作物杂志,2026, 第2期: 82–89 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.02.010

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

73份甘肃陇南冬小麦品种(系)抗条锈病基因分子检测

周喜旺1(), 刘鸿燕1, 王娜1, 魏志平1, 王希恩1, 岳维云1, 王伟1, 汪石俊1, 孙振宇2, 张耀辉1()   

  1. 1天水市农业科学研究所, 741001, 甘肃天水
    2甘肃省农业科学院植物保护研究所, 730070, 甘肃兰州
  • 收稿日期:2024-12-05 修回日期:2025-02-07 出版日期:2026-04-15 发布日期:2026-04-16
  • 通讯作者: 张耀辉,研究方向为冬小麦育种,E-mail:ts-zyh@163.com
  • 作者简介:周喜旺,研究方向为冬小麦育种,E-mail:zhouxiwang1208@163.com
  • 基金资助:
    中央引导地方科技发展资金项目(24ZYQE002);甘肃省农业农村厅农业科技支撑项目(KJZC-2024-25);天水市科技支撑计划项目(2023-NCK-8025);甘肃省科技计划项目(21JR7RE900)

Molecular Detection of Stripe Rust Resistance Genes of 73 Wheat Varieties (Lines) in Longnan of Gansu Province

Zhou Xiwang1(), Liu Hongyan1, Wang Na1, Wei Zhiping1, Wang Xien1, Yue Weiyun1, Wang Wei1, Wang Shijun1, Sun Zhenyu2, Zhang Yaohui1()   

  1. 1Tianshui Institute of Agricultural Sciences, Tianshui 741001, Gansu, China
    2Institute of Plant Protection, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, Gansu, China
  • Received:2024-12-05 Revised:2025-02-07 Online:2026-04-15 Published:2026-04-16

摘要:

为了解甘肃陇南小麦育成品种和后备品种对当前流行小种和新菌系的抗性水平及其抗条锈基因的分布情况,利用当前流行小种CYR32、CYR34及ZS无性菌系、ZS有性菌系对甘肃陇南73份小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定,并利用已知的全生育期抗条锈病基因Yr5Yr9Yr10Yr15Yr26和成株期抗条锈病基因Yr18的分子标记对其进行分子检测。结果表明,73份供试小麦品种(系)中,对CYR32、CYR34、ZS无性菌系及ZS有性菌系表现苗期抗性的分别有11(15.07%)、11(15.07%)、13(17.81%)和9份(12.33%),所有供试品种(系)中,仅有中梁14号对提供的所有条锈菌表现苗期抗性。分子检测结果表明,供试材料中携带Yr5Yr9Yr10Yr18Yr26的小麦品种(系)分别有1、27、3、3和16份,分别占供试材料总数的1.37%、36.99%、4.11%、4.11%和21.92%;有3份材料携带2个抗性基因,中梁14号携带3个抗性基因;所有供试品种(系)中均未检测到Yr15基因,有28份材料未检测到供测的6个抗条锈病基因。

关键词: 小麦品种(系), 条锈病, 抗条锈基因, 分子检测

Abstract:

To investigate the resistance levels to currently prevalent races and new isolates, as well as the distribution of stripe rust resistance genes in released and candidate wheat varieties from Longnan, Gansu, 73 wheat varieties (lines) were evaluated for seedling resistance against the prevalent races CYR32, CYR34, and ZS asexual isolate and ZS sexual isolate. Meanwhile, molecular markers linked to all-stage resistance genes Yr5, Yr9, Yr10, Yr15, Yr26, and the adult-plant resistance gene Yr18 were utilized for molecular detection. The results indicated that among the 73 tested wheat varieties (lines), 11 (15.07%), 11 (15.07%), 13 (17.81%), and nine (12.33%) exhibited seedling resistance to CYR32, CYR34, and the asexual and sexual isolates of ZS, respectively. Among all tested materials, only Zhongliang 14 exhibited seedling resistance to all the provided isolates of stripe rust. Molecular detection results revealed that the number of wheat varieties (lines) carrying Yr5, Yr9, Yr10, Yr18, and Yr26 was 1, 27, 3, 3, and 16, respectively, accounting for 1.37%, 36.99%, 4.11%, 4.11%, and 21.92% of the total tested materials. Three materials carried two resistance genes, and Zhongliang 14 carried three resistance genes. The Yr15 gene was not detected in any of the tested varieties (lines), and 28 materials carried none of the six tested resistance genes.

