,中梁12对CYR30小种具有良好的抗性,由1对显性基因控制,暂命名为YrZh12。该基因与位于小麦7AL染色体上的4个SSR位点Xwmc695、Xcfd20、Xbarc121和Xbarc49连锁,其中最近的侧翼位点为Xcfd20和Xbarc121,其遗传距离分别是3.1cM和4.9cM。系谱分析YrZh12基因可能来自抗引655,由于7AL染色体上没有其他抗条锈病基因,YrZh12可能是一个抗条锈病的新基因。     

两个中国小麦品种中抗叶锈基因的遗传分析和基因定位

【目的】确定来自四川的两个小麦品种绵阳351-15和SW8588所携带的抗叶锈基因,为选育持久抗锈品种提供理论依据。【方法】在苗期用15个叶锈菌生理小种接种小麦品种绵阳351-15、SW8588和30个含有已知抗叶锈基因的近等基因系,推导2个材料中所含有的抗叶锈病基因,同时以小麦抗叶锈品种绵阳351-15和SW8588分别同感病品种郑州5389杂交获得F1和F2代群体,用叶锈菌小种FHTT接种各亲本及其杂交后代,进行抗叶锈遗传分析,并利用SSR和STS标记进行抗叶锈病基因的分子定位。【结果】经苗期基因推导发现SW8588中含有未知基因不同于已知抗叶锈病基因Lr1,绵阳351-15中可能含有已知抗叶锈病基因Lr1。用叶锈菌小种FHTT接种各F1和F2代群体,2个F2代群体抗感单株分离比例均符合3﹕1的理论分离比例,表明2个亲本对小种FHTT的抗病性均由1个显性基因控制。经过分子标记分析,在小麦材料绵阳351-15中发现该抗叶锈基因与位于5DL的SSR标记barc144和wmc765连锁,其遗传距离分别为8.9和20.8 cM,并同Lr1的STS标记WR003共分离,确定在小麦材料绵阳351-15中对小种FHTT的抗病性由抗叶锈基因Lr1提供;经分子标记检测SW8588中含有1对显性的抗叶锈病基因,暂命名为LrSW85,该基因位于5DL染色体上与Lr1的STS标记WR003共分离,该抗叶锈基因可能是Lr1的等位基因或紧密连锁基因。【结论】通过基因推导、遗传分析和分子标记等手段,确定小麦材料绵阳351-15中含有抗叶锈基因Lr1;小麦材料SW8588中含有抗叶锈基因LrSW85,该基因可能为Lr1的等位基因或紧密连锁基因。