基于KASP技术鉴定新疆春小麦材料抗病基因
Identification of Disease Resistant Genes in Xinjiang Spring Wheat Materials Based on KASP Technology
通讯作者:
收稿日期: 2024-10-9 修回日期: 2024-12-3 网络出版日期: 2025-04-09
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Received: 2024-10-9 Revised: 2024-12-3 Online: 2025-04-09
作者简介 About authors
贾永红,研究方向为春小麦育种与栽培,E-mail:
鉴定了新疆春小麦的抗病性状功能基因分布,旨在为小麦抗病育种遗传改良提供材料。利用KASP技术对549份新疆春小麦材料的抗条锈病、抗叶锈病、抗白粉病及抗赤霉病性相关基因进行检测,结果显示,121份材料携带5个占比较高的抗条锈病等位基因(QYrqin.nwafu-2AL、Yr29、QYrsn.nwafu-1BL、QYrqin.nwafu-6BS和Yr78),352份材料携带2个占比较高的抗叶锈病等位基因(Lr67和Lr46),142份材料携带3个占比较高的抗赤霉病等位基因(QFhb.hbaas-5AS、QFhb.hbaas-5AL和QFhb.caas-5AL),所有材料均未检测到5个抗白粉病基因(Pm12、Pm21、Pm2a、Pm5e和PmV)。综上,新疆春小麦品种条锈病、叶锈病和赤霉病抗性基因频率较高,而白粉病抗源缺乏,育种中应注重引进并利用新的抗白粉病材料,以提高新疆春小麦抗病育种能力。
关键词:
To identify the distribution of disease resistance functional genes in Xinjiang spring wheat materials and provide materials for genetic improvement of wheat disease resistance breeding, KASP technology was employed to detect genes associated with resistance to stripe rust, leaf rust, powdery mildew, and Fusarium head blight in 549 Xinjiang spring wheat materials. The results showed that 121 materials carried five stripe rust resistance alleles with relatively high frequencies (QYrqin.nwafu-2AL, Yr29, QYrsn.nwafu-1BL, QYrqin.nwafu- 6BS, Yr78); 352 materials carried two leaf rust resistance alleles with relatively high frequencies (Lr67, Lr46); and 142 materials carried three Fusarium head blight resistance alleles with relatively high frequencies (QFhb.Hbaas-5AS, QFhb.hbaas-5AL, QFhb.caas-5AL). No presence of the five powdery mildew resistance genes (Pm12, Pm21, Pm2a, Pm5e, PmV) was detected in any of the materials. In summary, Xinjiang spring wheat varieties exhibited high frequencies of resistance genes for stripe rust, leaf rust, and Fusarium head blight, but a notable lack of resistance sources for powdery mildew. Therefore, it is crucial to focus on introducing and utilizing new powdery mildew resistant materials to improve the disease resistance breeding capacity of Xinjiang spring wheat.
Keywords:
本文引用格式
贾永红, 魏海鹏, 曾潮武, 刘俊, 陈艳妮, 李建疆, 梁晓东.
Jia Yonghong, Wei Haipeng, Zeng Chaowu, Liu Jun, Chen Yanni, Li Jianjiang, Liang Xiaodong.
我国小麦种植面积、单产及产量均居世界前列[1-2]。据国家统计局数据[3],2023年我国小麦种植面积达2.36×107 hm2,单产为5.78×103 kg/hm2,总产量达1.37×108 t。然而,条锈病、叶锈病、白粉病及赤霉病作为小麦四大传统病害,每年对我国小麦产量和品质均造成严重影响,损失难以估量[4]。据统计[5],我国小麦白粉病常年发生面积约7万hm2,一般年份可导致小麦减产10%~30%,大流行年份减产幅度甚至在45%以上。在国家倡导农药减量化使用的背景下,培育筛选抗病种质资源对于从源头降低小麦病害影响、减少农药用量以及减轻环境压力至关重要且迫在眉睫[6-7]。小麦品种的抗病性主要取决于其是否携带抗病基因,KASP标记技术凭借其可靠、不受环境条件限制且操作简单的优势,能够快速高效地检测小麦抗病基因,目前已在小麦抗病基因分析与鉴定中得到广泛应用[6
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为549份春小麦种质资源,其中地方品种147份,自育品种402份,保存于新疆维吾尔自治区农业科学院作物研究所(网络增强出版附加材料附表1)。
1.2 试验方法
1.2.1 基因组DNA提取
每个材料选取5粒均匀饱满的小麦种子,置于一次性培养皿中,加水浸泡约24 h,待种子露白后挑选生长一致的3粒种子,种植于装有育苗基质的塑料盆内,在人工气候室(23 ℃光照/18 ℃黑暗,16 h光照/8 h黑暗)培养7 d后,每株取3个叶片,称取0.5 g叶片,将其剪碎后装入2 mL离心管中,置于-20 ℃条件下暂时保存,后续进行DNA提取。