Key words: Wheat varieties (lines), Puccinia striiformis f. sp. tritici, Stripe rust resistance genes, Molecular detection

表1

用于检测小麦抗条锈病基因的分子标记及其引物序列

标记类型
Marker type
基因名称
Gene name
标记名称
Primer name
引物序列(5'-3')
Primer sequence (5'-3')
遗传距离
Distance (cM)
参考文献
Reference
SSR
Yr5
Xwmc175
F:GCTCAGTCAAACCGCTACTTCT
R:CACTACTCCAATCTATCGCCGT
1.4
[17]
SCAR
Yr9
AF1/AF4
F:GGAGACATCATGAAACATTTG
R:CTGTTGTTGGGCAGAAAG
_
[18]
SCAR
Yr10
SC200
F:CTGCAGAGTGACATCATACA
R:TCGAACTAGTAGATGCTGGC
0.5
[19]
SSR
Yr15
Xbarc8
F:ATTGGACGGACAGATGCTTT
R:AGCAGTGAGGAAGGGGATC
9.0
[17]
STS
Yr18
csLV34
F:GTTGGTTAAGACTGGTGATGG
R:TGCTTGCTATTGCTGAATAGT
0.4
[20]
SSR
Yr26
We173
F:GGGACAAGGGGAGTTGAAGC
R:GAGAGTTCCAAGCAGAACAC
1.4
[21]

图1

73份小麦品种(系)苗期对条锈病的抗/感比例 S:感病;MR:中抗;NI:近免疫;I:免疫。

表2

73份小麦品种(系)苗期抗条锈病鉴定及抗条锈基因分子检测

序号
Code
品种(系)
Variety
(line)
苗期抗病性Disease resistance at seedling stage 分子标记检测Molecular marker detection
CYR32 CYR34 ZS无性菌系
ZS asexual isolate
ZS有性菌系
ZS sexual isolate
Yr5 Yr9 Yr10 Yr15 Yr18 Yr26
1 中梁12号 3 3 / 3 - - + - - -
2 中梁14号 0 0 0 0 + + - - + -
3 中梁15号 3 3 3 3 - - - - - -
4 中梁16号 3 3 4 3 - - + - + -
5 中梁17号 3 3 3 3 - - - - - -
6 中梁18号 3 3 3 3 - - + - - -
7 中梁19号 3 3 3 3 - - - - - -
8 中梁21号 3 3 3 3 - + - - - -
9 中梁22号 3 3 3 0 - - - - - -
10 中梁23号 4 3 3 3 - - - - - -
11 中梁24号 4 3 3 0 - - - - - -
12 中梁25号 3 3 3 3 - - - - - -
13 中梁26号 3 0 3 0 - + - - - -
14 中梁28号 0 0 3 3 - - - - + -
15 中梁29号 3 0 3 3 - - - - - +
16 中梁30号 3 3 3 3 - - - - - -
17 中梁31号 3 3 3 3 - - - - - -
18 中梁32号 3 0 3 3 - - - - - -
19 中梁34号 3 3 3 3 - - - - - -
20 中梁35号 3 3 / 3 - + - - - -
21 中梁38号 3 3 0 3 - + - - - -
22 中梁41号 3 3 3 3 - - - - - -
23 中梁42号 3 3 3 3 - - - - - -
24 中梁43号 3 0 3 3 - - - - - +
25 中梁44号 0; 3 3 0 - - - - - +
26 中梁48号 3 3 / 3 - + - - - -
27 中梁49号 3 3 3 3 - + - - - -
28 中梁50号 3 3 3 3 - - - - - -
29 中梁51号 4 3 3 3 - + - - - -
30 中梁52号 3 3 3 3 - + - - - -
31 天选39号 3 3 3 3 - + - - - +
32 天选52号 0 3 3 3 - - - - - +
33 天选60号 0 3 0 3 - - - - - +
34 天选61号 3 3 3 3 - - - - - +
35 天选62号 3 3 3 3 - + - - - -
36 天选63号 3 3 0 3 - + - - - -
37 天选64号 3 3 3 / - + - - - -
38 天选65号 3 3 3 0 - + - - - -
39 天选66号 2 3 0 3 - + - - - -
40 天选68号 3 4 3 3 - - - - - -
41 天选69号 3 3 3 0 - - - - - -
42 天选72号 3 0 2 3 - - - - - +
43 天选73号 0 3 3 3 - - - - - +
44 天选74号 3 3 3 3 - - - - - +
45 天选78号 3 3 2 3 - + - - - -
46 天选79号 3 3 3 0 - - - - - +
47 天选81号 3 3 0 0 - + - - - -
48 天选82号 3 3 3 3 - - - - - -
49 兰天9号 3 3 3 3 - - - - - -
50 兰天10号 3 3 3 3 - + - - - -
51 兰天11号 3 3 3 3 - + - - - -
52 兰天15号 3 3 3 3 - + - - - -
53 兰天17号 0 2 3 3 - - - - - +
54 兰天19号 3 3 3 3 - - - - - -
55 兰天22号 3 3 3 / - + - - - -
56 兰天23号 3 3 3 3 - - - - - -
57 兰天24号 3 3 3 3 - - - - - +
58 兰天26号 3 0 2 3 - + - - - -
59 兰天28号 3 3 2 3 - + - - - -
60 兰天29号 3 3 4 3 - - - - - -
61 兰天34号 0 3 3 3 - + - - - -
62 兰天37号 0 0 3 3 - - - - - +
63 兰天38号 4 3 3 3 - - - - - -
64 兰天39号 3 3 3 3 - - - - - -
65 兰天45号 3 3 0 3 - - - - - -
66 兰天47号 3 3 0 3 - - - - - -
67 兰天48号 3 3 0 3 - + - - - -
68 兰天49号 3 3 3 3 - - - - - -
69 兰天50号 3 3 3 3 - - - - - -
70 兰天51号 3 0 3 / - + - - - -
71 兰天53号 3 3 3 3 - - - - - +
72 兰天61号 0 3 3 3 - + - - - +
73 兰天62号 3 3 3 3 - - - - - -

