长江中下游小麦新品系条锈病抗性评估与抗病基因分析

由小麦条锈菌(Puccinia striiformis West. f. sp.tritici Eriks.&Henn.)引起的条锈病是世界范围内小麦的重要病害。长江中下游麦区是中国小麦主产区之一和重要的小麦商品粮基地,也是中国小麦条锈病流行的重点防控地区。准确评价该地区小麦品种(系)对当前小麦条锈病流行小种的抗性,了解抗条锈基因在各个品种及所处麦区内的分布状况,对及时调整抗病育种目标、指导抗病品种及抗病基因的合理布局与应用具有重要意义。本研究收集了2019-2021年间苏、皖、鄂等长江中下游麦区103份小麦材料,包括34份当地主栽品种和69份参加新品种区域审定试验的高代品系,于2021年分别在陕西杨凌混合小种(CYR32、V26-lab)人工病圃及四川江油自然诱发病圃进行成株期抗条锈性鉴定;以当前流行条锈菌小种条中32(CYR32)和G22致病类群(V26-lab)对参鉴品系进行苗期分小种鉴定,利用16个已知抗条锈基因的19个SNP标记进行分子检测,其中包括11个全生育期抗病基因[Yr5a、Yr5b (YrSP)、Yr6、Yr7、Yr9、Yr15、Yr26、Yr28、Yr81、YrZH84和YrAS1676]和5个成株期抗病基因(Yr18、Yr30、Yr78、Yr86和YrLT26),推测小麦品系可能携带的抗病基因。结果表明,34份主栽品种中,23份表现成株期抗病。在69份高代品系中,苗期对CYR32和V26-lab小种表现抗病的品系分别有11份和13份,对CYR32和V26-lab均表现免疫或者近免疫的品系仅有2份。根据品系成株期抗病DS值的聚类热图结果表明,在杨凌表现抗病的品系有44份,在江油表现抗病的品系有25份,在两地均表现环境稳定抗病的品系有17份。分子检测表明,参鉴品系中可能携带Yr5b、Yr6、Yr7、Yr9、Yr30、Yr78、Yr81、Yr86、YrZH84、YrLT26和YrAS1676,其中只有Yr6、Yr81和YrLT26显著影响抗病性,没有发现可能携带Yr5a、Yr15、Yr18、Yr26和Yr28的品系。此外,Yr78、Yr81、Yr86和YrAS1676组合表现可有效抗条锈病。长江中下游麦区小麦品系对小麦条锈菌当前流行小种的抗性整体水平较2010年前明显提高,抗病基因的使用呈多样化趋势。

用AFLP标记来自偏凸山羊草的抗条锈病新基因YrG775

目的研究小麦抗病种质贵农775对条中32条锈病菌的抗性基因的数量、来源,对于抗条锈病新基因的寻找、已知抗性基因的合理使用均有重大意义。方法对西农97148×贵农775的杂交F2后代人工接种条中32条锈病菌进行抗性鉴定,并根据抗性鉴定结果划分抗感病池用AFLP技术寻找其连锁标记。结果根据抗感病单株分离比例确定贵农775的抗病性由两对抗条锈病基因控制。从128个AFLP引物组合中筛选到与其中一个抗病基因YrG775紧密连锁的多态性标记M8P15290bp,该标记仅能在原始亲本偏凸山羊草中检测到。结论由于来源于偏凸山羊草的抗条锈病基因Yr17苗期不抗条中32条锈病菌,综合抗性鉴定和分子生物学试验结果,可以推断YrG775很可能是一个来自偏凸山羊草并与已知抗条锈病基因不同的新基因。

