籼稻品种三黄占2号的稻瘟病持久抗性评价与遗传分析

籼稻三黄占2号在生产上种植10多年,表现了稳定持久的稻瘟病抗性。接种及多点田间试验结果表明,三黄占2号不仅对中国稻瘟病菌株有广谱抗性,而且对菲律宾稻瘟病菌株亦有高的抗性频率(98%)。在国际稻瘟病圃(IRBN)其叶瘟及穗瘟抗性相当或好于持久抗性品种OS6、Moroberekan和IR36。三黄占2号感病后,亦显示出高水平稻瘟病数量抗性。分析由三黄占2号与丽江新团黑谷杂交构建的重组自交系分离群体的抗病性,发现三黄占2号稻瘟病质量抗性是由多个主效基因控制的,其稻瘟病数量抗性是非小种专一的。应用候选抗性基因方法鉴定出3个质量抗性主效基因,5个与其数量抗性显著相关的防卫基因标记(P≤0.05)。结果表明,广谱的质量抗性与高水平的数量抗性的结合,使三黄占2号获得稳定持久的稻瘟病抗性。用回交法把三黄占2号的抗病性基因导入优质高产感病品种特籼占13号,获得与三黄占2号的抗病性相类似的BC3F3株系,分子标记辅助检测证明三黄占2号的主效基因及QTLs能较好地遗传给杂交后代。初步选出一些抗病性好及经济性状好的新抗病品系。

稻瘟病持久抗性在三系杂交稻上的导入续报

选用稻瘟病持久抗性载体品种三黄占 2号、三芦占 7号 ,稻瘟病抗性品种外选 35和矮三芦占等 4个品种 ,与广A、博A两个不育系配组 8个组合 ,重复进行了详细的稻瘟病抗谱测定、数量抗性测定以及不同病区田间异地同步抗性鉴定 ,结果表明 :(1 )三黄占 2号、三芦占 7号携带的稻瘟病持久抗性基因能在三系杂交稻组合中表达出来 ,杂交稻的持久抗性育种是可能的 ;(2 )与常规稻类同 ,数量抗性和不同病区田间异地同步抗性可作为区分杂交稻是否具有持久抗性的指标 ;(3)数量抗性与不同病区田间异地同步抗性紧密正相关 ,数量抗性可作为区别高质量抗性组合是否具有持久抗性的重要依据 。

稻瘟病持久抗性在三系杂交稻上的导入

选用稻瘟病抗源外选３５及其衍生系统持久抗性品种三黄占２号、三芦占７号、梅三五２号及其衍生品种矮三芦占、七黄占２号、七袋占分别与野败型不育系博Ａ、优ⅠＡ、Ⅱ优Ａ、红莲型不育系广Ａ配制共２８个组合。以ＩＲ３６为抗性对照，广陆矮４号为感病对照，对杂交组合及其不育系（保持系）和抗性品种进行了人工接种稻瘟病菌抗谱测定，数量抗性测定和不同病区田间异地同步抗性鉴定。抗性分析和比较结果表明：具持久抗性品种三黄占２号、三芦占７号配制的杂交组合表现了与持久抗性品种相同的表型特征，即表现较高的质量抗性和数量抗性，较好的田间抗性。

大豆孢囊线虫3号小种抗性资源的持久抗性研究

１９９２～１９９５年，应用田间自然发病重复鉴定、不同省份异地鉴定和人工接种卵悬浮液的多年多点鉴定方法，对４０份大豆孢囊线虫３号小种的抗性资源：其中免疫的１２份，抗病的２８份，进一步做持久抗性研究。结果原对３号小种免疫的１２份资源有１１份仍表现免疫，１份表现抗病；原来抗病的２８份资源仍全部表现抗病。鉴定结果表明参试的抗性资源抗性持久稳定，可供抗病育种应用。

