利用分子标记辅助选择创制抗赤霉病小麦新品系

为培育适宜黄淮麦区种植的小麦抗赤霉病品系(种),本研究以含有Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5共4个抗赤霉病基因聚合的种质NMAS020为抗源与农艺亲本复交构建的抗赤霉病育种选择群体为试验材料,综合利用农艺性状评价和分子标记辅助选择,创制了55份新品系,并通过单花滴注法评价了其赤霉病抗性。结果发现,不同抗赤霉病基因/QTL、不同抗赤霉病基因/QTL组合对小麦赤霉病抗性表现不一,仅含Fhb1或Fhb4的品系平均感病小穗数明显低于仅含Fhb2或Fhb5的品系及对照品种济麦22,赤霉病抗性较好;含有Fhb2+Fhb5的品系平均感病小穗数和平均感病小穗率表现最低、赤霉病抗性最好,含Fhb1+Fhb2的品系次之,均明显低于含Fhb1+Fhb4和Fhb2+Fhb4的品系抗性。本研究创制的综合农艺性状优良且抗赤霉病新品系济麦8681和济麦8775可作为抗病亲本进一步加以利用。     

小麦赤霉病遗传与基因定位的研究进展

综述了小麦赤霉病抗性表现与鉴定方法、遗传机理,表型性状对赤霉病抗性的影响,抗、感赤霉病基因的定位与分子标记,以及标记辅助选择在赤霉病育种中的应用等方面研究.分析了小麦赤霉病遗传和基因定位研究进展,并对赤霉病抗性育种研究进行了展望.     

小麦抗赤霉病种质筛选与Fhb1基因分布研究

为了筛选小麦抗赤霉病的种质资源,以省内外154个小麦栽培品种(系)为试验材料,采用单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定,并利用Fhb1基因的诊断性标记进行基因型检测,明确该抗性基因的利用现状.结果表明:在154份小麦品种(系)中,16份表现中抗及以上水平,占供试种质的10.39％;中感材料27份,占17.53％;感病材料111份,占72.08％.在区域分布上,江苏地区来源品种(系)的赤霉病抗性优于其他地区,且江苏淮南小麦抗性明显好于淮北小麦.共检测到7份携带Fhb1基因的小麦品种(系),其赤霉病抗性鉴定均在中抗及以上水平.从基因的分布看,Fhb1在江苏育成品种中的分布较广,而在其他地域来源的品种(系)中极少存在,说明可以进一步扩大该基因的使用,以提高育成品种的赤霉病抗性水平.     

小麦赤霉病抗性机理研究进展

赤霉病（Fusarium head blight,FHB）是小麦最主要的病害之一,严重影响小麦生产安全和食品安全,研究小麦赤霉病抗性机理对于解决小麦赤霉病这一世界性难题具有重要意义。根据对赤霉病的抗性表现形式,将小麦赤霉病抗性分为五个大类,分别为抗侵入（Type I）、抗扩展（Type II）、籽粒抗感染（Type III）、耐病性（Type Ⅳ）和抗毒素积累（Type V）。小麦赤霉病的抗性机理可以分为形态机制和生理机制,形态抗性机制是被动的,株高、抽穗期、花期长短、花药挤出程度、有芒无芒、穗长、穗密度、颖壳张开程度和穗部蜡质程度等形态特征均可能与赤霉病抗侵染特性有关。细胞学研究表明,病原菌侵染后抗病品种可迅速从细胞结构和生理生化方面产生防卫反应,通过乳突、胞壁沉积物的形成以及木质素、硫堇、富含羟脯氨酸糖蛋白和水解酶类等的增长来协同抵御病菌在体内的扩展。在植物复杂的信号途径中,水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）和乙烯（ET）3种信号途径在植物抵御病原菌入侵中的作用最为重要,SA和ET信号途径对小麦赤霉病抗性方面的作用目前还存在一定争议,而JA信号途径在小麦赤霉病抗性中积极作用已经被多数研究者所证实。迄今为止,人类定位了200个以上不同类型的抗赤霉病QTL位点,这些位点分布于所有的小麦染色体,其中的22个QTL位点被不同的作图群体所定位,包括2个定位在3BS和6BS染色体上稳定的抗扩展位点Fhb1和Fhb2,以及2个定位在4B和5A染色体上的抗侵染位点Fhb4和Fhb5。在受到病原菌侵染后,植物会产生一系列复杂的信号途径激活应答反应,诱导抗病相关基因的表达,进而引起蛋白以及代谢水平的变化,抵御病原菌的侵袭,研究表明,病程相关蛋白基因、抗菌肽基因、转录因子基因、脱毒相关蛋白基因以及其他赤霉病抗性相关基因均参与了小麦赤霉病抗性提高的过程。随着生物工程技术和生物信息技术的迅猛发展,将来可利用图位克隆技术分离抗赤霉病主效基因,并在全基因组关联分析和各种组学技术的基础上,从全基因组和基因调控网络水平上研究小麦赤霉病抗性机理,以期在更深层次上理解小麦赤霉病的抗性机理。     