偏凸山羊草的抗条锈病新基因YrG775的AFLP标记

对小麦抗病种质贵农775与西农97148的F2后代人工接种CY32条锈病菌,对其进行了抗性鉴定,通过卡方检测抗感病单株分离比例,确定贵农775携带有2对重叠抗条锈病基因。从128个AFLP引物组合中,筛选到与其中1个抗病基因YrG775共分离的多态性标记M8P15(1 200 bp),该标记仅能在原始亲本偏凸山羊草中检测到。由于已知来源于偏凸山羊草的Yr17苗期不抗CY32条锈病菌,所以根据抗性鉴定和分子生物学试验结果,推断YrG775很可能是1个来自偏凸山羊草,并与已知抗条锈病基因都不同的新基因。

云南省小麦育成品种成株期抗条锈性评价及重要抗条锈基因的分子检测

【目的】明确云南省小麦主要育成品种抗条锈性及重要抗条锈基因的分布状况,为抗病育种及品种合理布局提供依据。【方法】采用田间自然鉴定法,于2019—2022年连续3年分别在云南省小麦条锈病常年重发区昆明市嵩明县和曲靖市师宗县2个试验点对73个云南小麦育成品种及拟检测的抗条锈近等基因系进行成株期抗条锈性评价;利用分子标记检测Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26等重要抗条锈基因在供试品种中的分布状况。【结果】在73个供试品种中,凤麦34田间表现高抗,占供试品种的1.4%;墨巴66、云麦34、凤麦39、云麦56、云麦68、云麦110、云麦112、滇麦7号、云麦80和云麦83等10个品种表现慢锈,占供试品种的13.7%;其余62个品种表现感病,占供试品种的84.9%。73个供试品种中均未检测到Yr5和Yr15基因,其中,42个品种(占57.5%)检测到Yr9基因,17个品种(占23.3%)检测到Yr17基因,11个品种(占15.1%)检测到Yr18基因,7个品种(占9.6%)检测到Yr26基因,5个品种(占6.8%)检测到Yr10基因。【结论】云南省小麦育成品种整体抗条锈性水平较低,对少数表现慢锈且生产上仍在利用的品种,如云麦56、云麦68、云麦110、云麦112、滇麦7号、云麦80和云麦83等,建议在生产上加大应用。云南省小麦育成品种主要携带的抗条锈基因有Yr9、Yr17、Yr18、Yr26和Yr10等,但抗性均已失效,应压缩应用或与其他有效抗病基因聚合使用,并引入当前有效的抗条锈基因Yr5和Yr15到云南小麦生产品种中。

陕甘川重要小麦品种抗条锈基因分析

根据对16个国外和4个国内已知毒性基因的小麦条锈菌反应,结合系谱分析,研究了39个陕西、甘肃、四川省重要小麦品种所具有的抗条锈基因.试验结果显示,已知抗病基因Yr1、2、3、7、9、10、SD、Su等分布在20个品种中,其中11个品种含有Yr9.3个品种对供试菌系均表现抗病反应,2个品种抵抗大多数供试菌系,表明它们具有主效的未知抗病基因或基因组合.其它14个品种仅对少数菌系具有抗性,它们可能另有未知抗病基因.

小麦品种贵农22号抗条锈基因遗传分析

贵农22号是利用簇毛麦 Haynaldiavillosa 、硬粒小麦 Triticumdurum 及普通小麦 Triticum.aestuvum 杂交而育成的普通小麦品种,其抗中国目前流行和出现的条锈菌小种,已成为目前重要的抗小麦条锈病抗源.为了明确该品种抗锈遗传规律并进行应用前景评价,用一个流行的强毒性小种条中31号和一个突变弱毒性小种CY29-mut3,分别接种贵农22与国际已知抗锈基因品种Moro及感病品种辉县红双列杂交F2、F3代各株系幼苗,对贵农22号进行了抗锈性遗传分析,以便于在抗病育种中进一步应用.研究结果表明,贵农22号有三对独立遗传的抗条锈基因,暂定名为YrGui1、YrGui2和YrGui3,它们表达稳定,不受亲本正反交影响,而并不具有Yr10.Yr10基因载体品种Moro中有二或四对基因抗中国不同的条锈菌小种,不同小种及正反交对基因的表达有影响,为父本时其对CY29-mut3小种有两对完全显性基因、一对中度抗病基因及一对隐性抗病基因,而为母本时有一对完全显性基因和一对中度抗病基因起抗病作用;对条中31号,其为父本时有一对显性基因和一对隐性基因,为母本时可能存在两对累加作用基因或两对隐性抗病基因控制抗病作用.

