小麦慢叶锈QTL位点QLr.hebau-3DS的SSR标记开发

小麦叶锈病是小麦中分布最广的主要病害之一。挖掘抗病基因、选育抗病品种是防治小麦叶锈病最经济、安全、有效的方法。本课题组前期研究中发现农家品种‘平原50’表现出优良的慢叶锈性,利用平原50/铭贤169 DH群体,在‘平原50’中定位了位于3DS染色体上的QLr.hebau-3DS基因,该基因能在多个环境中稳定检测到,表现出优良的抗叶锈性。本试验通过成株期对平原50/铭贤169 DH群体进行抗叶锈鉴定,并利用小麦参考基因组序列开发SSR分子标记,研究结果表明平原50/铭贤169 DH群体在田间表现出连续性分布,其抗性由多个微效基因控制;开发了5对在‘平原50’和‘铭贤169’中表现多态性的SSR分子标记,其中2对分子标记SSR126和SSR208与QLr.hebau-3DS紧密连锁。本研究为下一步QLr.hebau-3DS的图位克隆和慢锈抗病品种的培育奠定了基础。

150个小麦品种(系)抗叶锈基因Lr35分子检测

小麦抗叶锈基因Lr35是成株抗性基因,在二叶期即表现连续抗性,被认为是有用的抗病资源。本研究利用以PCR为基础的STS、SCAR分子标记技术,对150个小麦品种(系)进行了分析,检测出8个小麦品种(6068,白蚰包,中麦9,早洋,碧玛1号,小偃7631,东方红3号和Madsen)含有Lr35基因。结合室内接种鉴定技术 (叶锈菌株为对Lr35无毒力的99-8-11-5),结果表明,这8个小麦品种虽在分子水平上含有Lr35基因,但在侵染类型上具有一定差异,其中东方红3号表现对菌株的亲和性。

40份CIMMYT小麦品系苗期及成株抗叶锈病基因鉴定

为了对40份来自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的小麦材料进行抗叶锈病基因鉴定,试验结合系谱分析、基因推导和分子标记检测等方法在苗期对36个已知抗病基因载体品种和供试的40份小麦材料接种17个具有毒性差异的叶锈菌生理小种,通过对比供试小麦材料与已知单基因载体品种侵染型,推导出供试小麦材料中可能携带的已知抗叶锈病基因,同时利用12个与已知抗病基因紧密连锁的标记对供试材料进行标记检测,检测结果与基因推导相互验证。进一步将40份供试品系分别种植于河北保定和河南周口试验田,接种叶锈菌混合小种进行田间成株期抗叶锈性鉴定。结果表明,7个供试小麦材料含有Lr1,携带Lr10的有9个品系,携带Lr11和Lr34的分别有10个品系,含有Lr14a、Lr15和Lr26的分别有2,4,3个小麦品系;另外,经标记检测成株抗叶锈病基因Lr37和Lr46分别存在于22,39个小麦品系中,经田间鉴定有22个小麦品系表现成株抗性。

河南省16个主栽小麦品种抗叶锈基因分析

为了明确河南省小麦品种的抗叶锈性及抗叶锈基因的分布,为小麦品种推广与合理布局、叶锈病防治及抗病育种提供依据,本研究利用2015年采自河南省的5个小麦叶锈菌流行小种混合菌株,对近几年河南省16个主栽小麦品种进行了苗期抗性鉴定,然后选用12个小麦叶锈菌生理小种对这些品种进行苗期基因推导,同时利用与24个小麦抗叶锈基因紧密连锁(或共分离)的30个分子标记对该16个品种进行了抗叶锈基因分子检测。结果显示,供试品种苗期对小麦叶锈菌混合流行小种均表现高度感病;基因推导与分子检测结果表明,供试品种可能含有Lr1、Lr16、Lr26和Lr30这4个抗叶锈基因,其中先麦8号含有Lr1和Lr26;郑麦366和郑麦9023含有Lr1;西农979和怀川916含有Lr16;中麦895、偃展4110、郑麦7698、平安8号、众麦1号、周麦16、衡观35和矮抗58含有Lr26;周麦22中含有Lr26,还可能含有Lr1和Lr30;豫麦49-198和洛麦23可能含有本研究中检测以外的其他抗叶锈基因。因此,河南省主栽小麦品种的抗叶锈基因丰富度较低,今后育种工作应注重引入其他抗叶锈性基因,提高抗叶锈性,有效控制小麦叶锈病。