四川抗赤霉病小麦品种（系）抗病基因检测

【目的】旨在研究四川小麦抗赤霉病的基因资源,培育赤霉病综合抗性中抗以上的小麦品种。【方法】利用土表接种法鉴定出156份赤霉病达中抗水平的小麦品种或高代品系,通过已知赤霉病抗性基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5以及部分抗条锈病基因和抗白粉病基因的分子标记检测抗性基因的组成。【结果】经抗病基因分子标记检测,在供试的156份赤霉病抗性材料中仅检测出2份材料(20引979和20间2506-10)分别含有抗赤霉病基因Fhb1和Fhb5。同时,检测出含小麦条锈病抗性基因Yr5、Yr15、Yr18、Yr26和YrAs2388的材料分别为4、63、9、3、14份,在供试材料中的分布频率分别为2.56%、40.38%、5.77%、1.92%和8.97%。检测出含白粉病抗性基因Pm21的材料44份,在供试材料中的分布频率为28.21%。抗病基因的分布表明,122份供试材料含有至少1个抗病基因,其中6份材料含有条锈病和白粉病2种抗病基因,9份材料中聚合了2个抗条锈病基因,剩余的106份材料仅含有1个抗病基因。仅1份供试材料(20间2506-10)同时含有赤霉病、条锈病和白粉病3种抗病基因。【结论】四...     

小麦抗赤霉病种质筛选与Fhb1基因分布研究

为了筛选小麦抗赤霉病的种质资源,以省内外154个小麦栽培品种(系)为试验材料,采用单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定,并利用Fhb1基因的诊断性标记进行基因型检测,明确该抗性基因的利用现状。结果表明:在154份小麦品种(系)中,16份表现中抗及以上水平,占供试种质的10.39%;中感材料27份,占17.53%;感病材料111份,占72.08%。在区域分布上,江苏地区来源品种(系)的赤霉病抗性优于其他地区,且江苏淮南小麦抗性明显好于淮北小麦。共检测到7份携带Fhb1基因的小麦品种(系),其赤霉病抗性鉴定均在中抗及以上水平。从基因的分布看,Fhb1在江苏育成品种中的分布较广,而在其他地域来源的品种(系)中极少存在,说明可以进一步扩大该基因的使用,以提高育成品种的赤霉病抗性水平。     

普通小麦-十倍体长穗偃麦草衍生新品种抗赤霉病基因的分子鉴别

【目的】赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是世界范围内严重危害小麦生产的病害之一。十倍体长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)具有优良的赤霉病抗性,普通小麦-十倍体长穗偃麦草衍生新品种西农509、西农511和西农529在田间展现出较强的赤霉病抗性。本文旨在对这3个品种的赤霉病抗性基因进行分子鉴别,为它们在小麦赤霉病抗性遗传改良中的应用提供理论依据。【方法】通过赤霉病菌(Fusarium graminearum)人工接种鉴定,明确3个小麦新品种对赤霉病的抗性水平。利用偃麦草E组染色体(臂)第1—7同源群的特异引物对3个普通小麦-十倍体长穗偃麦草衍生新品种及其主要亲本小偃693、小偃597和十倍体长穗偃麦草进行分子鉴定,确定其长穗偃麦草的遗传区段。利用与长穗偃麦草7EL染色体上抗赤霉病基因Fhb7紧密连锁的标记对实验材料进行分析,明确该抗性基因与Fhb7的关系。【结果】鉴定结果表明,西农509、西农529和西农511的赤霉病抗性与中抗对照品种扬麦158的抗性水平相当,表现为中抗。105个长穗偃麦草E基因组特异标记中有7个在3个新品种中均能扩增出长穗偃麦草的特异条带,其中5个标记定位于7EL染色体臂上,2个标记定位于7ES染色体臂上。利用97个定位于7E染色体的特异标记进一步对小偃693、小偃597和3个新品种的遗传片段进行鉴别,结果表明20个标记能在5个长穗偃麦草衍生品种(系)扩增出稳定的十倍体长穗偃麦草的特异条带,其中包括与Fhb7紧密连锁的Xsdau K8、Xsdau K144、Xsdau K27、Xsdau K99、Xcfa2040和Xsdau K116等6个标记(7EL 149.00—7EL 153.77),即表明该区段源自于十倍体长穗偃麦草,跨距约89 c M。然而,已报道的7EL染色体臂末端与Fhb7两侧紧密连锁的分子标记Xsdau K60(7EL 153.77)、Xmag1932(7EL 154.70)、Xcfa2240(7EL 156.27)、Xsdau K66(7EL 158.02)、Xsdau K71(7EL 158.97)和Xsews19(7EL 160.00)等在3个新品种及小偃597中均没检出长穗偃麦草的特异条带。【结论】普通小麦-十倍体长穗偃麦草衍生新品种西农509、西农511和西农529具有较好的赤霉病抗性,携带来自于十倍体长穗偃麦草7E染色体的遗传区段,然而该抗赤霉病基因不同于Fhb7。     