小麦抗条锈性遗传研究进展

小麦条锈病是小麦最重要的病害之一 ,利用品种抗病性是控制该病的主要方法。人们通过杂交法、非整倍体法及现代分子生物学技术研究了小麦抗条锈遗传规律 ,确定了小麦所含抗条锈基因 (Yr基因 )的数目及性质。目前已确定命名了 30个基因 ,其中 Yr11、Yr12、Yr13、Yr14、Yr16、Yr18、Yr19、Yr2 0、Yr2 9、Yr30为成株期抗病基因 ,其余为全生育期抗病基因 ,并发现在 Yr3、Yr4位点上存在复等位基因现象。同时国内外研究者应用 RFL P、RAPD、AFL P、WMS及新兴的 RGA分子标记手段已标记了某些 Yr基因 ,这为

国内重要抗源品种水源11、水源92及Hybrid 46抗条锈基因关系分析

小麦著名抗源品种水源11、水源92及Hybrid46在我国小麦抗病育种中发挥了重要作用,为了明确其抗锈遗传规律,研究用条中29号及其弱株突变系CY29-mut3,分别接种这3个品种的双列杂交F2、F3代各株系幼苗。结果表明,水源11、水源92与Hybrid46所含抗条锈基因不同,而同来自朝鲜的品种水源11、水源92可能含相同的或完全连锁的抗条锈基因。水源92有3对基因抗中国条锈小种,且不同小种及细胞质对基因表达都有影响,水源92为父本时分别对CY29-mut3及条中29号小种有3对显性基因起抵抗作用(其中两对基因表现为累加作用);而当水源92为母本时分别对CY29-mut3及条中29号小种有1对完全显性基因和两对隐性基因表达抗病作用。国际已知基因品种Hybrid46为母本时对CY29-mut3有两对基因起作用(可能是两对隐性基因,也可能是存在累加作用的两对显性基因),而对CY-29小种有3对独立遗传的显性基因表达抗病作用。

小麦新抗源贵农775抗条锈性特征与遗传分析

发掘并利用不同类型抗条锈病基因,构建区域间抗病基因多样性差异布局,是阻遏条锈菌大区域传播、实现小麦条锈病持续控制的重要策略。为了明确小麦新抗源贵农775抗条锈性特征和抗性遗传规律,为其合理布局应用提供依据,文章利用10个条锈菌菌系进行苗期分小种鉴定;构建贵农775与感病品种Avocet(S)杂交后代F2:3及回交BC1遗传群体,利用小麦条锈菌流行小种CYR32和最近发现的对Yr26基因有毒性的新致病类型CH42,对贵农775进行抗条锈性遗传分析。结果表明,贵农775对包括CH42致病类型在内的所有10个供试菌系均表现为免疫或近免疫的抗病性反应,而中国当前主要条锈病抗源品种92R137、川麦42(YrCH42)、贵农22(YrGN22)及Yr24等均不抗CH42;抗病遗传分析结果表明,贵农775对小麦条锈菌小种CYR32和CH42的抗性分别由一对显性核基因控制,并且为不同的小种专化抗性基因。

小麦抗条锈病基因定位及分子标记研究进展

总结了近十几年抗条锈基因的染色体定位和目前抗条锈基因分子标记研究资料及研究报告,重点介绍了抗性基因所在染色体,遗传方式,载体品种和现有分子标记,为利用抗条锈基因(Yr)的利用和研究提供参考。目前已找到分子标记的抗条锈基因有:Yr5、Yr7、Yr8、Yr10、Yr17、Yr26和Yr鄄moro,共获得标记14个,命名和新基因源的研究和利用工作有待加强。