小麦抗叶锈病基因Lr45的AFLP分子标记

利用AFLP技术对小麦抗叶锈基因Lr45进行了标记,从60对AFLP引物中筛选出2对在亲本及TcLr45×ThatcherF2抗感群体间揭示多态性的引物P-AGG/M-GAG和P-ACA/M-GGT。其扩增片段为261bp和105bp,2个标记与Lr45的遗传距离分别为0.6cM和1.3cM。测序比较261bp片段与大麦属VulgareHotrI基因部分序列同源性达86%,105bp片段与一粒小麦磷脂酰丝氨酸脱羧酶基因部分序列同源性高达96%。2个测序片段均包含开放阅读框(ORF)序列。

山东省12个主栽小麦品种(系)抗叶锈性分析

本研究旨在明确山东省12个小麦主栽品种(系)抗叶锈性及抗叶锈基因,为小麦品种推广与合理布局、叶锈病防治及抗病育种提供依据。利用2015年采自山东省的5个小麦叶锈菌流行小种的混合小种对这些材料进行苗期抗性鉴定,然后选用15个小麦叶锈菌生理小种对这些品种(系)进行苗期基因推导,并利用与24个小麦抗叶锈基因紧密连锁(或共分离)的30个分子标记对其进行抗叶锈基因分子检测。结果显示,山东省12个主栽小麦品种(系)苗期对该省2015年的5个小麦叶锈菌混合流行小种均表现高度感病。通过基因推导与分子检测发现,济南17含有Lr16,矮抗58和山农20含有Lr26,其余济麦系列、烟农系列、良星系列等9个品种(系)均未检测到所供试标记片段。此外,本研究还对山东省3个非主栽品种进行了检测,结果发现,中麦175含有抗叶锈基因Lr1和Lr37,含有成株抗性基因;皖麦38只检测到Lr26,济麦20未检测到所供试标记片段。综合以上结果,山东省主栽小麦品种(系)所含抗叶锈基因丰富度较低,尤其不含有对我国小麦叶锈菌流行小种有效的抗锈基因,应该引起高度重视,今后育种工作应注重引入其他抗叶锈基因,提高抗叶锈性。

小麦抗叶锈病基因Lr19的SSR标记

选取小麦感叶锈病亲本Thatcher、6个以Thatcher为遗传背景的小麦抗叶锈近等基因系及TcLr19与Thatcher杂交F2代为材料,开展了小麦抗叶锈基因Lr19的微卫星分子标记研究;从13对微卫星引物中筛选出了1对在亲本及TcLr19×ThatcherF2抗感群体间揭示多态性的引物Xgwm44,并获得了1个与小麦抗叶锈基因Lr19紧密连锁的SSR标记Xgwm44139bp,此标记位点与Lr19基因之间的遗传距离为0.9cM。该研究可为分子标记辅助育种及构建遗传图谱、物理图谱和基因克隆奠定了基础。

小麦叶锈菌生理分化及小麦抗叶锈基因分析研究进展

在病害三角关系中 ,病原物的致病性及寄主的抗病性是决定病害发生与否的内在因素。小麦叶锈病是一种世界性病害 ,人们已对小麦叶锈菌生理分化和小麦抗叶锈基因分析作了大量的研究。在本文中综述了这两方面的国内外研究进展 。

不同低反应型抗锈单基因系与小麦叶锈菌互作的组织病理学比较研究

用荧光显微技术和微分干涉技术比较研究了３种不同低反应型抗锈单基因系与小麦叶锈菌互作的组织病理学表现。近免疫单基因系Ｌｒ９呈现为早期过敏性坏死反应无菌丝同步坏死型；高抗单基因系Ｌｒ２９呈现为早期过敏性坏死反应有菌丝同步坏死型；中抗单基因系Ｌｒ２７呈现为非亲和性反应的延迟表达型。以上结果证明不同类型的低反应型组合寄主细胞坏死的起始时间和发生速度以及菌丝体扩展、吸器母细胞和吸器形成的受抑时间和受抑程度有明显差异。

