127份甘肃农家小麦品种兼抗条锈病与白粉病鉴定与评价

小麦条锈病、白粉病是发生于甘肃陇南乃至全国小麦生产上的最主要病害之一,种植抗病品种是防治病害最经济有效且绿色环保的措施。兼抗种质资源材料的匮乏是制约甘肃陇南小麦条锈病和白粉病品种选育和病害有效防控的主要因素。农家品种是小麦抗病种质资源重要的基因库,开展兼抗病害材料鉴定是准确评价供试材料抗病性的基础性工作。2021年和2022年,在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室和甘谷试验站,对127份小麦农家品种进行了苗期、成株期抗条锈病和白粉病性鉴定,结果发现:供试材料中苗期对条锈菌和白粉菌混合菌表现抗病的分别有36份和24份,占28.35%和18.90%;兼抗材料15份,占11.81%。成株期在接种及自然诱发条锈菌和白粉菌条件下,表现抗病的分别有39份和72份,占30.71%和56.69%;兼抗材料有27份,占21.26%。全生育期兼抗材料有11份,占8.66%。抗白粉病基因分子检测结果发现,含有抗病基因Pm2、Pm4a、Pm8、Pm21的分别占30.71%、86.61%、25.20%、3.15%;含有2个及以上基因组合品种有60个,占47.24%。结合前期抗条锈病研究结果,将会为筛选出的优异材料利用和持续解决甘肃陇南兼抗品种匮乏难题提供材料支撑。

我国小麦农家品种‘小红芒’成株抗条锈性遗传分析

小麦农家品种是宝贵的种质资源,具有丰富的等位基因变异。我国农家品种‘小红芒’具有成株抗条锈性的特点,可抗我国当前主要流行小种。采用常规杂交分析方法,通过‘小红芒’与感病品种‘Taichung29’杂交、自交和回交,获得F1、F2和BC1代。在田间成株期接种条锈菌CYR32,对其双亲及杂交后代进行了抗病性鉴定和统计分析。结果表明,‘小红芒’对CYR32的成株抗条锈性是由1对隐性抗条锈性基因控制。建议在今后抗病育种中加以有效利用。

中国小麦农家品种抗条锈病的鉴定与评价

小麦条锈病是由条锈病菌(Puccinia striiformis f·sp tritici)侵染引起的气传性叶部真菌病害,是影响中国小麦生产安全的最重要病害之一,增加抗病基因多元化并积极推广利用抗病品种是控制小麦条锈病最为经济有效的方法。中国小麦农家品种具有丰富的遗传多样性,其中可能蕴含着丰富的抗条锈基因。对收集于小麦条锈病主要流行区的684份农家品种采用田间成株期、温室内苗期抗性鉴定以及潜育期变温处理等方法进行抗条锈性鉴定。结果表明:在684份农家品种中获得只包含主效抗病基因且对当前主要流行小种反应型为中抗至免疫159份材料,其中117份为成株抗性材料,42份为全生育期抗性材料,所获得的抗性品种占所鉴定品种的23.8%。

4个小麦农家品种对条锈菌成株抗性遗传分析

小麦条锈病是影响中国小麦生产安全的最重要病害之一,由于小麦条锈菌新小种不断产生并流行,使生产中已推广应用的品种变为感病品种而被淘汰,给小麦抗病育种工作造成很大的压力。中国小麦农家品种具有丰富的遗传多样性,包括成株抗条锈病基因。成株抗性作为持久抗性重要组成部分,加强对成株抗性的利用,对培育持久抗性或非小种特异抗性品种至关重要。成株抗性遗传分析能为成株抗病基因的分子标记筛选及其转育利用奠定基础。通过对4个成株抗性农家品种与感病品种Taichung29杂交,构建F2遗传群体,并用小种CRY32在田间进行接种鉴定,分析其抗病基因的组成及遗传特点。结果表明:3个农家品种换香头(3)、白麦(1-3)和白麦(2-1)成株抗性均为单个隐性遗传基因控制,另1个品种红茧儿麦成株抗性由1对显性基因和2对隐性基因互补作用控制。在所分析的4个成株抗性品种中,其抗条锈性多数受隐性遗传基因控制。隐性遗传方式可能对小麦抗条锈病性持久化具有重要意义,也是维持其抗性较稳定的一种重要机制。

152份黄淮海麦区小麦农家品种抗条锈性评价及重要条锈病抗性基因的分子检测

【目的】黄淮海麦区是中国最重要的小麦生产基地和条锈病流行区,从该麦区小麦农家品种中鉴定一批对当前小麦生产上流行的条锈病生理小种具有稳定抗性的优良种质,并了解其携带当前抗病育种利用的重要条锈病抗性基因分布,为进一步在条锈病抗性育种中有效利用和发掘其抗性基因提供材料基础。【方法】应用当前中国小麦生产上毒性强、流行频率高的条锈菌生理小种条中32(CYR32)和条中34(CYR34)对152份来源于黄淮海麦区小麦农家品种进行苗期抗性鉴定,并于2016年和2018年分别在四川崇州和绵阳利用由条锈菌CYR32、CYR33、CYR34、水源11-4、水源11-5组成的混合小种进行人工接种和成株期抗性鉴定;同时利用Yr9、Yr10、Yr18、Yr24/26、Yr30、Yr36、Yr39、Yr41、Yr48、Yr65、Yr67、Yr80和Yr81共13个小麦育种和生产上应用的重要已知条锈病抗性基因的标记进行分子检测,推测其可能携带的抗性基因。【结果】9份农家品种对CYR32具有苗期抗性,9份对CYR34具有苗期抗性;其中,2份种质在苗期对CYR32和CYR34均表现抗性。35份农家品种表现为稳定的成株期抗性,占23.03%。结合苗期和成株期抗性表型分析,7份种质表现出全生育期抗性,占4.61%。利用已知条锈病抗性基因单基因系为阳性对照进行分子检测发现,131份种质携带Yr18,2份携带Yr41,13份携带Yr48,57份携带Yr81;共有66份种质同时携带2个抗性基因组合类型(Yr18+Yr41、Yr18+Yr48、Yr18+Yr81和Yr48+Yr81);所有供试材料均未检测到Yr9、Yr10、Yr24/26、Yr30、Yr36、Yr39、Yr65、Yr67和Yr80;5份抗性种质未检测到上述Yr基因,可能携带未检测的其他已知条锈病抗性基因或未鉴定的新基因。【结论】黄淮海麦区小麦农家品种对当前流行的条锈病生理小种多表现为成株期抗性,该麦区主要携带来源于中国农家品种抗性基因Yr18和Yr81;获得的苗期或成株期稳定抗性农家品种可能携带对当前小麦生产中流行小种具有抗性的其他已知或未知基因及其组合,是在小麦条锈病持久抗性育种中可进一步利用的重要抗源。

