普通小麦抗条锈新种质—体克2号的抗性遗传分析

对普通小麦抗条锈新种质-体克2号进行了遗传学分析和RAPD标记研究。结果表明,体克2号对条中32号生理小种的的抗性是由1对显性基因控制的。RAPD分析筛选出重复性强、在抗病亲本和抗性基因池稳定出现的特异DNA片段2个,即引物S369的扩增片段和引物S1397的扩增片段,其长度分别约为770bp和1400bp。利用Mapmaker3．0对引物S369扩增出来的特异片段与目的基因的遗传连锁性进行分析,该多态性差异与目的基因的连锁距离为10．4cM。     

不同基因型小麦冻害无人机遥感高通量表型

为了实现田间条件下小麦抗冻性状相关的数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL)分析,该研究针对4个试验地491份小麦核心种质资源的抗冻性状,基于无人机多光谱遥感提出了一种高通量表型方法。首先通过光谱植被指数对小麦抗冻性状进行评估,基于机器学习分类算法使用16个光谱植被指数特征构建了小麦冻害评价模型,并完成了光谱特征相关性分析及对评价模型的贡献率分析。对比随机森林（random forests,RF）、分布式梯度增强（extreme gradient boosting,XGBoost）、梯度提升决策树（gradient boosting decision tree,GBDT）及支持向量机（support vector machine,SVM）算法建立的小麦冻害等级评价模型,结果表明,使用XGBoost建立的评价模型准确率最高,达67.94%;16个光谱特征相关性及其对评价模型的贡献率分析表明,简化冠层叶绿素含量指数（simplified canopy chlorophyii content index, SCCCI）对小麦抗冻表型鉴定的贡献率最大。其次,使用SCCCI作为小麦抗冻表型,结合通过全基因组关联分析检测小麦抗冻相关QTL,检测到3个已被证明与抗冻性状相关的QTL,证明了基于无人机获取的光谱特征可以作为小麦抗冻表型定性定量分析指标,可提供小麦抗冻性状遗传解析必需的表型信息。小麦冻害的无人机遥感高通量表型方法的提出促进了小麦抗冻基因功能解锁。     

花粉管通道法介导小麦抗病相关基因的转化和抗锈性鉴定

为了筛选小麦的新抗病基因,进而培育抗病种质材料,以小麦品种小偃22、小偃6和西农1376为受体,利用花粉管通道法将防御素基因alfAFP、脂质转运蛋白基因LTP和抗菌肽基因spCEMA转入栽培品种中,并对转基因植株进行了目的基因和bar基因的PCR鉴定,获得了转化alfAFP基因和LTP基因的转基因后代,总体转化率为0.135％.对转基因后代进行的条锈病抗性鉴定,发现alfAFP基因对小麦抗病性提高有一定的作用.     

小麦抗条锈病已知基因对中国当前流行小种的有效性分析

 小麦条锈病是危害我国小麦生产最为严重的病害之一,评价已知抗条锈病基因相对于当前主要流行小种的抗病性对开展预见性抗病育种工作具有重要的指导意义。本研究利用当前流行频率最高的2个小种(CYR32、CYR33)和1个对Yr26基因有毒性的新菌系V26/CM42对已知抗条锈病(Yr)基因的小麦材料分别进行苗期小种抗病性鉴定和成株期病圃抗病性调查,以评估各已知Yr基因在中国抗病育种中的有效性。结果表明,只有3个Yr基因(Yr5、Yr15和Yr61)对当前流行小种和贵22新菌系表现为全生育期抗病性;3个Yr基因(Yr32、YrTr1和YrTye)具有成株期抗病性;此外,Mega、Ibis、Hyak、Maris Huntsman、Hobbit、CarstensV、Express、Lee和Compair等9个含多个Yr基因组合的抗源品种表现出良好的成株期抗条锈性。     

小麦品系P9897成株期抗条锈性遗传分析

小麦品系P9897对条锈病具有良好的成株期抗性。为给该品系的合理利用提供参考依据,在温室中对P9897和铭贤169进行苗期及成株期抗病性鉴定,在陕西杨凌(人工接种病原菌)和甘肃天水(自然诱发病原菌)2个地区对P9897和铭贤169及以P9897作为父本与铭贤169杂交获得的F1、F2和F3代进行成株期抗病性鉴定,最终对其成株期抗条锈性进行遗传分析。结果显示,P9897成株期表现高度抗病性[反应型(Infection type,IT)=2],在两个试验地的严重度(Disease severity,DS)平均值为5.0%~17.5%;所有F1代表现为抗病(IT=2),F2代抗病(IT:0~6)和感病(IT:7~9)植株数符合13∶3的分离比(χ2=0.793.84),F3代抗病(IT:0~3)、抗感分离(IT:4~6)和感病(IT:7~9)植株数符合7∶8∶1的分离比(杨凌χ2=0.185.99;天水χ2=0.665.99);F3代172株成株期小麦的反应型和严重度都是连续分布的。表明P9897的成株期抗条锈性是一种数量性状,由一显一隐2对基因独立控制或起重叠作用控制。     