10份小麦持久抗性资源和6份新品系抗条锈病的遗传特点分析

小麦条锈病是长期威胁我国小麦生产安全的重要气传病害。由于病原菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)群体毒性结构高度变异,我国小麦条锈病防治工作经常面临严峻挑战。培育和广泛利用抗病品种是防治小麦条锈病最为经济有效的措施。因此,鉴定抗源和探究持久抗病基因型的遗传模式能为抗病育种提供抗病新基因和理论指导,具有重要意义。我国部分持久抗条锈病的小麦品种和新育成抗病品系的抗性遗传特点尚未明确,本研究中以这些抗病品种或品系作父本,高感病品种‘Taichung 29’或‘铭贤169’作为母本进行有性杂交,构建遗传群体,在成株期利用条锈菌优势小种CYR32进行接种鉴定,分析其抗病性遗传组分及遗传特点。在10个持久抗条锈病品种中,多数品种(8个)由1对或2对隐性遗传基因控制;6个新育成抗病品系中,多数(4个)含有单个抗病基因,隐性或显性遗传偏向性不明显。因此,隐性遗传抗病基因在持久抗条锈病品种中发挥更重要的作用。另外,新育成品系‘WJ10-97’对CYR32号小种具有慢条锈性特点,可作为新抗源用于小麦品种选育。

大麦对秆锈病的持久抗性

自本世纪40年代中期以来,美国大平原北部和加拿大种植的大麦品种一直都抗小麦秆锈病菌(Puccinia graminis f.sp.tritici)引起的秆锈病。这种持久抗性主要受单基因Rpgl支配,该基因来自品种Wisconsin 37和一个未经改良的瑞士品种的单株选系。在茁期,16～20 C下,携带Rpgl的大麦基因型对许多秆锈病致病型通常表现出低的中抗(meso-thetic)反应.在24～28C下为稍高的中抗反应。这种抗性表现为锈病侵染水平低,成株上夏孢子堆多半无侵染力。由于小麦秆锈病菌的某些基因型对大田携带该基因的品种有毒性,所以,Rpgl的反应方式是小种特异的。下列几种因素也许有助于大麦抗秆锈病的持久性:(1)大麦播种早,成熟也早,常常能躲避来自南方的秆锈菌种的危害;(2)1个或多个微效基因可能增强了已由Rpgl产生的抗性水平;(3)栽培小麦抗病品种和根除小檗降低了小麦秆锈菌有效群体的大小和潜在的新致病型的数量;(4)小麦秆锈菌和黑麦秆锈菌(P.g.f.sp.secalis)的强致病性小种尚未形成。1989年这种情况发生了变化,当时小麦秆锈菌一个强致病性小种(Pat-QCC)广泛分布于大平原地区,但Rpgl对小种QCC仍然有某种程度的抗性,因为在最近4个生长季(1989～1992)中,携带该基因的大麦品种的秆锈严重度一直是低到中等,产量损失轻微。已在大麦中鉴定到几个对小种QCC具有不完全抗性的材料,人们正在利用分子标记辅助选择来促进抗性基因从这些抗源向高代育种品系转移。

植物-生物互作和农作物持久抗性

在国家自然科学基金委员会、西北农林大学旱区作物逆境生物学国家重点实验室、国际植物生物分子互作学会、中国植物生理与分子生物学会、中国植物病理学会、中国昆虫学会的资助下，

