作物杂志,2024, 第4期: 90–95 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.04.011

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

晋东南小麦品种(系)部分抗病基因的KASP标记检测

闫金龙(), 张东旭, 冯丽云, 邬志远, 李翊娟, 张俊灵()   

  1. 山西农业大学谷子研究所,046011,山西长治
  • 收稿日期:2023-04-10 修回日期:2023-06-19 出版日期:2024-08-15 发布日期:2024-08-14
  • 通讯作者: 张俊灵,主要从事小麦育种工作,E-mail:sxgzszjl@163.com
  • 作者简介:闫金龙,主要从事小麦育种及推广工作,E-mail:yanjinlong112@163.com
  • 基金资助:
    中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX2021C020);山西农业大学生物育种工程项目(YZGC024)

Identification of Disease Resistance-Related Genes of Wheat Cultivars (Lines) in Southeastern Shanxi by KASP Assays

Yan Jinlong(), Zhang Dongxu, Feng Liyun, Wu Zhiyuan, Li Yijuan, Zhang Junling()   

  1. Millet Research Institute, Shanxi Agricultural University, Changzhi 046011, Shanxi, China
  • Received:2023-04-10 Revised:2023-06-19 Online:2024-08-15 Published:2024-08-14

摘要:

为明确晋东南地区小麦品种(系)中抗病基因分布,利用7套包括条锈病、叶锈病、白粉病的抗性基因相关KASP标记对晋东南地区47个品种(系)进行基因检测。结果显示,在47份材料中,有40份含有抗叶锈病基因Lr14a,占参试材料的85.1%;未检测到抗叶锈病基因Lr34;有4份检测到抗叶锈病基因Lr46,占比8.5%;有12份含有抗叶锈病基因Lr68,占比25.5%;未检测到条锈病抗性基因Yr15;只有1份材料含有白粉病抗性基因Pm21。在检测的6个抗病基因中,只有1份材料(16-7885)含有3个基因(Lr14a、Lr46、Lr68),且全部为叶锈病抗性基因;14份材料含有2个抗病基因,其中11份材料(长4853、长5553、12-9499、16-7381、16-7527、17-9627、17-6665、17-7103、17-6925、17-6755、17-9467)含有2个叶锈病抗性基因(Lr14aLr68);2份材料(长6359、长6990)含有(2个叶锈病抗性基因Lr14aLr46);1份材料(17-6891)含有白粉病抗性基因Pm21和叶锈病抗性基因Lr46

关键词: 晋东南, 小麦, 抗病, KASP标记, 育种

Abstract:

In order to clarify the distribution of resistance genes in wheat varieties (lines) in southeastern Shanxi, seven pairs of KASP markers relating stripe rust, leaf rust and powdery mildew resistance genes were used for gene detection of 47 varieties (lines) in southeastern Shanxi. The results showed that in all 47 tested materials, 40 materials contained the leaf rust resistance gene Lr14a, accounting for 85.1% of the total materials; Leaf rust resistance gene Lr34 was not detected; The leaf rust resistance gene Lr46 was detected in four materials, accounting for 8.5% of the total materials; There were 12 materials containing leaf rust resistance gene Lr68, accounting for 25.5% of the total materials; No stripe rust resistance gene Yr15 was detected; Only one material contained powdery mildew resistance gene Pm21. Among the six resistance genes detected, only one material (16-7885) contained three genes (Lr14a, Lr46, Lr68), and all of them were leaf rust resistance genes. There were 14 materials containing two resistance genes, in which 11 materials (Chang 4853, Chang 5553, 12-9499, 16-7381, 16-7527, 17-9627, 17-6665, 17-7103, 17-6925, 17-6755, 17-9467) contained two leaf rust resistance genes (Lr14a and Lr68), two materials (Chang 6359, Chang 6990) contained two leaf rust resistance genes (Lr14a and Lr46), one material (17-6891) contained powdery mildew resistance gene Pm21 and leaf rust resistance gene Lr46.