小麦抗条锈病分子标记辅助育种研究进展

小麦条锈病是小麦生产的主要病害之一。在中国,尤其是西北麦区,小麦条锈病是小麦生产面临的最严重问题。筛选和培育抗锈基因是防治小麦条锈病最为经济、安全、有效的方法。综述了分子标记辅助育种技术在小麦抗条锈病育种上的研究概况和发展运用。

英国小麦品种的抗条锈和抗白粉性及其利用刍议

供试的24个Maris 和TJB 英国小麦系列品种分别含有抗我国小麦条锈病菌已知生理小种的Yr1,Yr2,Yr3a,Yr3b,Yr4a,Yr4b,Yr6,Yr13,Yr14和Yr16中的若干个基因。有的品种含Yr基因数仅有2个,有的多达5个。此外,还含有抗白粉病Pm_2或Pm_2Pm_6基因。这是当前我国黄淮海麦区条锈病和白粉病较为理想的抗源。

小麦品种Gaby的抗条锈基因遗传分析

小麦品种G aby是重要的条锈病抗源品种,为了明确其抗锈遗传规律,用条中29号、条中32号和水源类型菌系水11分别接种该品种的双列杂交F2、F3代各株系幼苗,对该品种进行了抗条锈性遗传分析。结果表明,G aby有3对基因抗中国小麦条锈菌小种。对条中29,其正反交均表现1对显性抗病基因起抗病作用;对水11菌系,G aby做母本时,有3对显性基因起抗病作用(其中2对表现为累加作用),做父本时其抗性由1对完全显性抗病基因和1对隐性基因控制;对条中32,G aby做母本时有2对基因起抗病作用(可能是2对隐性基因,也可能是存在累加作用的2对显性基因),做父本时可能存在1对显性基因和2对隐性抗病基因控制抗病性。

DNA分子标记在小麦抗条锈病基因研究中的应用概述

DNA分子标记直接反映生物在DNA水平上的遗传多态性,是抗病基因研究中最准确、有效的方法。文中概述了DNA分子标记技术的主要原理、方法、特点以及在小麦抗条锈病基因研究中的应用,对小麦抗条锈病基因研究中存在的问题进行了分析探讨,并对抗条锈病基因研究进行展望。

100个小麦品种资源抗条锈性鉴定及重要抗条锈病基因的SSR检测

了解小麦品种资源对中国条锈菌生理小种的抗病性水平及其所含重要抗条锈病基因,可为合理种植和利用小麦品种提供理论依据。选用中国小麦条锈菌不同生理小种CYR17、CYR32、CYR33和V26及条锈菌混合小种分别对100个小麦品种资源进行苗期和成株期抗条锈性鉴定,并采用SSR分子标记技术检测重要抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr18、Yr24和Yr26。结果表明,在苗期对4个生理小种均表现抗病性的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种;在成株期表现抗病性的有‘Yeoman’、‘兰天1号’、‘小红麦’等88个品种;苗期和成株期均抗病的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种。SSR检测发现,‘贵农22’可能含有Yr5,‘兰天23号’、‘兰天24’号、‘中梁04260’和‘中梁04335’可能含有Yr10,‘Little Joss’和‘中梁5号’可能含有Yr15,‘清农3号’、‘兰天2号’、‘中梁04335’等19个品种可能含有Yr18,检测品种可能均不含Yr24和Yr26。在鉴定中保持稳定抗病性的‘Mos311’、‘兰天15号’等8个品种在抗病品种选育中有重要应用价值。