山东农业大学孔令让团队在小麦赤霉病抗性遗传育种领域取得重大突破

正被称为小麦"癌症"的赤霉病是农业领域的世界性难题,严重威胁粮食生产和食品安全,是亟待解决的重大农业问题。2020年4月10日,山东农业大学孔令让教授团队在Science发表了题为Horizontal gene transfer of Fhb7 from fungus underlies Fusarium head blight resistance in wheat的研究长文。孔令让教授及其团队经过20年的持续研究,首先发现小麦近缘植物长穗偃麦草7E染色体长臂末端携带抗赤霉病主效基因,并将其命名为Fhb7,随后成功将该抗病基因转移至栽培小麦品种,明确了其在小麦抗病育种中的稳定抗性和潜在的应用价值。     

小麦抗赤霉病遗传育种研究进展及思考

小麦赤霉病是世界性病害,严重危害小麦生产,已成为我国粮食安全的重大威胁.国内外在小麦赤霉病抗源筛选、抗病基因发掘与克隆及抗赤霉病育种等方面取得重大进展.从抗赤霉病早期遗传研究、抗病基因/QTL挖掘、基因/QTL效应研究和抗病基因克隆等方面回顾了抗赤霉病遗传研究进展,并对基于表型选择和分子标记辅助的抗赤霉病育种成就进行了总结.在分析现有普通小麦抗源和外源抗性材料的育种利用局限的基础上,针对性地提出3点建议:一是加强对已育成和推广品种的抗性鉴定,筛选其中的抗病品种进行抗病基因研究;二是利用抗病基因的加性效应聚合现有品种携带的不同抗病基因,减少抗病基因与不利农艺性状的连锁累赘,培育抗赤霉病高产品种;三是加大外源基因的发掘、改造和利用.     

198份小麦种质资源赤霉病综合抗性鉴定及其FHB1抗性基因检测

选取26份小麦地方品种,75份黄淮麦区小麦改良品种,97份长江中下游麦区小麦改良品种,采用单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定并调查供试品种的穗长、株高、千粒质量和小穗密度等农艺性状.结果表明,鉴定筛选到抗病品种2个,中抗品种(系)35个,中感品种(系)77个,高感赤霉病的品种(系)84个.利用FHB1分子标记对供试小麦进行检测.其中在Fhb1位点上表现为抗病性基因型(Fhb1+)的小麦品种(系)33个,在Fhb1位点上表现为感病性基因型(Fhb1-)小麦品种(系)165个,且呈抗病基因型品种与感病基因型品种的平均病小穗率差异显著(P<0.05).FHB1分子标记检测结果为阳性的小麦品种赤霉病抗性显著高于检查结果为阴性的小麦品种.此外,筛选得到抗性达到中感及以上水平的小麦品种(系)114个,考察农艺性状发现扬麦18、宁麦19、宁麦8号、扬麦12、等18个品种(系)农艺性状优良,可作为小麦赤霉病育种的亲本选用.     