小麦茎基腐病和赤霉病抗源筛选及关联SNP位点分析

小麦茎基腐病（crown rot,CR）和赤霉病（Fusarium head blight,FHB）是由镰孢菌引起的两种主要的小麦病害。为筛选对CR和FHB的优异抗源、发掘抗病基因,从1 000多个来自世界各地的小麦种质中筛选了311个核心种质,对其进行CR苗期和成株期抗性及FHB抗性鉴定和评价,并利用全基因组关联分析（GWAS）鉴定与CR和FHB抗性相关位点。结果筛选出4个种质（Cimrmanova、济南13、GHABAGHEB、秃芒麦）具有优良的CR抗性;12个种质（陇春8号、中麦175、鲁麦5号、潍麦6号、皖麦50、Reeves、石家庄8号、西农928、山麦、SAFI-1/ZEMAMRA-1、平阳181和石家庄54）具有优良的FHB抗性;5个种质（山前麦、陇春8号、内江31、聊麦16和淮麦22）对CR和FHB均表现一定的抗性,尤其是陇春8号对CR成株抗性和FHB抗性水平均达到R级,表明该种质对两种病害兼具优良抗性。通过GWAS分析发现,在1A和6B染色体上有6个SNPS与CR-SR抗性显著相关;在1A、1B、3A、3B、6A、6B和6D染色体上有15个SNPS与CR-APR抗性显著相关;在5A、7A和7B染色体上有13个SNPS与FHB 抗性显著相关。本研究结果为小麦抗CR和FHB基因的定位和育种奠定了基础。     

普通小麦抗赤霉细胞工程育种研究Ⅱ抗镰刀菌毒素细胞变异系的生理生化特性及抗赤性鉴定

对来自小麦品系WT59的3个抗镰刀菌毒素变异细胞系的细胞膜透性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及其11个稳定再生株系(R3)的田间抗赤霉特性进行了研究,结果表明3个变异细胞系的细胞膜透性低于对照系,PAL活性高于对照系。在不同浓度毒素胁迫条件下,抗性变异系的细胞膜透性和PAL活性变化较小,表现出一定的稳定性。从3个变异系中再生出的11个稳定株系其抗赤霉特性显著高于对照系,部分材料的抗扩展特性达到或接近抗性品种苏麦三号。     

普通小麦抗条锈新种质--WT212的抗性及遗传分析

对普通小麦抗条锈新种质——WT212的抗锈性及遗传学特性进行了分析。结果表明,WT212具有多小种抗性,参试的4个条锈菌生理小种的抗性受1对显性基因控制;细胞遗传学分析表明,WT212所携带的抗源不同于以1BL/1RS易位系为基础的"洛类"抗源,而是一种来自黑麦染色体组的抗条锈新抗源。初步断定WT212为可能只涉及1对染色体的小麦—黑麦易位系。     

黄淮麦区126个小麦品种（系）抗条锈病基因的分子检测

【目的】鉴定黄淮麦区近年小麦主栽品种和后备品种对当前条锈菌流行小种的抗性水平;了解抗条锈病基因在该区小麦品种中分布状况,为小麦安全生产与品种合理布局提供依据。【方法】以中国小麦条锈菌当前流行小种条中32（CYR32）和水源致病类型14对黄淮麦区126个小麦品种（系）进行苗期抗性鉴定;分别用Yr9（1B/1R）、Yr5、Yr10、Yr15和Yr26基因有效的分子标记检测其在参试品种（系）中的分布状况。【结果】在126个供试材料中,对CY32和水源致病类型14均表现免疫或近免疫的品种（系）只有11个,占8.73%;携带Yr9基因的小麦－黑麦1B/1R 易位系的频率仍高达41.6%;分子检测表明,14份抗CY32的小麦品种（系）中,6份可能含有Yr5基因,4份可能含有Yr10基因,4份可能含有Yr15基因,3份可能含有Yr26基因;周麦17、0020-332和N19等3份材料未检测到上述Yr基因（分子标记）的存在,其对CYR32的抗性可能是受其它未知基因控制。【结论】黄淮麦区小麦品种（系）,特别是主栽品种对当前条锈菌流行小种的抗性水平较低,对新小种具有良好抗性的Yr5、Yr10、Yr15和Yr26基因在小麦品种（系）中的分布频率很低,亟待将这些抗条锈病基因转育至小麦品种中。     

转LTP基因T_0代小麦的获得及抗条锈病鉴定

以小麦生产品种小偃22、科农199和西农1376为受体品种,植物抗菌蛋白基因LTP作为目的基因,构建pAHC25-LTP表达载体,利用基因枪法转化小麦幼胚愈伤组织,获得转LTP基因T0代小麦1247株。经草铵膦(Phosphinothricin,PPT)抗性筛选及PCR分子检测,获得阳性再生植株209株,转化率1.87%。阳性再生植株接种条锈菌CYR29、CYR31和CYR32混合小种后进行抗条锈病鉴定,获得抗性植株74株,其中抗性显著提高的抗病植株11株。本研究初步证明抗菌蛋白基因LTP在小麦抗条锈病菌的侵染中有一定作用,为获得转抗菌蛋白基因的抗条锈病小麦品种奠定基础,以期获得育种中可应用的新型抗源材料。