Key words: Southeastern Shanxi, Wheat, Disease-resistance, KASP markers, Breeding

表1

相关基因及标记详细信息

基因
Gene
标记
Marker
FAM引物
FAM primer
HEX引物
HEX primer
通用引物
Common primer
Lr14a
ubw14
CTACACTAGTACTACTTTGAGACAATTTTTT ACACTAGTACTACTTTGAGACAATTTTAA AACAAACTCCAGTGTAAACACCACAGTTT
Lr34
Lr34_TCCIND
GGTATGCCATTTAACATAATCATGAA
GGTATGCCATTTAACATAATCATGAT
TACTATATGGGAGCATTATTTTTTTCC
Lr46 Lr46g AGCGGATCTGAGGTTTCCCTCC AGCGGATCTGAGGTTTCCCTCT CACCAGAGCCGACAACGGCAA
Lr68 Lr68-2 CGTGTCTTGGACCTGAGCAAT CGTGTCTTGGACCTGAGCAAC TGACCTGAGTCCCGTCAAGA
Yr15-1
Yr15-R5
AGTCAACTTGGATTACACTGAAGTT
AGTCAACTTGGATTACACTGAAGTC
AGATATCACACTGAACATACTGATGAG
Yr15-2 Yr15-R8 CAGATCCCCGGTTCTCTCAAG CAGATCCCCGGTTCTCTCAAA CCCCCAAATGATCGAGAATA
Pm21 Pm21_SNP GTGCTTTCCTGTGTGAACAGAGAT GTGGTTTCCTGTGTGAACACAGAA CACGACTCCACCCAGCAGC

表2

47份晋东南地区材料的抗病相关KASP标记基因分型

品种(系)Variety (line) 组合Combination Lr14a Lr34 Lr46 Lr68 Yr15 Pm21
晋麦63 Jinmai 63 旱83-3227/长治2017 +
长6878 Chang 6878 临旱5175/晋麦63号 +
长4640 Chang 4640 长治5613/晋麦63号 +
长6154 Chang 6154 晋麦63号/运8337-17-5-2-1 +
长6452 Chang 6452 晋麦63号/长治4025 + ?
长6359 Chang 6359 82230-6/94-5383 + +
长4738 Chang 4738 82230-6/94-5383
长5222 Chang 5222 98-6619/98-5764 +
长8744 Chang 8744 晋麦62号/98-6160 +
长4853 Chang 4853 CA9660/97-6828 + +
长6990 Chang 6990 03-6564/晋太170 + +
长7080 Chang 7080 03-6838/核丰4号 +
长6794 Chang 6794 京农CR188/长6452 +
长5804 Chang 5804 京农CR188/长6452 +
长6388 Chang 6388 长8744/长4738
长7170 Chang 7170 长6878/长4738
长6213 Chang 6213 长6878/长4738 +
长5638 Chang 5638 长治05-5981/运麦268 +
长5553 Chang 5553 邯00-5030/长4738 + +
12-9499 邯00-5030/长6564 + +
14-7052 长4738/临旱7061//长4738 BC3F3 +
15-6062 长 8744/长4738 +
16-7228 长4738/临旱7061//长4738 BC3F3
16-7381 运麦268/太原11406 + +
16-7425 洛旱6号/长6452
16-7527 良星99/08-5430 + +
16-7117 长4738/krickaff//长4738 BC3F3
16-7885 长6878/冀曲麦12号 + + +
16-5332 长治05-5981/运麦268 +
17-9627 运麦268/太原11406 + +
17-6441 11-6788/临旱006 +
17-6505 11-6788/临旱006 +
17-6655 10-9323/9623 + +
17-7103 05-5028/运麦268 + +
17-6803 长治05-5981/运麦268 +
17-6913 长治05-5981/运麦268 +
17-7019 长治05-5981/运麦268 +
17-6741 长麦5765/长4738 +
17-6925 藁8901/长8744 + +
17-6581 11-7227/兰考906 +
17-7129 邯4589/长6452 +
17-9915 邯4589/长6452 +
17-6755 运麦298/长8744 + +
17-6891 长8744/长治03-6216 ? ? + +
17-9143 11-6790/太4906 +
17-9401 046097/长6452 +
17-9467 C26/长4738 + +

