小麦抗条锈病基因YrZH84的RGAP标记及其应用

利用RGAP标记及基于标记基因型和表型选择的分离群体分组分析法,对小麦抗条锈病骨干亲本周8425B和感病品种中国春及其F2分离群体进行分析,获得了与抗条锈基因YrZH84紧密连锁的RGAP标记Xrga-1,连锁距离为0.8cM。其RGA片段长度为343bp,BLAST分析结果表明,该RGA序列与已克隆的大麦抗秆锈病基因Rpg1核苷酸序列同源性为93%,与大麦抗白粉病基因Mla家族的核苷酸序列同源性为92%。用标记Xrga-1对黄淮麦区58个小麦品种(系)进行了检测,结合系谱分析和抗病性鉴定结果,发现周8425B的衍生品种周麦11、周麦17、周麦20、周麦22、矮抗58、04中36、源育3号、05中37、宛抗18和豫展10号携带抗条锈病基因YrZH84。这些研究结果对小麦抗条锈病分子育种和YrZH84基因克隆有重要作用。

普通小麦DH群体条锈病抗性鉴定及抗病基因的分子检测

为了给小麦抗条锈病育种提供参考，对源自普通小麦杂交组合（西农1376×WT212）×花育888的DH群体进行了条锈病抗性鉴定及抗病基因的分子检测。结果表明，DH群体中对当前小麦条锈菌流行小种条中32（CYR32）具有苗期抗性的株系占50．7％，具有成株期抗病性的株系占51．8％。此外，利用对Yr10、Yr15和Yr26基因有效的分子标记在群体中的检测结果表明，该DH群体中有141个株系（51．5％）含有Yr10基因，但没有检测到Yr26和Yr15基因的存在；含有Yr10基因的株系均为DH群体中对CYR32具有抗病性的株系。反应型为免疫～中抗（IT：O～2），表明Yr10基因对我国当前条锈病流行小种具有良好的抗性。

贵州小麦主要品种(系)的条锈病抗性鉴定

为了解贵州小麦品种(系)在不同环境条件下的抗条锈病能力,在贵州贵阳、赫章和四川绵阳对81个贵州小麦品种(系)进行了抗病性鉴定。结果表明:在自然条件下,免疫~高抗的品种(系)为27个,约占供试品种(系)的33%,中抗品种(系)为5个,约占供试品种(系)的6%,中感~高感的品种(系)为49个,占供试品种(系)的61%。与供试材料品种审定时抗性比较,小麦各品种抗条锈病能力呈不同程度的下降趋势。

普通小麦‘Holdfast’条锈病成株抗性QTL定位

Holdfast是来自英国的小麦品种,多年来一直保持良好的条锈病持久抗性。本研究目的是发掘Holdfast的条锈病成株抗性基因及其紧密连锁的分子标记,为小麦持久抗性品种选育提供材料和方法。利用铭贤169和Holdfast杂交后代重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体,于2014—2015和2015—2016年度在甘肃甘谷、甘肃中梁和四川成都进行条锈病成株抗性鉴定,并统计最大严重度(maximum disease severity,MDS)。基于小麦660K SNP芯片和BSA(bulked segregant analysis)技术初步确定抗病基因所在的染色体后,将目标区域的SNP标记转化为KASP(Kompetitive allele specific PCR)标记,检测整个RIL群体,进行基因型分析。最后进行RIL群体条锈病成株抗性的QTL分析,在5AL和7AL染色体上发现了2个成株抗性QTL。5A染色体长臂上1个条锈病成株抗性QTL QYr.gaas-5AL,在所有环境下均存在,可解释6.5%~9.3%的表型变异;QYr.gaas-5AL位于标记Ax-109948955和Ax-108798241之间,连锁距离分别为0.5 cM和1.1 cM。在7A染色体长臂上定位到1个条锈病成株抗性QTL QYr.gaas-7AL,在2015年和2016年甘谷环境中均稳定存在,分别解释6.2%和7.3%的表型变异;QYr.gaas-7AL位于标记Ax-110361069和Ax-108759561之间,连锁距离分别为0.5 cM和0.7 cM。携带QYr.gaas-5AL和QYr.gaas-7AL抗病等位基因家系的MDS显著低于感病等位基因家系的MDS,表明QYr.gaas-5AL和QYr.gaas-7AL可有效降低条锈病严重度,可应用于小麦抗条锈育种。