103份小麦品种（系）抗条锈性和遗传多样性评价及基因检测

【目的】了解小麦品种(系)对条锈病的抗性水平及遗传多样性,掌握条锈病抗性基因的利用情况,为培育和合理利用优良小麦抗条锈病新品种提供理论依据。【方法】选用小麦条锈病流行生理小种CYR32、CYR33和CYR34对103份小麦品种(系)进行苗期抗条锈病分小种鉴定、成株期抗CYR32鉴定,并利用SSR分子标记对其进行遗传多样性分析,进而利用已知小麦抗条锈病基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26的分子标记进行抗条锈病基因检测。【结果】苗期抗性鉴定表明,103份小麦品种(系)对生理小种CYR32表现为抗病的有20份,占供试材料的19.42%;有34份品种(系)对CYR33表现为抗病,占供试材料的33.01%;36份品种(系)对CYR34表现为抗病,占供试材料的34.95%;仅有郑6辐、宁麦3号、老兰麦、京411、京作278、扬麦158共6个品种对生理小种CYR32、CYR33和CYR34均表现抗病。成株期对CYR32抗性鉴定表明郑州021等55份材料表现为成株期抗性,占供试材料的53.40%。遗传多样性分析表明,103份小麦品种(系)的遗传相似系数变异范围为0.50-0.93,平均值为0.66。103份小麦品种(系)聚类分析可分为3大类,第Ⅰ类包含4个品种,分别为花培112-2、尤皮2号、鲁沾1号和Elkhart;第Ⅱ类包含43个品种(系),其中来自于同一地区的品种(系)或含系谱来源相同的品种(系)聚在一类,说明小麦品种之间的亲缘关系与品种来源有很大的关系;第Ⅲ大类中具有相同系谱的品种(系)都聚在一个亚类,表明同一地区小麦生产品种选育过程中多数使用了相同或亲缘关系相近的材料,导致小麦育成品种之间遗传关系相近。已知抗病基因检测到含有Yr9、Yr10、Yr18和Yr26特征带的品种(系)分别有15、8、19和1份,未检测到含有Yr5和Yr15阳性条带的品种(系)。【结论】供试小麦品种(系)苗期的抗性水平较低,郑6辐、宁麦3号、老兰麦、京411、京作278、扬麦158这6份品种可能含有未知全生育期抗病基因,适用于品种轮换种植防控小麦条锈病;成株期抗性较好,抗性基因检测Yr18使用频率较高。因此,小麦育种工作应充分利用优质已知抗性基因资源,发掘新抗性材料,培育多基因聚合的持久抗性品种。

青藏春冬麦区93份小麦地方种质条锈病抗性评价及抗病基因分子鉴定

为应对当前条锈菌强毒性小种对中国小麦生产带来的威胁,本研究通过鉴定来自青藏春冬麦区的93份小麦地方种质对中国当前条锈菌流行小种或致病类群在苗期和成株期的抗性水平,检测其可能携带的条锈病抗性基因,为培育小麦抗条锈病新品种提供抗源。利用条锈菌流行小种条中32号(CYR32)和条中34号(CYR34)对93份来源于青藏春冬麦区小麦地方品种进行温室苗期抗性鉴定,并于2015—2016、2017—2018和2018—2019年度在四川崇州和绵阳共4个田间环境下,利用由条锈菌流行小种(CYR32、CYR33、CYR34)、水源致病类型(Su11-4、Su11-5)、贵农22致病类型(G22-14)组成的混合菌进行成株期抗性鉴定。同时利用Yr5、Yr10、Yr18、Yr24 (=Yr26)、Yr48、Yr65和Yr67共7个已知抗条锈病基因紧密连锁的侧翼分子标记或功能标记进行检测。抗性鉴定结果表明, 4份(占4.30%)种质对CYR32表现苗期抗性;3份(占3.26%)对CYR34表现苗期抗性;其中1份种质(白颖无芒小麦)对CYR32和CYR34均表现苗期抗性。10份种质(占10.75%)在4个田间环境中均表现成株期抗性。分子检测结果表明,可能携带Yr18、Yr48和Yr65的种质分别有11份、40份和1份。其中, 7份可能同时携带Yr18+Yr48基因;3份未检测出供试已知Yr基因,推测其可能携带其他已知或未知条锈病抗性基因。上述研究结果表明,青藏春冬麦区小麦地方种质对中国当前条锈菌流行小种或致病类群的抗性整体水平较低,其携带抗性基因的多样性也较低;建议对表现良好抗性且可能携带未知抗性基因的地方种质进行发掘并利用其加快育种.