图1

参试材料含不同基因数占比

[1] 刘万才, 王保通, 赵中华, 等. 我国小麦条锈病历次大流行的历史回顾与对策建议. 中国植保导刊, 2022, 42(6):21-27,41.
[2] Baranwal D. Genetic and genomic approaches for breeding rust resistance in wheat. Euphytica, 2022, 218:159.
[3] Xu X Y, Kolmer J, Li G Q, et al. Identification and characterization of the novel leaf rust resistance gene Lr81 in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 2022, 135:2725-2734.
[4] Tan C C, Li G Q, Cowger C, et al. Characterization of Pm63,a powdery mildew resistance gene in Iranian landrace PI 628024. Theoretical and Applied Genetics, 2019, 132:1137-1144.
[5] 曾庆东, 沈川, 袁风平, 等. 小麦抗条锈病已知基因对中国当前流行小种的有效性分析. 植物病理学报, 2015, 45(6):641-650.
[6] 陈万权, 秦庆明. 国际上已知小麦抗叶锈病基因在中国的可利用性研究. 中国农业科学, 2002, 35(7):794-801.
[7] Spielmeyer W, Mclntosh R A, Kolmer J, et al. Powdery mildew resistance and Lr34/Yr18 genes for durable resistance to leaf and stripe rust cosegregate at a locus on the short arm of chromosome 7D of wheat. Theoretical and Applied Genetics, 2005, 111:731-735.
doi: 10.1007/s00122-005-2058-9 pmid: 15965649
[8] William M, Singh R P, Huerta-Espino J, et al. Molecular marker mapping of leaf rust resistance gene Lr46 and its association with stripe rust resistance gene Yr29 in wheat. Phytopathology, 2003, 93(2):153-159.
doi: 10.1094/PHYTO.2003.93.2.153 pmid: 18943129
[9] Herrera-Foessel S A, Singh R P, Huerta-Espino J, et al. Lr68:A new gene conferring slow rusting resistance to leaf rust in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 2012, 124(8):1475-1486.
doi: 10.1007/s00122-012-1802-1 pmid: 22297565
[10] Wilhelm E P, Mackay I J, Saville R J, et al. Haplotype dictionary for the Rht-1 loci in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 2013, 126(7):1733-1747.
doi: 10.1007/s00122-013-2088-7 pmid: 23553443
[11] Steele K, Tulloch M Q, Burns M, et al. Developing KASP markers for identification of basmati varieties. Food Analytical Methods, 2021, 14:663-673.
[12] Tang W J, Lin J, Wang Y P, et al. Selection and validation of 48 KASP markers for variety idetification and breeding guidance in conventional and hybrid rice (Oryza sativa L.). Rice, 2022, 15:48.
[13] 单子龙, 班进福, 赵彦坤, 等. 河北省小麦品质相关基因的KASP标记检测. 作物杂志, 2020(4):64-71.
[14] 权有娟, 袁飞敏, 刘德梅, 等. 利用KASP标记检测青海和西藏小麦品种中光周期基因分布. 麦类作物学报, 2019, 39(10):1165-1172.
[15] 王志伟, 王志龙, 乔祥梅, 等. 云南小麦品种(系)锈病和赤霉病抗性功能基因的KASP标记检测. 作物杂志, 2020(1):187-193.
[16] 王君婵, 吴旭江, 胡文静, 等. 杨麦系列品种(系)重要性状功能基因的KASP检测. 江苏农业学报, 2019, 35(6):1271-1283.