15个小麦农家品种抗叶锈基因分析

本研究旨在明确小麦农家品种中可能含有的抗叶锈病基因,为抗源的选择和利用提供理论依据。以15个小麦农家品种、感病对照品种郑州5389和36个含有已知抗叶锈病基因的载体品种为材料,苗期接种19个具有鉴别力的叶锈菌生理小种进行基因推导,同时利用12个与抗叶锈病基因紧密连锁的分子标记进行分析。为明确其成株期抗性,分别于2016-2017年和2017-2018年在河北保定对小麦农家品种、感病对照品种郑州5389与慢锈品种SAAR进行田间接种,调查并记录田间严重度及普遍率。基因推导和分子标记检测结果显示,在15个小麦农家品种中共检测到7个抗叶锈病基因,其中部分品种还有多个抗性基因,如红狗豆含有Lr1和Lr46;黄花麦含有Lr13和Lr34;大白麦含有Lr14b和Lr26;洋麦含有Lr37和Lr46;成都光头含有Lr34和Lr46;墨脱麦和西山扁穗含有Lr26和Lr46。部分品种含有1个成株期慢叶锈病抗性基因,如同家坝小麦、武都白茧儿、边巴春麦-6、白花麦含有Lr34;红抢麦、白扁穗和白火麦含有Lr46。这些携带有效抗叶锈病基因的农家品种,可为小麦抗叶锈病育种提供抗源。

223份小麦农家品种田间抗条锈病性评价及抗病基因分子检测

为发掘更多的小麦条锈病抗性种质资源,了解小麦抗条锈病性基因在甘肃省小麦农家品种中的分布状况,选用甘肃省223份小麦农家品种,采用人工接种与自然诱发相结合的方法于2015—2017年进行了连续2个小麦生长季的成株期抗条锈病性鉴定与评价,并利用已知的6个Yr基因分子标记对其进行抗条锈病性基因类型检测。结果显示,在供试的223份小麦农家品种中,成株期表现抗病的有50份,占总数的22.42%,其中表现免疫、高抗和中抗的分别有42、3和5份,分别占总数的18.83%、1.35%和2.24%;有99份品种具有慢条锈病特性,占总数的44.39%。Yr基因分子标记检测结果表明,可能携带Yr26、Yr9、Yr5、Yr10、Yr15和Yr18的小麦农家品种分别有112、8、92、12、77和22份,分别占供试材料的50.22%、3.59%、41.26%、5.38%、34.53%和9.87%;有41份品种未检测到供测的6个抗条锈病性基因。

中国小麦农家品种红锁条和白蚂蚱的抗条锈性遗传分析

为明确小麦农家品种所含抗条锈病基因组成及其抗病性和遗传特点,通过接种中国小麦条锈菌生理小种CYR31、CYR32和CYR33,对红锁条和白蚂蚱2个农家品种进行抗病性鉴定、基因推导及系谱分析和苗期抗病性遗传分析。结果显示,红锁条和白蚂蚱苗期均高抗3个流行小种CYR31、CYR32和CYR33,成株期高抗CYR32;红锁条和白蚂蚱均含有未知抗条锈病基因;红锁条对CYR31和CYR32的抗病性由2对隐性独立或重叠遗传基因控制,对CYR33的抗病性由1对隐性基因控制;白蚂蚱对CYR31的抗病性由2对显性互补基因控制,对CYR32的抗病性由1对显性基因控制,对CYR33的抗病性由2对隐性独立或重叠基因控制。农家品种红锁条和白蚂蚱含有抗条锈病基因,可以为抗病育种提供新抗源。

小麦农家种红秃头和霸王鞭的抗白粉病基因分析及染色体定位

本研究对红秃头和霸王鞭两个小麦农家种抗白粉病基因推导显示,红秃头和霸王鞭均具有较宽的抗性谱,是良好的抗源品种,并可能携带新的抗病基因。抗白粉病遗传分析表明,红秃头对E09的抗性由1对显性基因控制,对E26和E30-2的抗性分别由1对隐性基因控制,其至少携带一显一隐2对抗白粉病基因;霸王鞭对E09的抗性由2对显性基因重叠或者独立控制,对E26的抗性由2对显性基因互补作用控制,对E30-2的抗性由1对显性基因控制,其至少携带2对显性基因。利用基因芯片结合集群分离分析法(Bulk Segregant Analysis,BSA)进行染色体定位推测出,红秃头的抗白粉病基因可能位于染色体7B和6B上,霸王鞭的抗白粉病基因可能位于染色体4A和7B上。