青海高原197份小麦品种(系)及种质资源抗条锈分子鉴定

【目的】通过鉴定青海省近年来春小麦主栽品种、后备品种及高代育种材料对我国当前条锈流行小种的抗性水平、检测其可能携带的抗病基因,为培育春小麦抗条锈病新品种、开展抗源品种的合理布局及种质利用提供参考。【方法】利用小麦条锈菌CYR29、CYR32和CYR34等流行生理小种苗期温室人工接种,对197份春小麦品种(系)及资源进行抗性鉴定;同时利用抗条锈病基因Yr5、Yr9(1BL/1RS)、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26等两侧紧密连锁的标记进行分子检测,并结合系谱推测供试材料可能携带的抗性基因。【结果】苗期对CYR29、CYR32和CYR34小种表现抗性的材料分别有174份(占88. 3%)、86份(占43. 6%)和122份(占61. 9%),对三者均表现抗性的材料有74份(占37. 5%);分子鉴定可能含Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26抗性基因的材料分别有21份(占10. 6%)、33份(占16. 7%)、3份(占1. 5%)、28份(占14. 2%)、6份(占3. 0%)和7份(占3. 5%),其中有20份材料可能同时携带2种以上条锈病抗性基因,推测其余未检测出的抗性材料可能含有其它未知抗性基因。【结论】当前青海高原春小麦品种(系)及种质资源条锈病抗性整体水平较低,抗源较为单一;对检测中抗性表现良好的材料应加强与其他抗锈基因材料的聚合,并将其应用到生产中。

242份小麦品种(系)成株期抗条锈病鉴定及分子标记检测

对贵州、四川等省242份小麦材料在田间成株期进行抗条锈病鉴定,并利用5个已知抗条锈基因(Yr5、Yr10、Yr15、Yr18、Yr26)的分子标记对其进行检测,以期明确小麦材料的条锈病抗性水平和抗病基因类型,为科学合理利用小麦优异抗病材料奠定基础。结果表明,242份小麦材料经田间鉴定,成株期表现抗病的材料有116份,其中表现为免疫、近免疫、高抗和中抗的材料分别为11份、27份、41份和37份,分别占供试材料的4.54%、11.16%、16.94%和15.29%;表现为慢锈的材料仅有1份,占0.41%;表现中感和高感的材料有125份,占51.65%。经分子检测,供试材料中59份携带Yr26基因,13份含有Yr18基因,21份含有Yr15基因,14份含有Yr10基因,52份含有Yr5基因。其中,贵农19号等39份材料同时含有2个抗性基因;贵农775、贵协3号等7份材料携带3个抗性基因;80F-1-4-2含有4个抗性基因;其余抗性材料未检测到上述Yr基因,可能含有其他未检测的抗病基因。

215份小麦材料抗条锈病基因分子检测初报

[目的]了解215个小麦品种(系)5个重要的Yr基因分布情况,为选育抗条锈病资源提供依据。[方法]利用与5个抗性Yr基因紧密连锁的分子标记对供试材料进行分子检测。[结果]发现含有Yr5、Yr9、Yr10、Yr18、Yr26的材料分别为105、41、38、54和42份,37份材料均不含以上5个Yr基因。[结论]明确了5个Yr基因在供试材料中的分布,合理布局抗性基因,避免单一抗性基因使用,减少条锈菌选择压力。