图2

部分供试小麦品种(系)Yr5基因分子检测结果 M:Marker I;1:Yr5/6*Avocet S;2:Avocet S;3:中梁12号;4:中梁15号;5:中梁14号;6:中梁16号;7:中梁18号;8:天选39号;9:天选52号;10:天选60号;11:兰天9号;12:兰天10号。

图3

部分供试小麦品种(系)Yr9基因分子检测结果 M:DL2000;1:Yr9/6*Avocet S;2:Avocet S;3:中梁12号;4:中梁15号;5:中梁21号;6:中梁35号;7:天选39号;8:兰天10号;9:兰天37号;10:兰天38号;11:兰天39号。

图4

部分供试小麦品种(系)Yr10基因分子检测结果 M:Marker I;1:Yr10/6*Avocet S;2:Avocet S;3:中梁14号;4:中梁15号;5:中梁17号;6:中梁12号;7:天选43号;8:天选46号;9:中梁16号;10:天选47号;11:天选48号;12:中梁18号。

图5

部分供试小麦品种(系)Yr18基因分子检测结果 M:Marker I;1:Yr18/6*Avocet S;2:Avocet S;3:中梁14号;4:中梁16号;5:中梁23号;6:中梁25号;7:天选43号;8:中梁28号;9:天选45号。

图6

部分供试小麦品种(系)Yr26基因分子检测结果 M:DL2000;1:Yr26/6*Avocet S;2:Avocet S;3:中梁30号;4:中梁32号;5:中梁29号;6:中梁44号;7:中梁34号;8:中梁35号;9:天选72号;10:兰天17号;11:兰天24号;12:兰天25号。