西北条锈菌源区冬小麦育种抗条锈病基因的利用现状与策略

【目的】了解中国小麦条锈病西北重要越夏菌源区甘肃陇东和陇南近20年育成小麦品种(系)中抗条锈病基因的利用情况,为陇南小麦条锈病遗传多样性控制,持久抗病品种的培育和可持续绿色健康生态农业奠定基础。【方法】于2019—2020年和2020—2021年种植季对117份冬小麦品种(系)甘肃清水县和四川郫都区进行成株期抗条锈病鉴定,2021年分别用条锈菌CYR33和CYR34对117份品种(系)进行苗期抗条锈病鉴定,并利用分子标记对15个抗条锈病基因进行检测。【结果】田间成株期对条锈菌主要流行致病性混合小种抗病的品种(系)占29.1%,其中,25.6%为陇南区域品种(系),3.4%为陇东区域品种(系),另有25.6%陇南区域感病品种(系)表现慢病性(严重度<20%)。有70.1%品种(系)苗期对CYR33表现抗病,其中,57.3%为陇南区域品种(系),12.8%为陇东区域品种(系);仅6.0%品种(系)苗期对CYR34具有抗病性,为陇南区域的兰天131等7个品种(系)。苗期和成株期抗病品种(系)以2010年后育成的兰天、中梁、天选、兰航选系列品种为主。分子标记检测结合系谱分析,发现抗条锈病基因Yr9、Yr10、Yr17、Yr18、Yr26、Yr28、Yr29、Yr30、Yr41、Yr46、YrZH22和YrZH84在所有检测品种(系)中的频率分别为49.6%、1.7%、12.8%、7.7%、12.8%、20.5%、10.3%、34.2%、2.6%、16.2%、15.4%和27.4%,且多以基因聚合体形式存在于品种(系)中,62.4%品种(系)中聚合了2—5个抗条锈病基因,YrZH84、YrZH22和Yr17中的一个或多个基因与其他抗条锈病基因聚合后,品种(系)的条锈病抗性明显高于其他基因组合。此外,在陇南菌源区,以种植小麦为主的山旱地区域(条锈菌越夏区)所推广的品种(系)中,含有Yr10、Yr17、Yr18、Yr28、Yr29、Yr30、Yr41和Yr46的频率较高,越冬区(川水地)推广品种(系)中主要有Yr26、Yr30、YrZH22和YrZH84,越夏区和越冬区品种(系)的抗性遗传背景差异明显,且越夏区品种(系)含有的抗病基因类型多样性高于越冬区。【结论】在越夏菌源区甘肃陇南、陇东的品种(系)中,抗条锈病基因分布频率、抗病基因类型及数量均有明显提高,避免了品种抗病遗传背景单一化问题,实现了品种(系)中的抗病基因较为复杂多样,部分品种的抗病性保持时间长,表明陇南地区利用小麦品种遗传多样性控制条锈病策略的实施已初显成效。

持久抗条锈病小麦品种抗性特点及其在我国的利用价值

对 18个国际上已经报道的可能具有持久抗小麦条锈病的品种进行苗期、成株期和温敏微效基因抗性的测定与分析结果表明 ,大部分持久抗性品种虽然在苗期感病 ,但绝大部分在成株期表现出了较强的抗病性 ,苗期表现抗病的品种成株期也表现抗病。成株抗病基因和温敏微效基因所决定的抗性是成株期较高抗性水平的重要组成部分 ,而且两类基因决定的抗性更有可能提供抗性的持久性。抗病育种计划中加强其利用无疑可增强我国小麦种质中抗性持久性的成分 。

应用系统聚类方法筛选持久抗瘟性水稻品种

以 Tetep、Moroberekan、B40为抗、感对照 ,用 8个抗性组分 ,对 47个云南地方稻种资源的抗瘟性进行了系统聚类分析。结果表明 ,可以较好地将 1996～ 1999年的 5 0、2 7、16、11个品种分别分成 6、6、4、3类。持久抗病对照品种 Tetep(感～抗 )分布于 1、2、4类内 ,但较集中于第 2类内 ;持久抗性品种 Moroberekan(感～中抗 )集中于第 2类内 ;云南地方品种大白谷、毫弄早、毫玉浪每年同聚于第 1类品种中 ,经连续几年试验 ,均表现出比 Tetep和 Moroberekan较稳定和较强的抗瘟性。第 3、5、6类为感病品种 ,其中第 3类感病对照品种 B40历年与其他品种间的距离较其他品种相互间聚类距离大 ,属高度感病。连续4年的试验结果表明 ,系统聚类分析可作为水稻持久抗瘟性品种筛选的方法。

小麦持久抗条锈病品种Champlein的抗性遗传分析

小麦条锈病是小麦生产中最重要的病害,培育抗病品种是防治条锈病最经济、有效、安全的措施。‘Cham-plein’引自法国,对条锈菌生理小种表现良好持久抗性。为了明确其抗性遗传特点,以感病品种‘铭贤169’与其杂交、自交和回交获得了F1、F2、F3和BC1代,人工接种小麦条锈菌生理小种CY32,在温室和田间对‘Champlein’进行遗传分析。结果表明:苗期‘Champlein’对CY32的抗病性由1对显性基因控制;成株期‘Champlein’对CY32的抗病性由2对显性和1对隐性抗条锈病基因以互补方式控制;系谱分析表明基因可能来源于‘Vilmorin27’。