小麦品种慢叶锈性的研究

小麦慢叶锈品种具有侵染率低、潜伏期长、孢子堆小、产孢量少、严重度低、病害进展曲线下面积小和病害虽流行但产量损失不显著等特点.潜伏期和扬花期平均病害严重度与产量损失的关系最密切,因此测定某一小麦品种的潜伏期(x_1)和平均病害严重度(x_2)(田间感病对照品种发病达50%或95%时),可以作为衡量该品种慢(快)叶锈性的两个指标和选种的依据.用y=94.67-3.10x_1+0.51x_2估测由叶锈造成的小区产量损失(y)有一定可靠性(R=0.96).用聚类分析法把供试品种分为慢锈、中慢、中快和快锈品种类型.苗期和成株期慢叶锈性有一定的吻合性.

182份黄淮海麦区小麦品种（系）苗期抗叶锈病基因分析

利用KHST、FHKT和FHJT②3个小麦叶锈菌混合菌株对182份小麦品种(系)进行苗期抗叶锈鉴定,对筛选出的抗性品种利用15个小麦叶锈菌生理小种进行基因推导,结合与20个抗叶锈基因连锁的25个分子标记进行抗叶锈基因分析。182份小麦品种(系)中,14个品种(泰科麦5303、驻麦305、豫圣麦118、存麦18号、轩麦6号、农丰川、丹麦118、郑麦103、郑麦119、赛德麦5号、郑麦369、许科918、豫麦668和AF116-120)表现抗性,其余品种(系)均表现高感;基因推导结果显示,驻麦305、存麦18号、农丰川、郑麦119、赛德麦5号、郑麦369、许科918含有抗叶锈基因Lr33+34;郑麦103含有抗叶锈基因Lr10和Lr33+34;AF116-120含有抗叶锈基因Lr10、Lr16、Lr20和Lr33+34;泰科麦5303、豫圣麦118、丹麦118和豫麦668可能含有其他抗叶锈基因;分子检测结果显示,农川丰、轩麦6号、郑麦103和许科918含有抗叶锈基因Lr1和Lr26;泰科麦5303、豫圣麦118、郑麦119和郑麦369含有抗叶锈基因Lr1;驻麦305、存麦18号和豫麦668含有抗叶锈基因Lr26;AF116-120含有抗叶锈基因Lr1和Lr2c;丹麦118含有抗叶锈基因Lr26和Lr37。所检测小麦品种含抗叶锈基因丰富度低,缺乏有效抗叶锈基因。182份黄淮海麦区小麦品种对小麦叶锈菌的抗病性及抗性品种中抗性基因组成的分析,可以为该地区小麦品种推广、合理布局及叶锈病防治与抗病育种提供科学依据。

小麦抗叶锈病基因Lr38的RGA分析初报

小麦抗叶锈病基因Lr38位于中间偃麦草 (Agropyron intermedium)第7组的一条染色体上,是抗性很强的基因,国内外至今尚未发现对 Lr38有毒性的菌株,是一个应用潜力很大的抗病基因。通过对目前已克隆的抗病基因结构分析,大部分抗病基因存在一些保守区域,利用保守域序列设计简并引物,PCR扩增抗病基因相似序列(Re- sistance gene analogs,RGA),来进行抗病基因克隆是一条很好的途径。本研究根据已克隆基因的蛋白激酶类保守序列设计简并引物RAF3和RAR4,对TcLr38及感病亲本Thatcher进行PCR扩增,旨在明确与小麦抗叶锈病基因Lr38相关的蛋白激酶,为克隆Lr38奠定基础。

青海审定小麦品种抗叶锈病基因的分子鉴定

为了分析抗叶锈病基因在青海审定小麦品种中的分布状况,采用6个抗叶锈基因(Lr1、Lr9、Lr24、Lr29、Lr34、Lr42)的分子标记对青海省审定的66个小麦品种进行检测。检测结果显示:66份小麦品种中,16个品种含Lr1,占24.24%;18个品种含Lr24,占27.27%;31个品种含Lr29,占46.97%;5个品种含Lr34,占7.58%;23个品种含Lr42,占34.85%;未检测到Lr9。另外,同时含有2个抗叶锈基因的小麦品种17份,占25.76%,同时含有3个抗性基因的品种9份,占13.64%,同时含有4个或4个以上的品种仅1份,为‘青春254’。