关中主要小麦品种抗条锈病鉴定及抗病品种遗传多样性分析

采用条锈病优势小种条中33（CYR33）对陕西关中地区小麦主要品种进行苗期抗病性鉴定，并采用SSR分子标记对抗病品种进行遗传多样性分析，以期了解陕西抗条锈品种的遗传多样性，为深入发掘优异的抗性基因资源及利用这些抗性基因，培育优良抗条锈新品种奠定基础。结果表明，在94个小麦品种中，对目前条锈病优势小种CYR33具有抗性的品种有24个，占25.5%。24个抗条锈小麦品种材料的遗传相似系数（GS）平均值为0.590，其变辐为0.338～0.824。这些结果说明，陕西关中地区的小麦抗条锈病品种具有较丰富的遗传多样性。

在小麦育种中利用偃麦草抗病特性的研究

为利用中间偃麦草的抗性基因改良普通小麦的抗病性,以八倍体小偃麦TAI7045为桥梁亲本,与小麦杂交、回交,通过异源染色体的细胞遗传学操纵,将偃麦草的抗条锈病基因转移给普通小麦,育成一批抗病性和农艺性状均已稳定的小偃麦易位系,并采用染色体分带和分子原位杂交技术,对它们的染色体组成进行了准确鉴定。抗病性的异地评价和接种鉴定结果表明,它们高抗我国小麦条锈病优势小种和新的流行小种。此外,还就防止或至少延缓抗病性丧失的有效途径、染色体小片段异源易位的诱导方法和外源基因的利用前景进行了讨论。

锈病对豆科牧草生长和营养成分的影响

本研究测定了感染锈病后,红豆草、白花草木樨、箭筈豌豆等在营养成分含量及箭舌豌豆在根系干重,根瘤数量及干重等方面的变化.结果表明,病害使箭筈豌豆根系干重.根瘤数量及干重分别减少47.14%、70.03%、55.98%.红豆草、白花草木樨、箭筈豌豆等叶片中粗纤维含量分别上升13.00%,44.34%、27.26%,并与病害严重度显著正相关.粗蛋白含量分别减少29.65%、20.90%、37.45%,与病害严重度显著负相关.红豆草、箭筈豌豆等牧草叶片中氨基酸总量分别减少32.53%、34.65%.17种氨基酸中,蛋氨酸分别增加180%、190%,其余各种氨基酸均有不同程度的减少,由于供试牧草均系田间条件下自然感病,故可认为,锈病是当地条件下,夏秋季节,影响豆科牧草利用的重要限制因素.

簇毛麦易位系V9125-2抗条锈基因YrWV的遗传分析和SSR分子标记

【目的】对高抗条锈病的簇毛麦易位系V9125-2进行研究,明确其抗病性遗传特点,并对其抗条锈病基因定位,为选育优质抗源材料提供依据。【方法】采用中国当前流行的7个条锈菌生理小种CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR33以及Su11-4、Su11-11对簇毛麦易位系V9125-2和铭贤169的杂交后代进行苗期抗条锈性遗传分析。以接种CYR29的F2抗感分离群体为研究对象,应用BSA法用289对普通小麦的SSR标记引物对V9125-2进行SSR分析,并用F3群体验证标记连锁性。用黄淮麦区主栽品种检测与V9125-2抗条锈基因的同源性。【结果】易位系V9125-2对CYR29的抗病性由1对显性基因控制;对CYR30、CYR32、CYR33以及Su11-11的抗病性由一显一隐2对基因控制;对CYR31以及Su11-4的抗病性由2对独立的显性基因控制。从289对SSR引物中筛选到6对与抗病基因YrWV(暂命名)连锁的多态性微卫星标记:Xbarc87、Xwmc463、Xwmc405、Xbarc126、Xwmc438和Xgwm473,其遗传距离分别为9.1、3.9、5.1、12.6、29.0和57.4 cM,位于小麦染色体7DS上。经F3群体验证,6个标记与YrWV连锁。V9125-2抗条锈基因YrWV与检测品种的抗条锈基因同源率极低。【结论】具有6个多态微卫星标记的抗条锈基因YrWV位于小麦7D染色体短臂上,其可能是一个来自簇毛麦的新基因。