云南地方稻种持久抗瘟性的研究

1996～1999年,在不同纬度、不同海拔和不同稻作生态类型的重病区设立5个持久抗性稻瘟病鉴定圃。试验材料为云南的74份地方稻种资源,其中粳稻56份,籼稻18份(含野生稻3份)。通过多个抗性组分进行了系统研究,初步表明大白谷(粳、墨江县)、毫弄早(籼、勐海县)、毫玉浪(籼、勐海县)、疣粒野生稻(野、西双版纳自治州)等具有持久抗瘟性能;其中疣粒野生稻高抗细菌性条斑病,对白叶枯病抗性为0级,接近免疫,中抗稻瘟病。通过对品种多抗性组分分析和品种抗性系统聚类分析,提出在不同生态类型时、空动态的病叶片上的产孢量和病斑表型可作为简易、快速鉴定持久抗瘟性指标。

中国小麦抗条锈病基因育种利用现状与策略

小麦条锈病是中国重要的流行性真菌病害,严重威胁国家粮食安全。通过持续应用抗病品种和植保措施,小麦条锈病在中国得到了较好的控制。然而,随着全球气候变化、栽培制度的变革、育种方法技术的改进、产量水平的提高及条锈菌群体结构和毒性频率的不断变异,有必要对新时期小麦抗条锈病基因育种利用现状进行科学评估,以期为广谱持久多抗小麦品种的培育提供依据。本文通过对近年来中国西南、西北和黄淮主产区小麦品种(系)的条锈病抗性进行系统的抗病鉴定、遗传分析和抗条锈病基因分子标记的定位和检测,总结了中国小麦育种中主要抗条锈病基因的利用情况,对中国小麦抗条锈病基因发掘与种质创新、小麦育种中利用的主要抗条锈病基因、新时期抗条锈病基因利用的策略、小麦育种中抗条锈病基因选择和鉴定等进行了论述,并对新时期小麦抗条锈病育种发展方向进行了展望。

5个持久抗条锈病小麦品种的抗性组分和遗传距离的研究

小麦数量抗病品种Aquileja(AQ)、Libellula(LB)、Luke(LK)、Nugaines(NG)和咸农4号(XN)具有持久抗条锈病特点,本文对这5个品种的抗性组分及它们之间的遗传距离进行了研究,以铭贤169(MX)为感病对照品种。苗期室内抗性组分试验表明:LB、XN、AQ3个品种与LK、NG2个品种相比,前者的气孔下泡囊密度低于后者;前者的菌落长度短于后者。其中AQ和XN的吸器密度低于LK和NG而高于LB;LK和NG的气孔下泡囊密度甚至高于感病对照品种MX。田间抗性组分试验表明:5个数量抗病品种AQ、LB、LK、NG和XN的反应型(IT)、严重度(DS)、病情发展曲线下面积(AUDPC)和病斑长度(LL)值均低于感病对照品种MX;数量抗病品种AQ、LB、LK、NG、XN之间相比,AQ的IT值最高而LB最低;NG的DS和AUDPC值最高而LB最低;AQ、NG和XN的LL值高于LB和LK;AQ的病斑密度值低于NG和LK而高于XN和LB。由此可见,LK和NG没有抗侵入能力而在成株期具有抗扩展能力,LB、AQ和XN除了具有抗扩展能力外,还具有降低侵入频率能力。基于SSR DNA指纹数据的聚类分析,AQ与LB为同一类,NG与XN为同一类,LK单独为一类。由此推测,AQ或LB与其它3个数量抗病品种之间杂交的后代中可能会出现性状超亲分离,本实验室报道的AQ/NG杂交组合的结果证明了这一点。本文为进一步的抗病遗传育种工作提供了有用信息。

中国部分水稻品种Bsr-d1启动子稻瘟病持久抗性位点序列分析

为发掘稻瘟病种质资源持久抗性基因Bsr-d1,本研究对来源中国的210份稻种Bsr-d1基因启动子功能片段511个碱基序列进行了比对分析。结果发现品种间存在18个变异位点28个碱基的差异,根据差异所有品种可归为7种单倍型,其中H4和H6为优势单倍型,分别占测试品种70.48%和23.81%;云南地方品种拥有H1、H2、H3、H4、H5、H6等6种单倍型,优势单倍型为H4(51.95%)、H6(35.06%);选育品种有3种单倍型,分别为H4、H6、H7、H6为优势单倍型,地方品种单倍型较选育品种丰富。其他地区品种仅发现H4(1.52%)和H6(98.48%)2种单倍型,云南省单倍型更为多样丰富。7种单倍型中仅H1单倍型(占1.43%)携带抗性位点,仅3个云南地方品种出现该单倍型,说明中国地方品种和选育品种中均缺乏Bsr-d1稻瘟病持久抗性基因。本研究结果为寻找和发掘持久抗稻瘟病基因Bsr-d1提供了线索。

