小麥抗條銹病遺傳資源評價及抗性新基因發(fā)掘.pdf

1、由條銹菌(PucciniastriiformisWest.f.sp.Tritici)引起的小麥條銹病是世界性小麥病害。條銹病是我國小麥生產(chǎn)中最嚴重、最廣泛的病害，每年均會發(fā)生大面積的危害。從目前小麥生產(chǎn)和育種的情況來看，雖然抗病品種或抗性材料數(shù)量多，但抗性基因單一化并未根本改變。因此，了解現(xiàn)有品種(系)和育種材料的抗性狀況和基因分布，挖掘新的抗病基因具有重要的意義。本研究從抗性評價、抗性基因遺傳分析及其分子標記等三個方面對小麥抗條銹病基

2、因資源進行研究。主要結(jié)果如下： 1.鑒定、篩選了一批小麥抗條銹病資源。利用條銹菌優(yōu)勢小種CYR31、CYR32和混合小種對從國內(nèi)外征集的106份普通小麥品系進行了苗期抗性鑒定。結(jié)果表明，NIL-2和NIL-7等20份品系對3類生理小種均表現(xiàn)高度抗??；Houtman和17IBWS17等26份品系表現(xiàn)中度抗病：17IBWSN53和17IBWSN31等33份表現(xiàn)中度感??；LOwan和Wilgoyre等27份表現(xiàn)高度感病。所鑒定出的抗源

3、大多數(shù)來自國外，這為四川小麥抗條銹病育種奠定了較為豐富的基因資源。從本研究中同時還發(fā)現(xiàn)，3類小種的毒性大小表現(xiàn)為：混合小種>CYR32>CYR31。 2.首次在四川盆地對小麥慢條銹性進行了初步研究。利用條銹菌混合小種對51份小麥品系在四川盆地的慢條銹性進行了評價。通過不同生育階段的抗病性表現(xiàn)，將參試品系劃分為5種類型：G1-高度抗銹類型(嚴重度10％以下)，G2、G3屬慢銹類型(嚴重度10-40％)，G4-高度感銹類型(嚴重度5

4、0％以上)和G5-高溫抗病類型。在分期播種條件下，對條銹菌侵染敏感程度表現(xiàn)為：G1和G4類型的抗感表現(xiàn)與播期無關，而G2和G3類型中的部分品系和G5類型的抗感反應與播期密切相關。初步篩選出ICARDA-53和0R7207等14份品系具有慢條銹性；Giles和Kauzs等6份品系具高溫抗條銹性。最終嚴重度可用于慢條銹性鑒定及育種參考的簡單指標。 3.分析了2份來自敘利亞和2份來自CIMMYT小麥材料對條銹病的抗性遺傳。利用條銹菌優(yōu)

5、勢小種CYR31和CYR32對源于敘利亞小麥ICA31和ICA70分別與川麥28雜交的F1、F2和BC1群體進行抗性遺傳分析。結(jié)果表明，ICA31對CYR31和CYR32小種的抗條銹性均表現(xiàn)為由1對顯性純合基因控制；ICA70對CYR31小種的抗條銹性表現(xiàn)為由1對顯性基因和1對隱性基因互補作用控制，而對CYR32小種的抗條銹性表現(xiàn)為由1對隱性基因控制：用CYR32小種對來自CIMMYT的兩份小麥CI-66和CI-9與川麥28雜交后代的F

6、1、F2和BC1群體進行遺傳分析，CI-66的抗條銹性由1對顯性純合基因控制；而CI-9的抗條銹性則由1對隱性基因控制。為抗性基因的合理利用提供了重要的遺傳信息。 4.發(fā)現(xiàn)了一個新的抗條銹基因YrP81并利用分子標記定位于2BS。利用條銹菌優(yōu)勢小種CYR32，對小麥品系P81和川麥28雜交后代F1、F2群體進行抗性鑒定，基因等位性測定，并用SSR和RGAP對F2群體進行了抗條銹基因的分子標記。結(jié)果表明，P81攜帶一個對CYR32

7、表現(xiàn)免疫的顯性抗病基因；等位性測定結(jié)果表明該基因不同于yr5、Yr10、Yr15和Yr26，暫定名YrP81。篩選到Xgwm429251bp、WMC25230/170bp、WMC770180bp和Xgwm148260bp等4個SSR標記與抗條銹基因YrP81緊密連鎖，遺傳距離分別為2.3cM、19.7cM、3.5cM和5.0cM。這4個SSR標記引物均位于2BS上，因而yrP81位于2BS上。從586對簡并RGAP引物中篩選到2個標記R

8、GA1250bp(NLRR/XLRR)和RGA2235bp(Ptokin4/NLRR-INV2)與YrP81連鎖，遺傳距離分別為3.5cM和5.2cM。抗性基因與標記之間的連鎖關系為：-WMC25-RGA2-RGA1-Xgwm429-YrP81-WMC770-Xgwm148-著絲點-。根據(jù)抗性鑒定、系譜來源和分子診斷的結(jié)果，表明YrP81不同于目前已定位在2BS上的Yr27、Yr31和YrCN19，YrP81是一個新的抗條銹病基因。

9、 5.發(fā)現(xiàn)了一個新的抗條銹基因YrICA56并利用分子標記定位于2DS。源自敘利亞小麥品系ICA56對小麥條銹菌優(yōu)勢生理小種CYR30、CYR31、CYR32均表現(xiàn)免疫反應。利用CYR32對川麥28/ICA56的正交、反交F1代以及F2代分離群體進行抗病鑒定，結(jié)果表明ICA56的抗條銹性受單顯性核基因控制?；虻任恍詼y定表明，ICA56中所含抗性基因不同于Yr5、Yr10、Yr15和Yr26，暫將該基因定名為YrICA56。利用SS

10、R標記對YrICA56基因進行了定位與作圖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)5個SSR標記Xgwm296242bp、Xgwm210287bp、Xgwm261190bp、WMC503310bp和WMC112220bp與YrICA56基因連鎖，遺傳距離分別為7.0cM、14.1cM、10.4cM、16.6cM和4.5cM。YrICA56基因與分子標記之間的連鎖關系為：-WMC503-Xgwm261-Xgwm296-YrICA56-WMC112-Xgwm210-著絲