小麦骨干亲本“周8425B”及其衍生品种的遗传解析和抗条锈病基因定位

【目的】利用高密度分子标记解析了周8425B衍生品种的遗传结构,并鉴定其携带的抗条锈病基因。【方法】利用921个DArT(Diversity Arrays Technology)标记和83个SSR标记分析周8425B及其50份衍生品种(系)间的遗传结构和遗传区段传递,并利用关联分析定位抗条锈病基因。【结果】周8425B及其衍生品种的遗传相似性平均为67.6%,聚类分析结果与品种系谱来源基本一致。周8425B对其衍生一代、二代和三代的平均遗传贡献率分别为67.7%、63.6%和58.8%,在A、B和D基因组间遗传贡献率分别为68.7%、62.0%和59.4%。周8425B对其衍生品种的21条染色体贡献率变幅为44.9%—70.9%,其中,对4A染色体贡献率最低,为44.8%,对1D染色体贡献率最高,达79.0%。利用DArT和SSR标记与成株期抗条锈鉴定结果进行关联分析,发现4个条锈病抗性位点(P<0.01),其中2个条锈病抗性位点QYr.caas-2BL和QYr.caas-7BL与已报道的抗条锈病基因Yr7和YrZH84在相同染色体区段,另一个抗性位点QYr.caas-1BL与抗叶锈基因LrZH84位置相同,推测该位点与LrZH84紧密连锁或者一因多效。在3A染色体长臂末端发现一个条锈病抗性位点QYr.caas-3AL,与标记wPt-0398关联,可能是一个新基因,能解释22.9%的表型变异。【结论】骨干亲本对衍生后代在基因组和染色体水平上的贡献率主要与重要基因遗传传递有关,衍生品种携带的4个抗条锈病基因均来自骨干亲本周8425B,这些抗性基因及其它优异基因将在黄淮冬麦区南片品种遗传改良中继续发挥重要作用。

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。

23份中国小麦微核心种质抗叶锈性评价

【目的】探测23份微核心种质材料的抗叶锈性和可能携带的抗叶锈基因。【方法】选取12个具有鉴别能力的小麦叶锈菌生理小种对23份微核心种质进行了苗期和成株期的抗性鉴定以及基因推导,同时结合使用已经报道的能够用于抗病基因分子鉴定的分子标记对其进行进一步抗叶锈基因的分子检测。【结果】这些品种中除中国春表现感病外,其余22份种质均表现出较强的抗性。火球、老齐麦、凤麦11、山红麦、红和尚头、府麦、尕老汉和郑引4号含Lr34和未知抗性基因,中国春含Lr34,碱麦和小佛手含Lr1和Lr34,同家坝小麦和红花麦含Lr34和Lr32,克丰3号含有Lr10、Lr34、Lr16和Lr32,Atlas66含有Lr1、Lr2c和Lr32,烟农15含Lr1,可能含有Lr17,白条鱼含Lr26、Lr16、Lr42和LrZH84,木宗卓嘎含Lr26,可能含Lr14a,金黄麦含Lr1、Lr34和Lr32,云麦34含Lr26、Lr37和LrZH84,可能含有Lr15,百农3217含Lr1和Lr16,白朗灰麦和山麦可能含有未知抗叶锈基因。【结论】这些小麦微核心种质中含有比较丰富的抗叶锈基因,具有较好的抗叶锈性,是抗叶锈育种的重要资源。