小麦持久抗性品种对中国条锈菌(系)抗病性特点的分析

小麦品种抗性谱鉴定、田间病情系统观察和抗性组分测定等结果表明,小麦持久抗条锈品种具显著的抗性特征,即成株期抗性谱很宽,有的品种甚至全生育期都表现抵抗,田间病情消长很慢且轻,成株期一般表现侵染机率低、病斑面积小、潜育期长。试验在控制条件下进行,便于操作,可用于小麦品种持久抗条锈性鉴定研究。

小麦品种里勃留拉的持久抗条锈性遗传机制

为了探索小麦品种持久抗条锈病性的遗传机制，对持久抗条锈小麦品种里勃留拉进行了成株期抗病特点和抗性遗传分析，并对主效基因与微效温敏基因共同控制的持久抗病性的鉴定选择方法进行了探讨。结果表明，里勃留拉前期反应型为2～3型，后期转为1～2型，其典型特征表现为普遍率低、严重度低、病情指数低、病斑小、病斑扩展速度慢。遗传分析表明，里勃留拉抗性由1对显性和1对隐性共2对互补的主效基因和若干成株期微效温敏基因共同控制。在杂交转育时要扩大选择群体，在早代进行混合选择，晚代进行单株选择。在成株发病前期，以低普遍率和中抗为标准选择主效基因组合；在发病后期，应以反应型和严重度的降低为标准选择微效基因组合。研究还表明，里勃留拉的干尖性状是由具重复作用的2对隐性基因控制，与抗锈性之间存在相关，但作为抗条锈性辅助选择的形态标记其可靠性较低。

花生黄曲霉侵染抗性持久性及种皮完整性对产毒的影响

花生种子及制品极易受黄曲霉菌侵染。利用不同的抗病种质为材料,对黄曲霉菌侵染抗性的持久性以及种皮完整性对产毒的影响进行了研究。结果表明,在常温条件下,抗黄曲霉侵染的花生种子至少可以安全贮藏7个月,其与新鲜种子受黄曲霉菌侵染后的发病率和发病指数差异不显著。但是,贮藏9个月的花生种子其抗病能力明显降低。完整种皮对黄曲霉菌产毒能力的影响在抗侵染与感病种质之间存在较大差异。对于抗黄曲霉侵染种质,受黄曲霉菌侵染后,具备完整种皮的种子比破损种皮种子的毒素含量低;对于感病种质,受黄曲霉菌侵染后,具备完整种皮的种子比破损种皮种子的毒素含量高。有关成分分析表明,高含油量、高蛋白质含量和高油酸资源对黄曲霉菌侵染和产毒的抗性较差。相关分析表明,不同花生品种对黄曲霉菌的侵染抗性与油酸含量呈显著负相关,与亚油酸含量呈显著正相关;不同花生品种对黄曲霉菌产毒的抗性与含油量呈显著负相关。通过鉴定和筛选,发掘出2份优质抗病资源G845和G8。

陇南小麦生产品种抗条锈病持久性研究

在我国小麦条锈病常发易变区陇南地区，从1973年起对里勃留拉、N．斯特拉姆潘列、成农4号、清农1号、中梁5号和清农3号6个品种抗杀锈病的持久性进行了鉴定与分析。结果表明，在陇南小麦生产品种太多仅经3～8年即丧失抗务锈性的情况下，里勃留拉和N．斯特拉姆潘列在近30年间表现了突出的持久抗性。里勃留拉一年表现免疫，其余年份均发病，但病情指数仅为0．01％～5％。N．斯特拉姆潘列则以表现免疫为主，少数年份发病，病情指数0．1％～2．5％。成农4号也已大面积种植20余年，表现感病的反应型，少数年份病情指数较高．但多年来均能保持正常落黄和较为稳定的产量。此外，清农1号抗性保持16年，但以后却成为高感品种。本文在上述试验的基础上对小麦蒂锈病抗病性的持久性等问题进行了讨论。