CIMMYT小麦PBW343和Muu中条锈和叶锈成株抗性QTL分析

为发掘CIMMYT小麦品种PBW343和Muu中条锈和叶锈成株抗性基因,以PBW343与Muu杂交的146个F6代重组自交系为材料,种植于田间调查鉴定,并利用31个SSR标记、16个EST标记和502个DArT(Di-versity Arrays Technology)标记构建连锁图,采用复合区间作图法进行小麦条锈病和叶锈病的成株抗性QTL分析,发现了2个控制小麦抗条锈病和1个控制小麦抗叶锈病的QTL,分别位于2AL、2BL和5BL上,解释8.89%,10.81%和12.82%的表型变异,3个QTL均来自小麦品种Muu。这2个小麦抗条锈QTL和1个抗叶锈QTL的发掘,将为小麦抗病育种提供理论和技术支持。     

CIMMYT小麦Kingbird和PBW343中条锈病和叶锈病成株抗性QTL分析

为检测和定位CIMMYT小麦Kingbird和PBW343中的成株慢锈QTL,以Kingbird和PBW343作为亲本进行杂交、多次自交得到的181个F6代重组自交系(RILs)为材料,种植于墨西哥田间进行抗叶锈病和条锈病鉴定,获得群体的表现型数据。同时利用406个在亲本间有多态性的多样性序列芯片技术(DArT)标记检测181个家系,获得群体的基因型数据。结合表现型数据和基因型数据,利用软件Map manager QTXb20和QTL IciMapping 3.2软件,采用复合区间作图法进行成株抗叶锈和条锈QTL分析,结果共检测到3个抗叶锈QTL和1个抗条锈QTL,分别位于1A、7DS、5BL、3BS染色体上,解释5.57%、11.94%、5.11%、9.03%的表型变异。其中,位于7DS和3BS染色体上的QTL来自Kingbird,位于1A和5BL染色体上的QTL来自PBW343,这些成株慢锈QTL丰富了现有的小麦成株慢锈基因库。     

四川地方小麦品种条锈病抗性研究

【目的】利用获得的小麦条锈病成株抗性"一致性"QTL位点SSR分子标记,结合田间抗性表型鉴定,揭示四川地方小麦品种的条锈病抗性遗传多样性。【方法】通过QTL元分析技术,将已定位的小麦条锈病成株抗性QTL整合于同一张连锁图谱,获得条锈抗性"真实"QTL区段。并利用QTL区段内的SSR标记,结合田间条锈病抗性表型鉴定,对64份四川地方小麦品种抗条锈病多样性进行研究。【结果】通过元分析,获得7个控制小麦条锈病成株抗性MQTL。成株期条锈病抗性鉴定发现11份四川地方小麦品种表现为免疫或近免疫,其发病严重度、平均普遍率和病情指数低于10%。标记/性状关联分析发现3个与四川小麦地方品种条锈病成株抗性存在显著关联的SSR标记位点。【结论】四川地方小麦品种条锈病抗性表现差异显著;小麦条锈病成株抗性关联SSR标记的获得为利用条锈病抗性基因提供了分子标记辅助选择手段。     

小麦品种川麦107对条锈病成株抗性的QTL定位

【目的】发掘川麦107中的条锈病成株抗性基因及与其紧密连锁的分子标记,为小麦持久抗性育种提供基因和分子标记辅助选择工具。【方法】在墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)Toluca试验站、中国成都和雅安3个环境下,对川麦107/Avocet-YrA组合的F5代重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体进行了小麦条锈病成株抗性鉴定,在此基础上利用SSR标记和复合区间作图法对成株抗性基因进行定位。【结果】在1B染色体长臂远端的Xcwem32和Xgwm818位点之间(连锁距离3.9cM)检测到1个主效QTL,暂定名为QYr.saas-1BL。该主效QTL在3个试验环境下分别解释19.3%、16.9%和27.4%的表型变异。【结论】QYr.saas-1BL是川麦107中对条锈病有持久抗性的成株抗性QTL。     