中国40个小麦农家品种和甘肃南部40个生产品种抗条锈病基因推导

【目的】明确中国小麦农家品种与甘肃南部生产品种抗条锈性类型及可能含有的抗性基因和遗传多样性,为抗源的选择与利用提供参考。【方法】苗期于自控温室内使用中国当前小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)流行小种CYR32,成株期于大田病圃使用当前主要流行小种和重要致病类型共12个菌系组成的混合菌种对80个供试材料进行抗病性鉴定与评价。基因推导在温室用25个毒性谱不同的小麦条锈菌系于苗期接种30个已知抗条锈病基因载体品系及对照铭贤169、17个国际鉴别寄主和供试品种,根据供试品种和标准品系对不同菌系的侵染型,对农家品种和生产品种进行抗性谱比对分析和系谱分析,解析其可能含有的抗条锈病基因或基因组合及抗性谱,并通过NTSYSpc-2.2软件计算遗传相似系数,以UPGMA法进行聚类分析,将其抗性归类。【结果】供试品种大多具有良好的成株期抗性,除清农1号、清农2号、红壳小麦(2)在成株期表现感病,兰天3号、兰天4号、兰天6号等20个品种在成株期表现慢锈性外,其他品种均表现中抗至免疫的抗性水平。品种抗性多由全生育期抗性、部分由成株抗性提供。甘肃生产品种中抗病基因以Yr9、Yr24、Yr26为主,有的还含有其他未知抗条锈病基因。其中,兰天1号、兰天14号、兰天17号、兰天21号、清农4号等含Yr9;兰天24号、中梁04335、天选51号可能含Yr24;兰天17号、兰天23号、兰天25号、中梁17号、中梁04260、天选43号、天选48号可能含Yr26。农家品种中有19份材料含有未知抗条锈病基因,其余21份材料不能确认含已知抗病基因Yr1、Yr2、Yr4、Yr6、Yr7、Yr8、Yr40,可能含有未知基因。聚类分析发现,甘肃生产品种大都抗性谱较宽,遗传相似性较高;40份材料的抗条锈性相似系数范围在0.30—1.00,在抗性相似系数为0.70水平上可分为3大类,其中兰天15号单独聚为1类,清农1号和清农2号聚为1类,其余37份材料聚为1大类。农家品种抗性谱宽窄不一,显示出遗传多样性水平较高;40份材料的抗条锈性相似系数范围在0.38—1.00,在抗性相似系数为0.70水平上可分9大类。【结论】供试品种均有良好的抗条锈性,相对于甘肃南部生产品种,供试的农家品种更具丰富的遗传多样性和有效抗条锈病基因,可作为抗源在育种中加以利用。

小麦-十倍体长穗偃麦草广谱抗锈易位系的鉴定及分析

【目的】从普通小麦与十倍体长穗偃麦草的杂交、回交后代中,获得对小麦条锈病流行混合小种具有广谱抗性的新种质。【方法】对普通小麦与十倍体长穗偃麦草的杂交、回交后代材料进行条锈病鉴定、农艺性状调查、分子细胞学和品质相关性状分析。【结果】这批材料在苗期普遍表现为轻度感病,但成株后则完全高抗或免疫,对8份材料进行了连续三年的人工接种鉴定,抗性表现十分稳定。对多种致病小种具有很好的抗性,根尖细胞染色体条数均稳定在42条,农艺性状良好。原位杂交分析显示这些材料中含有同一个易位片段,即在4DS末端有一来自长穗偃麦草St基因组的小片段易位,其中一个品系(GDR3)还携带一个未能准确定位的小片段易位,该材料对混合小种的抗性优于其它材料。推测这2个小片段易位上均含有新的抗条锈病基因。高分子量麦谷蛋白分析表明,这批材料均含有优质亚基14+15。【结论】与小麦相比,其野生近缘物种中可能含有更多的广谱抗性基因,是其在恶劣自然环境下生存的遗传基础,也为小麦抗病育种提供了新抗源。

小麦-中间偃麦草抗锈易位系中梁27的鉴定及分析

利用普通小麦与八倍体小偃麦中4杂交,获得小麦品种中梁27。条锈病抗性鉴定结果显示,中梁27具有新的抗病基因。为进一步明确中梁27抗病新基因的来源,采用荧光原位杂交技术对其进行分子细胞学分析。结果表明,中梁27在A基因组有两个易位片段,分别为A/E基因组易位和A/St基因组易位,推测中梁27抗病基因可能来源于这两个易位片段。

普通菜豆抗锈病基因SCAR标记鉴定

利用10个普通菜豆抗锈病基因SCAR标记(SK14、SA14、SI19、SBC6、SAD12、SAE19、UR11-GT2、KB126、SF10和SBA8)引物组,对78份生产和研究中常用的普通菜豆资源进行了抗锈病分子标记鉴定。在这78份资源中,SA14和KB126标记引物扩增无特异性,SI19和SAD12无扩增带。其中,8份资源含有SK14标记,23份资源含有SBC6标记,28份资源含有SAE19标记,5份资源含有UR11-GT2标记,62份资源含有SF10标记,76份资源含有SBA8标记。含有2-5个标记的资源共67份。明确了78份参试菜豆资源所含的抗锈病基因类型,表明含有多个抗锈病基因的菜豆资源较为常见。