分子标记辅助选育兼抗赤霉病、白粉病和黄花叶病毒病的小麦新品系

小麦赤霉病、白粉病和黄花叶病毒病是长江中下游麦区的主要病害,因此培育多抗品种是小麦绿色生产的基础.扬麦18是多抗高产小麦品种,具有抗赤霉病基因Fhb1、抗白粉病基因Pm21和抗黄花叶病毒病数量性状位点(QTL)QYm.njau-5A,其不足是株高较高、抗倒性差.扬麦22是抗白粉病的高产品种,携带抗白粉病基因PmV,但中感赤霉病,高感黄花叶病毒病.为了培育矮秆抗倒、兼抗3种病害的小麦新品系,以扬麦18/扬麦22重组自交系群体(RIL)为材料,研究Fhb1、QYm.njau-5A在群体中的分布及其对株高、粒质量的遗传效应,并对多基因聚合效率进行评估.结果表明,在RIL群体中,Fhb1、QYm.njau-5A的分布频率分别为49.0％、50.5％,符合Hardy-Weinberg定律,说明二者可在亲子代自由传递;Fhb1阳性RIL组群的平均病小穗数显著低于Fhb1阴性RIL组群,Pm21、PmV阳性RIL家系均表现为高抗白粉病;单个QYm.njau-5A能够满足抗小麦黄花叶病毒病的育种需求;Fhb1对株高、粒质量没有显著影响;QYm.njau-5A对株高有显著的增效作用,对粒质量没有显著影响;育成兼抗3种病害的矮秆高产新品系(组合)扬17J103、扬杂麦1号进入区域试验.研究结果为利用分子标记辅助选择技术培育矮秆多抗小麦新品种提供了优异的育种材料和理论依据.     

苏麦3号、望水白赤霉病抗性遗传初步研究

小麦赤霉病是长江中下游麦区最严重的病害,对小麦生产威胁极大,因此迫切需要抗赤霉病品种.而进行小麦抗赤霉病育种工作,必然要考虑到抗性遗传规律.由于赤霉病发生受环境影响很大,抗性遗传比较复杂,研究十分困难.国外在这方面虽做了一些工作,但结论不尽一致.美国施罗德和克列斯廷生认为,赤霉病抗性是多基因控制的数量性状.日本中川元兴认为,新中长等小麦品种的赤霉病抗性受三对基因控制.而意大利小麦品种吉阿多512的赤霉病抗性,则由一对显性基因控制.在国内,近几年对赤霉病抗性遗传也进行了研究,并有一些报道,一般认为抗性属多基因控制的数量性状,遗传力偏低,有的呈加性效应.     

小麦抗赤霉病主效QTL Fhb2的遗传模式分析

为明确小麦抗赤霉病主效QTLFhb2的抗性遗传规律,采用单花滴注法接种,以病小穗数和病轴长为指标,对携带Fhb2的BC2F3、BC3F1和BC3F2小麦赤霉病的抗扩展性进行鉴定和评价。结果表明,Fhb2在温麦6号和漯麦9号2个不同的遗传背景中,杂合基因型和供体亲本苏麦3号基因型的病小穗数和病轴长均达显著差异,而与轮回亲本基因型之间的差异不显著,抗感分离比经卡方检验符合1∶3分离比例,其抗性遗传符合单个孟德尔因子控制的隐性遗传模式;携带Fhb2的纯合型单株表现出与轮回亲本相似的外观,可以作为育种材料直接利用。因此,通过与Fhb2紧密连锁分子标记的辅助选择,在F3及以后的世代中开展抗性和丰产性的鉴定筛选,将有助于提高育种效率。     

小麦拟坏死营养症状基因与赤霉病扩展抗性的分析

以宁7840和韩国品种Chokwang衍生的F10代重组近交系(RIL)群体为材料,研究拟坏死营养性症状与小麦赤霉病扩展抗性的关系。结果表明:拟坏死症状与赤霉病扩展抗性显著相关,具有坏死营养症状的RIL其病小穗率(PSS)显著低于没有该性状的株系。位于3BS上的Fhb1能够解释21%的表型变异,而拟坏死营养症状(Lesion mi mic,LM)基因对PSS的影响基本独立于Fhb1,二者没有显著的互作关系。这表明LM性状的表达具有一因多效作用,能够介导小麦的广谱抗性,对活体营养性病原菌引起的病害(如小麦锈病)和腐生营养性病原菌引起的赤霉病均有抑制作用,这类广谱基因在育种中可能具有重要的应用价值。     