小麦叶锈病成株抗性研究进展与展望

小麦叶锈病是由叶锈菌(Puccinia triticina)侵染引起的一种真菌性病害,是我国小麦的主要病害之一。其抗性分为苗期抗性和成株期抗性,苗期抗性具有较好的小种专化抗性,成株期抗性则具有较好的持久性,因此,选育成株期抗性品种对于减少因叶锈病危害造成的产量损失至关重要。主要综述了小麦叶锈病成株抗性(Adult-plant resistance,APR)的研究进展和发展现状,并展望了叶锈病成株抗性基因在小麦育种中的应用前景。已经有研究报道了位于小麦16条染色体上的70个叶锈病成株抗性数量遗传位点(quantitative trait loci,QTL),其中,位于染色体1BS,1BL,2AL,2BS(2个),2DL,4DL,5BL,6AL,7BL和7DS上的11个位点对叶锈病的抗性具有多效性。分子标记类型的增加和测序技术的改进,尤其是高通量基因分型技术的发展,将会促进这些数量性状位点的精细定位与克隆,使这些抗叶锈病基因快速应用于小麦抗性育种,增强小麦新品种抗叶锈病的持久性。     

小麦品系西农1163-4抗叶锈病基因的遗传分析和分子作图#br#

【目的】小麦品系西农1163-4高抗小麦叶锈、条锈和白粉病,综合农艺性状良好。明确该小麦品系中所含的抗叶锈病基因及遗传特点,找到与其紧密连锁的分子标记,有利于抗病基因利用和培育抗病新品种。【方法】将西农1163-4与感病品种Thatcher杂交,获得F1、F2代群体,利用中国叶锈菌优势小种THTT进行苗期抗性鉴定和抗性遗传分析;采用SSR技术对西农1163-4所携带的抗叶锈基因进行分子标记研究,共筛选了1 273对SSR引物。【结果】小麦品系西农1163-4对多个叶锈菌小种具有良好的抗病性,对THTT的抗性是由1个显性基因控制,该基因暂命名为LrXi。获得了与LrXi紧密连锁的3个微卫星分子标记Xbarc8、Xgwm582、Xwmc269和1个STS标记(ω-secali/Glu-B3),将LrXi定位于小麦1BL染色体上。距离最近的2个微卫星位点是Xgwm582、Xbarc8,与抗叶锈基因间的遗传距离分别为2.3 cM和3.2 cM。【结论】LrXi位于1BL染色体,抗叶锈表现不同于所有已知抗叶锈病基因,该基因的发现将有利于丰富中国抗叶锈病基因资源,为培育持久抗病品种奠定基础。     

小麦品系西农1163-4抗叶锈病基因的遗传分析和分子作图

【目的】小麦品系西农1163-4高抗小麦叶锈、条锈和白粉病,综合农艺性状良好。明确该小麦品系中所含的抗叶锈病基因及遗传特点,找到与其紧密连锁的分子标记,有利于抗病基因利用和培育抗病新品种。【方法】将西农1163-4与感病品种Thatcher杂交,获得F1、F2代群体,利用中国叶锈菌优势小种THTT进行苗期抗性鉴定和抗性遗传分析;采用SSR技术对西农1163-4所携带的抗叶锈基因进行分子标记研究,共筛选了1 273对SSR引物。【结果】小麦品系西农1163-4对多个叶锈菌小种具有良好的抗病性,对THTT的抗性是由1个显性基因控制,该基因暂命名为LrXi。获得了与LrXi紧密连锁的3个微卫星分子标记Xbarc8、Xgwm582、Xwmc269和1个STS标记(ω-secali/Glu-B3),将LrXi定位于小麦1BL染色体上。距离最近的2个微卫星位点是Xgwm582、Xbarc8,与抗叶锈基因间的遗传距离分别为2.3 cM和3.2 cM。【结论】LrXi位于1BL染色体,抗叶锈表现不同于所有已知抗叶锈病基因,该基因的发现将有利于丰富中国抗叶锈病基因资源,为培育持久抗病品种奠定基础。     