[17] 高振贤, 赵彦坤, 班进福, 等. 河北省小麦重要农艺性状的KASP标记检测. 分子植物育种, 2021, 19(2):518-528.
[18] 袁军海, 陈万权. 中国小麦主要抗叶锈病基因的有效性评价. 麦类作物学报, 2011, 31(5):994-999.
[19] 杨文雄, 杨芳萍, 梁丹, 等. 中国小麦育成品种和农家种中慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测. 作物学报, 2008, 34(7):1109-1113.
[20] 邹景伟, 贾万利, 李立鑫, 等. 120份小麦品种(系)重要性状功能基因的KASP检测. 分子植物育种, 2019, 17(12):3945-3959.
[21] 韩德俊, 张培禹, 王琪琳, 等. 1980份小麦地方品种和国外种质抗条锈性鉴定与评价. 中国农业科学, 2012, 45(24):5013-5023.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2012.24.006
[22] 张玉薇, 刘太国, 刘博, 等. 中国75个国审小麦品种抗条锈基因推导. 植物保护学报, 2014, 41(1):45-53.
[23] 王树和, 龚凯悦, 初炳瑶, 等. 四川省100个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测. 植物病理学报, 2018, 48(2):195-206.
[24] 高晓慧, 任翠翠, 宋杰, 等. 黄淮南片麦区区试小麦品种(系)的遗传多样性及Pm211BL/1RS分子检测. 西北农业学报, 2018, 27(6):779-785.
[25] 董娜, 李淦, 张亚娟, 等. 354份小麦种质中抗白粉病基因Pm21Pm13的分布研究. 植物保护, 2015, 41(5):164-168.
[26] 江峥, 王琪琳, 吴建辉, 等. 基于基因特异性标记分析Pm21在中国冬小麦品种(系)中的分布. 中国农业科学, 2014, 47(11):2078-2087.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.11.002
[1] 张子怡, 王学虎, 苑莹, 沈志峰. 腐植酸悬浮剂对NaCl胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响[J]. 作物杂志, 2024, (4): 263–268
[2] 宋全昊, 曹燕威, 金艳, 肖永贵, 宋佳静, 赵立尚, 陈杰, 白冬, 朱统泉. 50份ICARDA新引进小麦种质资源的综合评价[J]. 作物杂志, 2024, (4): 54–61
[3] 李菡, 赵玉雪, 周小可, 李云, 郭振清, 王健, 韩玉翠, 林小虎. 模拟海水胁迫对小麦萌发的影响[J]. 作物杂志, 2024, (4): 96–102
[4] 陈洛, 朱稳, 李雯慧, 赵均良, 周玲艳, 杨武. 水稻白叶枯病抗性基因的研究及应用进展[J]. 作物杂志, 2024, (3): 1–7
[5] 张素瑜, 岳俊芹, 李向东, 靳海洋, 任德超, 杨明达, 邵运辉, 王汉芳, 方保停, 张德奇, 时艳华, 秦峰, 程红建. 施氮对郑麦366光合速率、花后干物质积累及产量的影响[J]. 作物杂志, 2024, (3): 127–132
[6] 薛鑫雨, 詹文博, 陈新宜, 周瑞祥, 王永霞, 薛瑞丽, 李华, 汪月霞, 李艳. 灌浆期干旱胁迫对不同小麦品种的生理性状与根系生长的影响[J]. 作物杂志, 2024, (3): 192–200
[7] 孙辉, 赵昌平, 岳洁茹, 白秀成, 杨吉芳, 叶志杰, 张风廷. 不同生态环境和日温差对BS型小麦光温敏雄性不育系育性转换和农艺性状的影响[J]. 作物杂志, 2024, (3): 40–46
[8] 孙通, 杨玉双, 马瑞琦, 朱英杰, 常旭虹, 董志强, 赵广才. 聚糠萘合剂和乙矮合剂对小麦抗倒伏能力、产量与品质的影响[J]. 作物杂志, 2024, (2): 113–121
[9] 徐哲莉, 朱伟旗, 王立涛, 史峰, 韦志英, 王丽娜, 邱红伟, 张晓英, 李辉利. 灌水及叶面施氮对晚播小麦产量、品质及光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2024, (2): 139–147
[10] 赵广才. 北方冬麦区小麦苗情分析及春季管理技术建议[J]. 作物杂志, 2024, (2): 255–260
[11] 罗晓颖, 房彦飞, 胡冬平, 唐江华, 徐文修, 王怀港. 播种方式和播量对干旱区旱地小麦土壤水分利用及产量的影响[J]. 作物杂志, 2024, (2): 97–104
[12] 杜明, 王阿红, 冯旗, 方玉. 我国作物设计育种体系发展及挑战[J]. 作物杂志, 2024, (1): 1–7
[13] 刘红杰, 任德超, 葛君, 张素瑜, 吕国华, 何勋. 积温和播种密度对小麦越冬前生长状况的影响[J]. 作物杂志, 2024, (1): 141–147
[14] 吕增帅, 董红业, 王鹏, 段维, 刘胜利, 柳延涛. 向日葵除草剂抗性机制及育种研究应用进展[J]. 作物杂志, 2024, (1): 16–22
[15] 刘哲文, 郭丹丹, 常旭虹, 王德梅, 杨玉双, 刘希伟, 王玉娇, 石书兵, 王艳杰, 赵广才. 氮肥追施时期和比例对强筋小麦籽粒灌浆及其生理机制的影响[J]. 作物杂志, 2024, (1): 174–179
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!