Fhb1基因不同等位变异在小麦品种资源中的分布

小麦抗赤霉病基因中,Fhb1基因的抗性最强且最稳定。为了解620份小麦品种(系)Fhb1区段内PFT(pore-forming toxin-like)基因不同等位变异的情况及其地理分布规律,我们采用基因扩增和KASP基因分型技术对其进行了鉴定。检测结果表明,在这些小麦品种中,共存在3种基因型,即PFT-Ⅰ基因型(GT)、PFT-Ⅱ基因型(AC)和PFT-Ⅲ基因型(null),其频率分别为10.65%、14.19%和75.16%,即只有约四分之一的小麦品种携带PFT基因。PFT-Ⅰ基因型主要分布在国内地方品种以及陕西、江苏和山东等地的育成品种中;而PFT-Ⅱ基因型则主要分布在河北、河南和山东等地的育成品种中。PFT-Ⅰ是小麦抗赤霉病的必需基因型。因此,这些含PFT-Ⅰ基因型的小麦品种(系)可作为小麦抗赤霉病品种选育的基础材料。     

小麦抗赤霉病的遗传改良进展

小麦赤霉病是一种流行性的毁灭性病害,近年来在我国逐渐由长江中下游地区向黄淮麦区蔓延,给我国的小麦生产和粮食安全带来严重威胁。系统阐述了我国小麦抗赤霉病的遗传机制、外缘抗源的利用及抗赤霉病品种的选育等方面的遗传改良研究进展。分析了小麦抗赤霉病育种的2种技术路线,提出在加强小麦抗赤霉病优秀种质资源搜集的同时,结合分子育种技术与常规育种手段,加快小麦赤霉病抗性改良研究进程。     

小麦条锈病抗性基因研究进展及在育种中的应用

概述了近年来已命名和暂命名的小麦条锈病抗性基因的来源、染色体定位、分子标记研究及基因克隆状况,回顾了我国抗性品种与生理小种对抗的演变,并从抗条锈病基因抗性表达的发育期、遗传方式、抗性状况、在生产中出现的频率及遗传研究方法几个方面对小麦抗条锈病基因加以评价,为小麦抗条锈基因的利用和研究提供参考.同时浅析了分子标记在小麦抗条锈基因聚合育种中的应用     

中国小麦抗赤霉病育种研究进展

小麦赤霉病是中国南方麦区,尤其是长江中下游地区的一种严重病害。文章系统阐述了中国在小麦抗赤霉病种质资源筛选、抗性遗传、抗性与其它农艺性状的相关、抗性机制和抗病育种等方面的最新研究进展。尽管在小麦及其亲缘植物中还未发现免疫类型,但不同小麦品种间的抗性存在显著差异。小麦抗赤霉病性表现为数量性状的遗传特征。不同抗源之间抗病基因的数目和所涉及的染色体也不同,彼此可以杂交重组。抗性与农艺性状之间不一定存在必     

小麦赤霉病与抗病育种若干问题的探讨

论述了小麦赤霉病的抗侵染性和抗扩展性的强弱和组配 ,及对小麦赤霉病抗性的影响。中抗侵染和强抗扩展的品种为较好的抗性 ,其对赤霉病可以保持较稳定的抗性。小麦赤霉病一般属于多基因效应 ,两个不抗赤霉病的小麦品种都含有抗赤霉病的微效性基因 ,则可以通过杂交累加或重组 ,选出抗病的品种 ,带有抗赤霉病微效抗性基因的品种 ,采用系统选择或辐射的方法 ,亦可以选出抗赤霉病能力较强的品种。本文最后还提出抗赤霉病育种的对策。     

小麦赤霉病新抗源W01的抗性及相关经济性状分析

为鉴定小麦赤霉病新抗源W01的抗性,溯源其抗性基因,综合评价其育种利用价值,以高产、中感赤霉病的扬麦15为母本,分别与W01和苏麦3 号组配杂交组合,以两个组合的F2遗传群体为研究对象,比较分析W01和苏麦3号的赤霉病抗性及其与株高、穗数、籽粒之间的关系.结果表明,W01和苏麦3号均含有抗赤霉病主效基因PFT-1和His-1,抗性均达到抗(R)水平,二者抗性相当.但W01株型紧凑,植株较矮,分蘖力较强,且丰产性和品质均优于苏麦3号.在与扬麦15组配的F2群体中,W01组合的抗性表现突出,中抗(MR)以上单株比例达91％,且整个群体没有感病(S)和高感(HS)单株出现,其抗性的遗传力高于苏麦3号组合,两个遗传群体的赤霉病性状与株高显著正相关,与有效穗数显著负相关.综合结果表明,W01是可以应用于改良小麦赤霉病抗性的优异育种材料.