中国小麦品种兰天9号慢叶锈性QTL分析

【目的】由小麦叶锈菌（Puccinia triticina）引起的小麦叶锈病是影响小麦稳产、高产的一种重要真菌病害。目前防治小麦叶锈病最经济、安全、有效的方法是种植抗病品种。中国小麦品种兰天9号苗期对大多数叶锈菌小种表现感病,成株期对小麦叶锈菌则表现为明显的慢锈性。研究旨在分析中国小麦品种兰天9号的成株抗叶锈性,发掘其中含有的QTL,并利用分子标记进行定位,为小麦分子育种提供理论基础。【方法】利用抗病亲本兰天9号和感病亲本辉县红杂交获得到197个家系的F_2:3群体,2011-2014年连续3年在河北保定种植,并利用3个叶锈菌生理小种混合菌种（THTT、THTS、THTQ）进行田间接菌,小麦成株期调查最终发病严重度,获得表型数据。利用1 232对SSR标记对兰天9号、辉县红以及F_2:3群体进行基因检测,获得基因型数据。结合表型数据和基因型数据,利用Map Manager QTXb20创建连锁图、QTL Icimapping 3.2软件进行抗叶锈病QTL分析。【结果】检测到5个QTL,其中位于2B染色体上的QTL暂命名为QLr.hbau-2BS,在连续两年的数据结果中都被检测到,解释的遗传变异分别为6.0%和9.1%;标记区间分别为Xbarc55-Xgwm148和Xgwm429-Xwmc154;LOD值分别为2.6和3.46;加性效应分别为-6.1和-8.7;显性效应分别为3.03和3.4。1B染色体上1个QTL暂命名为QLr.hbau-1BL.2,连续两年被检测到,解释的遗传变异分别为7.7%和10.7%;标记区间为Xwmc766-Xbarc269;LOD值分别为2.5和3.1;加性效应分别为-1.0和-1.1;显性效应分别为-13.0和-14.9。其他3个QTL只在一个年份被检测到,1B染色体上暂命名为QLr.hbau-1BL.1、4B上暂命名为QLr.hbau-4BS、3A上暂命名为QLr.hbau-3A,均在2011-2012年度检测到,解释的遗传变异分别为11.7%、8.5%、5.6%;标记区间分别为Xbarc80-Xwmc728、Xgwm495-Xwmc652和Xgwm161-Xbarc86;LOD值分别为5.1、4.0和2.8;加性效应分别为6.5、-5.5和-3.1;显性效应分别为-6.5、6.2和6.6。QLr.hbau-1BL.1来源于感病亲本辉县红,其余4个QTL来源于兰天9号。【结论】结合田间表型数据和基因型数据,检测到位于1B、2B、3A、4B染色体上5个控制成株抗叶锈的QTL。     

30个重要小麦生产品种抗叶锈性基因分析

【目的】小麦叶锈病是影响中国小麦产量的重要病害之一,培育持久抗病品种可以经济、有效地控制该病害。论文通过基因推导结合系谱分析、分子标记及成株抗病鉴定对小麦生产品种中抗病基因进行鉴定,从而确定小麦品种中所携带的抗病基因。【方法】选用18个小麦叶锈菌菌系(PHGQ、THJT、PHJT、KHJS、PHJS、THTT?、KHHT、FHRT、FHJQ、PHTT、THTT?、PHTT、FHTR、FHHT?、FHHT?、TGGT、FHTT、FGMT)接种36个已知抗叶锈病基因载体品种和中国的30个小麦生产品种进行苗期抗叶锈病基因推导,进一步利用9个与已知抗病基因紧密连锁的特异性标记进行标记检测,同时系谱分析法确定供试小麦品种中所携带的已知抗叶锈病基因。为了鉴定小麦品种的成株抗性基因,在2014—2015和2015—2016年度将30个小麦品种、慢锈对照品种SAAR和感病对照品种郑州5389种植于河北农业大学小麦试验田和河南周口黄泛区农场试验田,田间用混合生理小种(FHRT、THTT、THJT)接种进行成株抗叶锈性鉴定,进一步运用软件IBM SPSS Statistics 19.0进行方差分析(ANOVA),根据苗期与成株期的侵染型排除具有主效抗性基因的品种,将田间最终严重度(当达到发病高峰时调查的严重度为最终严重度,final disease severity,FDS)明显小于或与慢锈对照SAAR无显著差异的作为慢锈品种,从而筛选出表现慢锈的小麦品种。【结果】基因推导、系谱分析结合标记检测结果表明,30个小麦生产品种中有4个品种(鄂恩5号、鄂麦14、陕229和西农979)含有抗病基因Lr1,10个品种(鄂恩1号、鄂恩5号、鄂恩6号、贵农16、陕225、陕354、陕715、陕合6号、陕麦509和陕农7859)携带有抗病基因Lr26,2个品种(陕225和小偃81)经分子标记检测含有慢锈抗病基因Lr46,另外还有3个品种(西农979、陕229和贵农16)可能含有基因Lr13,所有供试品种均不含Lr9、Lr10、Lr19、Lr20、Lr24和Lr34抗病基因。根据2年2点的田间抗叶锈病鉴定筛选出18个表现慢锈的品种,且方差分析结果表明各品种间和地点间差异均极显著,年份间差异显著,品种与地点间、品种与年份间差异均极显著,而品种与重复间和重复间均不显著,这表明小麦叶锈病抗性的表达受基因型和环境互作共同影响。【结论】30个小麦品种中共检测到Lr1、Lr26、Lr13和Lr46等4个抗叶锈病基因,其中Lr46为成株抗病基因,通过田间抗性鉴定共检测出18个品种可能携带成株慢锈基因,所有慢锈材料中可能含有未知成株抗叶锈病基因,需要进一步进行遗传鉴定。     