[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] 刘万才, 赵中华, 王保通, 等. 我国小麦条锈病防控的植保贡献率初析. 中国植保导刊, 2022, 42(7):5-9,53.
[3] 李振岐, 曾士迈. 中国小麦锈病. 北京: 中国农业出版社, 2002.
[4] 陈万权, 康振生, 马占鸿, 等. 中国小麦条锈病综合治理理论与实践. 中国农业科学, 2013, 46(20):4254-4262.
[5] 刘尧, 陈晓云, 马雲, 等. 甘肃陇南感病小檗在小麦条锈病发生中起提供(初始)菌源作用的直接证据. 植物病理学报, 2021, 51(3):366-380.
doi: 10.13926/j.cnki.apps.000704
[6] 曹世勤, 贾秋珍, 宋建荣, 等. 甘肃省冬小麦抗条锈菌CYR34育种策略. 植物遗传资源学报, 2019, 20(5):1129-1133.
doi: 10.13430/j.cnki.jpgr.20190211001
[7] 曹世勤, 王晓明, 贾秋珍, 等. 2003-2013年小麦品种(系)抗条锈性鉴定及评价. 植物遗传资源学报, 2017, 18(2):253-260.
doi: 10.13430/j.cnki.jpgr.2017.02.011
[8] 曹世勤, 王万军, 贾秋珍, 等. 甘肃省冬小麦抗条锈病育种现状及对策. 中国农业科技导报, 2022, 24(10):109-124.
doi: 10.13304/j.nykjdb.2022.0355
[9] Zhu Z W, Cao Q, Han D J, et al. Molecular characterization and validation of adult-plant stripe rust resistance gene Yr86 in Chinese wheat cultivar Zhongmai 895. Theoretical and Applied Genetics, 2023, 136(6):142-150.
doi: 10.1007/s00122-023-04374-2
[10] 曾庆东, 沈川, 袁凤平, 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.
doi: 10.13926/j.cnki.apps.2015.06.011
[11] Ellis J G, Lagudah E S, Spielmeyer W, et al. The past, present and future of breeding rust resistant wheat. Frontiers in Plant Science, 2014, 5:13.
[12] 贾秋珍, 曹世勤, 张勃, 等. 小麦条锈菌ZS有性与无性菌系毒性差异初步分析. 寒旱农业科学, 2023, 2(1):74-77.
[13] 曹世勤, 孙振宇, 徐志, 等. 331份四川小麦品种(系)在甘肃陇南抗条锈性表现及利用价值. 植物保护, 2019, 45(1):155-158,173.
[14] 中华人民共和国农业部. 小麦抗病虫性评价技术规范第1部分:小麦抗条锈病评价技术规范:NY/T 1443.1-2007. 北京: 中国标准出版社, 2007.
[15] Paterson A H, Brubaker C L, Wendel J F. A rapid method for extraction of cotton (Gossypium spp.) genomic DNA suitable for RFLP or PCR analysis. Plant Molecular Biology Reporter, 1993, 11:122-127.
doi: 10.1007/BF02670470
[16] Porebski S, Bailey L G, Baum B R. Modification of a CTAB DNA extraction protocol for plants containing high polysaccharide and polyphenol components. Plant Molecular Biology Reporter, 1997, 15:8-15.
doi: 10.1007/BF02772108
[17] Murphy L R, Santra D, Kidwell K, et al. Linkage maps of wheat stripe rust resistance genes Yr5 and Yr15 for use in marker- assisted selection. Crop Science, 2009, 49:1786-1790.
doi: 10.2135/cropsci2008.10.0621
[18] Francis H A, Leitch A R, Koebner R M D. Conversion of a RAPD-generated PCR product, containing a novel dispersed repetitive element, into a fast and robust assay for the presence of rye chromatin in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 1995, 90:636-642.
doi: 10.1007/BF00222127 pmid: 24174021
[19] 邵映田, 牛永春, 朱立煌, 等. 小麦抗条锈病基因Yr10的AFLP标记. 科学通报, 2001, 46(8):669-672.
[20] Lagudah E S, Mcfadden H, Singh R P, et al. Molecular genetic characterization of the Lr34/Yr18 slow rusting resistance gene region in wheat. Theoretical and Applied Genetics, 2006, 114(1):21-30.
doi: 10.1007/s00122-006-0406-z pmid: 17008991
[21] Wang C M, Zhang Y P, Han D J, et al. SSR and STS markers for wheat stripe rust resistance gene Yr26. Euphytica, 2008, 159:359-366.
doi: 10.1007/s10681-007-9524-1
[22] 周喜旺, 王娜, 刘鸿燕, 等. 甘肃陇南小麦品种抗条锈病鉴定与评价. 安徽农业科学, 2024, 52(5):144-146.