50个国外小麦品种(系)抗叶锈性鉴定

为确定小麦品种(系)所携带的抗病基因,对来自国外的50个小麦品种(系)进行苗期抗叶锈病基因推导和成株期抗叶锈鉴定。在苗期,根据供试品种(系)与20个毒力不同的叶锈菌生理小种的互作反应,与36个已知抗叶锈基因载体品种的侵染型进行比较,同时对试验材料进行连续2a两点的田间抗锈性试验,并利用分子标记进一步检测供试品种(系)中含有的抗叶锈病基因。基因推导和标记检测结果表明,Insijnia、Palpich、MV laura、Mason/jagger、Re7145共5个小麦品种(系)含有Lr 1,Insijnia、Tx03a0148、F98047j14-2inc、T67/X84w063-9-45//K92、Mason/jagger共5个小麦品种(系)含有Lr 26,Hk1/6/Nvsr3/5bez/tvr、Tx03a0148、Palpich、Kanto107、MV laura、F92080g1-1/F93042g2-1、Mv05-08、Norin61、Bruta、Aca801、F98047j14-2inc、T67/X84w063-9-45//K92、Mason/jagger共13个小麦品种(系)含有成株慢锈基因Lr 34,Nidera baguette 10、Insijnia、Nsa09-3645、Soissons、Aztec、Carimulti、Mason/jagger、Re714、Kniish-46、Nuwest/4/D887-74/pew/、Fr03733共11个小麦品种(系)含有成株抗性基因Lr 37,Sagittario、Hk1/6/Nvsr3/5bez/tvr、Insijnia、Fr03717、Dorico等共45个品种(系)含有成株慢锈基因Lr 46,T67/X84w063-9-45//K92、Re7145共2个品种(系)可能含有Lr 18,Fr03724、Fr3713、T67/X84w063-9-45//K92共3个品种(系)可能含有Lr 21,T67/X84w063-9-45//K92仅1个品种(系)可能含有Lr 36。田间试验结果表明,Mv05-08、Fr03725、Re714、Fr03717、Fr03724等共19个品种(系)表现慢锈性。

小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的STS、SCAR标记在近等基因系(NILs)上的特异性验证

用一套分别含有不同抗叶锈基因的53个以Thatcher为遗传背景的近等基因系(near-isogeniclines,NILs)对已报道的分别与抗叶锈基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR进行特异性验证。结果对于与Lr24连锁的STS标记,在53个NILs中只在TcLr24亲本中扩增出片段大小与报道相同的310bp的条带,在TcLr35中也扩增出了一条片段,但片段大小不同于310bp约为270bp。对于与Lr35连锁的SCAR标记,只在TcLr35亲本中扩增出片段大小为900bp的条带,与报道片段大小一致。验证结果表明与抗病基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR分子标记在NILs中特异性都较好,进一步证明了这两个分子标记可方便地用于小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的分子标记辅助选择育种。

小麦抗叶锈基因Lr20、Lr28、Lr29的STS、SCAR标记在近等基因系上的特异性验证

为了把特异性分子标记与抗病性鉴定有效地结合起来,用含有不同抗叶锈基因的54个以Thatcher为遗传背景的近等基因系(Near-isogenic lines,NILs)对与抗叶锈基因Lr20、Lr28和Lr29(Lr29UBC和Lr29OPY)连锁的STS、SCAR标记进行特异性验证,结果分别扩增出片段大小依次为540、378、1 000、900bp的条带,与报道片段大小一致。同时发现与抗病基因Lr20、Lr29连锁的STS分子标记及与Lr29连锁的两个SCAR标记Lr29UBC、Lr29OPY在NILs中特异性较好,但Lr28的PCR-STSLr28扩增产物不仅在其亲本中,而且在其余53个近等基因系中都扩增出与报道大小相同的378 bp的条带。验证结果表明,与抗病基因Lr20、Lr29连锁的STS、SCAR分子标记在NILs中特异性较好,可方便地用于小麦抗叶锈的分子标记辅助选择育种,而Lr28的STS分子标记没有特异性,不能用于分子标记辅助选择育种。