普通小麦白粉病成株抗性的QTL分析

【目的】以普通小麦加倍单倍体（doubled haploid,DH）群体（旱选10号×鲁麦14）的150个株系为材料,鉴定其白粉病成株抗性并进行QTL定位,以期发掘具有显著效应以及不同环境中稳定表达的主效QTL,为改良小麦白粉病成株抗性提供理论依据及分子标记。【方法】运用基于混合线性模型的复合区间作图法,对DH群体在4种单一环境条件下及基因型与环境互作情况下白粉病成株抗性进行QTL定位。【结果】4种单一环境条件下共检测到15个控制白粉病成株抗性的加性效应QTL,对白粉病成株抗性表型变异的贡献率为3.8%～21.0%;考虑基因型与环境互作的情况下检测到9个加性QTL,分别与单一环境下检测到的加性QTL位于相同的标记区间,位于染色体2A、2B、3A、5A、5B、6B、7A、7B和7D上。4种单一环境下检测到17对上位性效应QTL,对白粉病成株抗性表型变异的贡献率为1.1%～28.4%;考虑基因型与环境互作情况下检测到19对上位性QTL,其中7对与单一环境下的上位性QTL位于相同的标记区间。控制白粉病成株抗性的QTL来自于双亲,DH群体中有白粉病成株抗性超亲的株系存在。【结论】白粉病成株抗性受加性和上位性QTL的共同作用;在基因型与4种环境互作情况下检测到的QTL中,分别有9个加性QTL和7对上位性QTL与单一环境下的QTL位于相同的标记区间,这些在不同环境条件下重复出现的QTL具有较好的稳定性;通过分子标记辅助选择等方法重组、聚合目标QTL,将能够选育出白粉病抗性强的小麦品种。     

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。     

小麦抗纹枯病种质创新及QTL定位的初步研究

【目的】纹枯病已成为影响中国小麦高产、稳产的主要病害之一，创造抗纹枯病小麦种质，并探讨其抗性遗传特点，是启动小麦抗纹枯病遗传育种研究的基础。【方法】以中国育种中很少利用的ARz和Niavt14为纹枯病抗源，以大面积推广品种扬麦158等为受体亲本，通过复交组合，聚合抗病基因；用单粒传法构建含137个重组自交系ARz/扬麦158遗传群体为材料，以致病力较强的R-46菌株为纹枯病病原，分别用沟带接菌法和牙签接菌法进行抗纹枯病的接菌鉴定。【结果】创造出02P12、02P315等兼抗纹枯病、赤霉病或白粉病的新种质；ARz/扬麦158群体在牙签接菌法中，病情指数介于29.8%～64.4%之间，在沟带接菌法中，病情指数介于25%～75%之间，病情指数均呈正态分布，具数量遗传的特点；单标记分析法对97个在抗感池或亲本间呈多态性的位点进行回归分析，获得Xgdm67等11个与纹枯病抗性极显著相关的SSR标记，能解释群体纹枯病病情指数变异的5.0%～13.0%，其中Xgwm247、Xgdm67、Xwmc94和Xgwm437在牙签接菌法和沟带接菌法的抗性资料中都能检测到；用MapManager QTXb17 建立了14 条连锁区段,并用区间作图法检测到与小麦纹枯病抗病相关的2个QTL位点，其中，Xgdm67～Xbarc172之间的QTL在两种接种条件下都能检测到，LOD值分别为4.0和3.63，能够解释表型变异14.36%和12.3%；Xwmc94～Xwmc273.2之间的QTL只能在牙签法中检测到，其LOD值和贡献率分别为2.3和14.68%。【结论】初步认为在7D上存在抗小麦纹枯病的主效QTL。     