[23] Zhang G S, Sun M D, Ma X Y, et al. Yr5-virulent races of Puccinia striiformis f. sp. tritici possess relative parasitic fitness higher than current main predominant races and potential risk. Journal of Integrative Agriculture, 2024, 23(8):2674-2685.
doi: 10.1016/j.jia.2023.11.005
[24] 黄亮, 刘太国, 肖星芷, 等. 中国79个小麦品种(系)抗条锈病评价及基因分子检测. 中国农业科学, 2017, 50(16):3122-3134.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.16.007
[25] 庞云星, 崔宏梅, 蔺瑞明, 等. 89份河北、山西小麦品种抗条锈性评价及抗条锈病基因检测. 植物保护, 2021, 47(6):49-57,92.
[26] 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.
doi: 10.13926/j.cnki.apps.000163
[27] 周警卫, 叶博伟, 张朋飞, 等. 国内外153份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价. 中国农业科学, 2024, 57(1):18-33.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.01.003
[28] 白斌, 张怀志, 杜久元, 等. 西北条锈菌源区冬小麦育种抗条锈病基因的利用现状与策略. 中国农业科学, 2024, 57(1):4-17.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.01.002
[29] 戴妙飞, 穆京妹, 王晓婷, 等. ICARDA小麦种质抗条锈资源筛选和抗病基因分析. 麦类作物学报, 2019, 39(8):934-940.
[30] 刘建军, 何中虎, Pena R J, 等. 1BL/1RS易位对小麦加工品质的影响. 作物学报, 2004, 30(2):149-153.
[31] 李峰奇, 韩德俊, 魏国荣, 等. 黄淮麦区126个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测. 中国农业科学, 2008, 41(10):3060-3069.
[32] 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
[33] 黄苗苗, 孙振宇, 曹世勤, 等. 223份小麦农家品种田间抗条锈病性评价及抗病基因分子检测. 植物保护学报, 2018, 45 (1):90-100.
[34] 徐默然, 蔺瑞明, 王凤涛, 等. 103份小麦品种(系)抗条锈性和遗传多样性评价及基因检测. 中国农业科学, 2020, 53 (4):748-760.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.04.007
[35] 管方念, 龙黎, 姚方杰, 等. 152份黄淮海麦区小麦农家品种抗条锈性评价及重要条锈病抗性基因的分子检测. 中国农业科学, 2020, 53(18):3629-3637.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.18.001
[36] 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.
[37] 赵霞, 王长彪, 赵兴华, 等. 小麦抗病相关基因聚合育种的研究进展. 山西农业科学, 2017, 45(2):308-313.
[38] 白斌, 杜久元, 何瑞, 等. 成株抗性与全生育期抗性基因聚合培育抗条锈性小麦新品种. 植物保护, 2023, 49(6):47-54.
[1] 王海涛, 任春梅, 董岩, 李硕, 程兆榜, 季英华. 江苏淮安市高粱上玉米黄花叶病毒的分子检测与鉴定[J]. 作物杂志, 2024, (1): 233–238
[2] 陈丹, 熊芙蓉, 伍少云, 白晓东, 周国雁, 武晓阳, 蔡青. 云南省小麦地方品种抗条锈病基因检测与地理分布[J]. 作物杂志, 2023, (6): 41–46
[3] 简俊涛, 王清华, 杨辉, 刘骏, 朱传杰, 李玉鹏, 张彬, 张震, 全洪雷, 谢彦周, 王成社. 黄淮南部小麦新品种(系)在过渡生态区南阳盆地利用分析[J]. 作物杂志, 2022, (4): 46–53
[4] 周弋力,张亚玲,赵宏森,靳学慧. 黑龙江省主栽水稻品种抗稻瘟病基因的分子检测与分析[J]. 作物杂志, 2019, (3): 172–177
[5] 崔少彬. 农杆菌介导OD}EB2B基因转化中薯3号的研究[J]. 作物杂志, 2013, (6): 46–49
[6] 谢德庆. 优质中筋旱地春小麦新品种——青春41[J]. 作物杂志, 2012, (1): 151–151
[7] 张兰萍, 唐朝晖, 逯成芳, 等. 优质高产抗旱小麦新品种太10604的选育及栽培技术[J]. 作物杂志, 2011, (1): 124–125
[8] 余从文, 王二伟, 常鸿杰, 等. 优质高产小麦新品种平麦998的选育[J]. 作物杂志, 2009, (1): 104–104
[9] 杜久元, 白斌, 周祥椿. 对陇南小麦育种中抗源利用成功率问题的反思[J]. 作物杂志, 2008, (2): 110–113
[10] 施万喜. 冬小麦新品种西峰28号的特点及其栽培技术[J]. 作物杂志, 2007, (2): 86–86
[11] 宋长江, 陈传奎, 郭瑞林, 等. 高产多抗广适小麦新品种安麦7号的选育[J]. 作物杂志, 2007, (1): 65–66
[12] 李生荣, 杜小英, 庞启华, 欧俊梅, 周强, 陶军. 大穗型高产优质小麦新品种绵阳33[J]. 作物杂志, 2004, (2): 37–37
[13] 雷振生, 吴政卿, 林作楫, 等. 面条型小麦新品种郑麦975的选育及其特征特性[J]. 作物杂志, 2003, (6): 47–48
[14] 李生荣, 庞启华, 陶军, 等. 大穗型小麦新品种绵阳30[J]. 作物杂志, 2003, (4): 49–49
[15] 张龙平, 尹逊利, 王立书, 等. 高产多抗大穗型小麦新品种济宁13[J]. 作物杂志, 2002, (1): 19–19
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!