中国47个小麦新品种(系)苗期抗叶锈基因推导

【目的】探明中国47个小麦新品种(系)携带的苗期抗叶锈基因状况,改进和完善基因推导方法。【方法】选用17个具有较高鉴别能力的致病类型,在不同温度和(或)光照强度下测定,结合系谱分析进行基因推导。【结果】在供试的47个小麦品种(系)中,推导出Lr1(存在于11个品种或品系中)、Lr3(7)、Lr3bg(3)、Lr9(3)、Lr10(3)、Lr13(10)、Lr16(6)、Lr23(2)、Lr26(14)和Lr34(1)共10个已知抗病基因,另有42个品种(系)含有未知基因。【结论】在苗期进行基因推导时,尽量多地选择鉴别能力强的致病类型,在相对稳定均一的环境条件下重复测定,并结合系谱分析,才能获得可靠的结果。结合温度与光照强度梯度,具有持久抗病性潜质的抗叶锈基因Lr13和Lr34可在苗期进行推导。

14个小麦品种(系)抗叶锈性分析

选用16个小麦叶锈菌菌系对14个小麦品种(系)进行抗叶锈性鉴定和苗期抗叶锈基因推导,初步分析这些品种(系)的抗性和携带的抗病基因;进一步利用21个与Lr基因紧密连锁或共分离的分子标记,对这14个品种(系)中可能含的抗叶锈基因进行鉴定。结果表明,s98351-2-2-2-1可能含Lr3a、Lr28和Lr50;9629-03A-4-1-1可能含Lr37;97167-1-2-1-1-2-1、919-20-2c2、9589、免中438、9916-8-6和9916-8-18含Lr26;96104-1-5-1c2可能含Lr28;00-55-3-1-1含Lr1;1R13可能含Lr24、Lr37和Lr38;1R17可能含Lr24和Lr38;1R35含Lr10和Lr34,还可能含Lr3a和Lr50;9524-1-2-2-1含未知抗叶锈基因或本试验使用的已知抗病基因以外的抗叶锈基因。所有品种(系)均不含Lr9、Lr19、Lr20、Lr21、Lr29、Lr35、Lr42和Lr47基因。测试的14个品种(系)中有比较丰富的抗叶锈病基因,可为育种提供丰富的抗源。

小麦抗叶锈基因Lr38的一个新标记

【目的】建立小麦抗叶锈近等基因系材料TcLr38特异的PCR标记。【方法】以Thatcher为对照,以TcLr38和TcLr38×Thatcher F2代单株构建的分离群体为材料,利用TcLr38远缘亲本中间偃麦草特异的SCAR标记引物进行PCR扩增获得单一条带,并以50个小麦抗叶锈近等基因系材料对该标记特异性进行检测,Mapmaker3.0软件计算该标记与Lr38的遗传连锁距离。【结果】中间偃麦草特异的SCAR标记引物在TcLr38中获得单一扩增片段大小为982bp,50个小麦抗叶锈近等基因系检测表明为TcLr38的特有条带,F2代分离群体验证表明为与Lr38共分离的分子标记,命名为Y38SCAR982。【结论】Y38SCAR982可以作为Lr38的分子标记,并证实该基因由中间偃麦草向普通小麦转移的事实。

小麦品系天95HF2抗叶锈基因定位

苗期基因推导表明,小麦品系天95HF2高抗我国目前多数叶锈菌生理小种。为了确定这一品系所携带的抗病基因,以天95HF2和感病小麦品种郑州5389杂交,获得F1和F2代群体,用叶锈菌小种FHTT和PHTS分别对双亲及其杂交后代进行叶锈抗性鉴定并进行分子标记分析。结果表明,用叶锈菌小种FHTT接种F2代群体时呈现1对显性基因的抗感分离比例,经过亲本和抗感池间标记筛选以及F2代群体的标记检测,Lr1的STS标记WR003和位于5DL的SSR标记wmc443与该抗病基因连锁,遗传距离分别为2.9cM和3.1cM,根据抗性特点和染色体位置推断该基因可能为Lr1。用叶锈菌小种PHTS接种F2代群体时呈现2对基因的抗感分离,分子标记分析结果表明,其中一个基因为Lr1,另一个基因可能为LrZH84。