CIMMYT小麦品种Saar的叶锈成株抗性QTL分析

【目的】小麦品种Saar由CIMMYT育成,在欧洲、亚洲和南美洲对小麦叶锈、条锈和白粉病均表现出很高的成株抗性,发掘其成株抗叶锈QTL对于选育持久抗锈品种有重要作用。【方法】以Avocet与Saar杂交的109个F6代重组自交系为材料,利用142个SSR标记和209DArT(Diversity Arrays Technology)标记构建连锁图,对Saar和Avocet的成株抗性进行QTL分析。试验材料于2006-2007年度种植在河北保定和河南新乡两个试验点,调查各个家系对叶锈病的成株抗性。【结果】由351个位点组成的遗传连锁图,覆盖小麦21个连锁群,全长3083cM。采用复合区间作图法进行叶锈成株抗性的QTL分析,在1BL、2DS、5BL、6AL和7DS染色体上发现了5个抗叶锈病QTL,分别解释4.5%～6.4%、12.2%～12.5%、4.9%～11.2%、4.9%～7.8%和14.0%～67.6%的表型变异。【结论】叶锈成株抗性基因及其紧密连锁分子标记的发掘,将为小麦抗叶锈病育种的分子标记辅助选择(MAS)提供理论和技术支持。

普通小麦-华山新麦草衍生后代H18和0841的SSR标记鉴定

为了明确普通小麦-华山新麦草衍生后代材料中所携带的外源遗传物质,利用SSR标记对普通小麦-华山新麦草衍生后代H18和0841进行了鉴定。SSR标记结果表明,331个SSR标记中有271个在亲本华山新麦草和普通小麦7182间具有多态性;85个在华山新麦草中具有清晰且明亮的特异条带,其中9个标记在H18衍生的8个单株中(2n=51～54)具有华山新麦草特征条带。0841的染色体数目为42条,利用筛选的9个标记对其鉴定,发现定位于小麦3D染色体上的标记Xbarc71在0841中具有华山新麦草的特异条带,同时缺失小麦亲本7182的特异条带,推测0841可能是华山新麦草的3Ns染色体代换了小麦的3D染色体。条锈病抗性鉴定显示,0841中抗至高抗条锈菌条中31号和条中32号混合小种。

小麦新抗源贵协3号抗条锈病的遗传特性

为探明普通小麦品种贵协3号抗条锈病基因的遗传特性,利用贵协3号与AVS杂交获得F1代和F2代群体,采用条锈病生理小种V26(G22-14)对双亲、F1代和F2代群体进行苗期接种鉴定。结果表明:贵协3号含有1对显性全生育期抗条锈病基因,对条锈病生理小种V26(G22-14)表现出高抗病性。贵协3号在抗条锈病育种中可作为重要抗源加以利用,以进一步丰富小麦的抗病基因类型,增加基因多样性,稳定条锈菌群体结构。

席草纹枯病病原菌的研究

本文首次报道席草纹枯病的发生为害、症状特点、病原菌培养性状和生物学的某些特性。席草纹枯病的病原菌鉴定为立枯丝核菌(R.solani kuhn),菌丝融合群测定表明,以立枯丝核菌AG_(2-2)融合群为主。

河西走廊玉米普通锈病生物学特性测定

为明确河西走廊玉米普通锈病发生规律,进行了玉米普通锈菌的测定,明确了河西走廊制种玉米田锈菌夏孢子萌发的温度范围是5~35℃,适宜温度范围20~30℃,最适温度是25~28℃;最适相对湿度100%;萌发pH值为4~11,最适萌发pH值为7~8;光照对孢子萌发没有差异性;病菌能利用多种碳源,最适碳源葡萄糖、果糖。最适氮源为硫酸铵、氯化铵、硝酸钾,而甘氨酸、酪氨酸等氮源对夏孢子萌发有抑制作用。