两个中国小麦品种中抗叶锈基因的遗传分析和基因定位

【目的】确定来自四川的两个小麦品种绵阳351-15和SW8588所携带的抗叶锈基因,为选育持久抗锈品种提供理论依据。【方法】在苗期用15个叶锈菌生理小种接种小麦品种绵阳351-15、SW8588和30个含有已知抗叶锈基因的近等基因系,推导2个材料中所含有的抗叶锈病基因,同时以小麦抗叶锈品种绵阳351-15和SW8588分别同感病品种郑州5389杂交获得F1和F2代群体,用叶锈菌小种FHTT接种各亲本及其杂交后代,进行抗叶锈遗传分析,并利用SSR和STS标记进行抗叶锈病基因的分子定位。【结果】经苗期基因推导发现SW8588中含有未知基因不同于已知抗叶锈病基因Lr1,绵阳351-15中可能含有已知抗叶锈病基因Lr1。用叶锈菌小种FHTT接种各F1和F2代群体,2个F2代群体抗感单株分离比例均符合3﹕1的理论分离比例,表明2个亲本对小种FHTT的抗病性均由1个显性基因控制。经过分子标记分析,在小麦材料绵阳351-15中发现该抗叶锈基因与位于5DL的SSR标记barc144和wmc765连锁,其遗传距离分别为8.9和20.8 cM,并同Lr1的STS标记WR003共分离,确定在小麦材料绵阳351-15中对小种FHTT的抗病性由抗叶锈基因Lr1提供;经分子标记检测SW8588中含有1对显性的抗叶锈病基因,暂命名为LrSW85,该基因位于5DL染色体上与Lr1的STS标记WR003共分离,该抗叶锈基因可能是Lr1的等位基因或紧密连锁基因。【结论】通过基因推导、遗传分析和分子标记等手段,确定小麦材料绵阳351-15中含有抗叶锈基因Lr1;小麦材料SW8588中含有抗叶锈基因LrSW85,该基因可能为Lr1的等位基因或紧密连锁基因。     

458份小麦品种(系)抗病性状功能基因的KASP标记检测

[目的]研究不同小麦品种(系)抗病性状功能基因的分布状态,分析小麦品种(系)的抗病功能基因,为小麦抗病育种提供理论依据.[方法]利用KASP技术通过1个抗白粉病分子标记(Pm21)、1个抗条锈病分子标记(Yr15)和2个抗叶锈病分子标记(Lr14、Lr68),检测458份小麦品种(系).[结果]筛选出携带Pm21标记材...     

10个小麦新品种（系）抗小麦叶锈性评价

 【目的】明确小麦新品种（系）河农5290、河农58-3、河农825、河农826、河农827、河农6049、河农6251、河农6425、河农7106和河农9206的抗叶锈性,确定其应用潜力,为合理推广使用这些品种（系）提供依据。【方法】采用16个具有鉴别能力的小麦叶锈菌株对测试的10个材料进行苗期抗性鉴定和基因推导;选用其中6个菌株对其进行田间成株期抗叶锈性鉴定和基因推导,同时,结合使用已报道的15个抗叶锈病基因稳定的分子标记对测试材料进行抗叶锈基因的分子检测。【结果】河农6425和河农9206含有抗病基因Lr1和Lr26,河农825、河农826、河农827、河农6049和河农6251含有Lr26。河农58-3、河农5290、河农6251和河农825对大部分供试菌株表现抗性,可能含有测试基因以外的或未知抗叶锈基因。【结论】河农58-3、河农5290和河农6251具有抗叶锈病应用潜力。