1.2.2 KASP标记检测
标记21个条锈病相关基因:Yr5、Yr26、Yr29、Yr30、Yr75、Yr78、Yr80、Yr82、YrZH58、YrSP、QYrsn.nwafu-1BL、QYrxn.nwafu-1BL、QYrsn.nwafu-2AS、QYrqin.nwafu-2AL、QYrhm.nwafu-2BC、QYrqin.nwafu-2BL、QYr.nwafu-3BS、QYrsn.nwafu-3DL、QYr.nwafu-4BL、QYrsn.nwafu-6BS和QYrqin.nwafu-6BS;7个叶锈病相关基因:Lr13、Lr21、Lr37、Lr46、Lr67、Lr68和Lr80;5个白粉病相关基因:Pm12、Pm21、Pm2a、Pm5e和PmV;6个赤霉病相关基因:QFhb.hbaas-1AS、Fhb1-His、Qfhb.caas-3BL、QFhb.hbaas-5AS、QFhb.hbaas-5AL和QFhb.caas-5AL。
2 结果与分析
2.1 条锈病抗性基因检测
由21个条锈病相关微效基因的KASP分布(表1)可知,感条锈病等位基因中13个占比较高,分布频率从高到低依次为YrSP(93.99%)、QYr.nwafu-4BL(89.98%)、QYrsn.nwafu-6BS(87.80%)、Yr82(85.25%)、QYrqin.nwafu-2BL(78.14%)、Yr5(76.68%)、QYrsn.nwafu-3DL(74.50%)、Yr26(73.59%)、QYrsn.nwafu-2AS(68.12%)、YrZH58(65.94%)、QYrxn.nwafu-1BL(62.66%)、Yr75(56.83%)和Yr80(50.09%)。筛选出含有上述13个等位基因的种质资源12份,其中地方品种2份(新春48号和粮春1242),自育品种10份(2019J/7、2019Z/891、2134、J/34、J/47、Z/152、Z/206、Z/1014、Z/1015和Z/1023)。抗条锈病等位基因中5个占比较高,分布频率从高到低依次为QYrqin.nwafu-2AL(99.82%)、Yr29(99.64%)、QYrsn.nwafu-1BL(67.94%)、QYrqin.nwafu-6BS(65.94%)和Yr78(55.01%)。筛选出含有上述5个等位基因的种质资源121份,其中地方品种21份,自育品种100份。此外,QYr.nwafu-3BS基因杂合型材料375份,分布频率为68.31%;Yr30和QYrsn.nwafu-2AS基因缺失材料分别有192和139份,分布频率分别为34.97%和25.32%。
表1 条锈病抗性基因的KASP检测结果
Table 1
| 基因 Gene | 感病Susceptible | 抗病Disease-resistant | 杂合型Heterozygous | 缺失值NA | 未知功能Unknown function | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | |||||
| Yr5 | 421 | 76.68 | 95 | 17.30 | 33 | 6.01 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| Yr26 | 404 | 73.59 | 142 | 25.87 | 3 | 0.55 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| Yr29 | 2 | 0.36 | 547 | 99.64 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| Yr30 | 100 | 18.21 | 252 | 45.90 | 5 | 0.91 | 192 | 34.97 | 0 | 0.00 | ||||
| Yr75 | 312 | 56.83 | 230 | 41.89 | 7 | 1.28 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| Yr78 | 246 | 44.81 | 302 | 55.01 | 1 | 0.18 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| Yr80 | 275 | 50.09 | 270 | 49.18 | 4 | 0.73 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| Yr82 | 468 | 85.25 | 74 | 13.48 | 7 | 1.28 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| YrZH58 | 362 | 65.94 | 183 | 33.33 | 4 | 0.73 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| YrSP | 516 | 93.99 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 33 | 6.01 | 0 | 0.00 | ||||
| QYrsn.nwafu-1BL | 134 | 24.41 | 373 | 67.94 | 7 | 1.28 | 35 | 6.38 | 0 | 0.00 | ||||
| QYrxn.nwafu-1BL | 344 | 62.66 | 203 | 36.98 | 2 | 0.36 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| QYrsn.nwafu-2AS | 374 | 68.12 | 32 | 5.83 | 4 | 0.73 | 139 | 25.32 | 0 | 0.00 | ||||
| QYrqin.nwafu-2AL | 1 | 0.18 | 548 | 99.82 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| QYrhm.nwafu-2BC | 40 | 7.29 | 140 | 25.50 | 2 | 0.36 | 1 | 0.18 | 0 | 0.00 | ||||
| QYrqin.nwafu-2BL | 429 | 78.14 | 86 | 15.66 | 31 | 5.65 | 3 | 0.55 | 0 | 0.00 | ||||
| QYr.nwafu-3BS | 7 | 1.28 | 166 | 30.24 | 375 | 68.31 | 1 | 0.18 | 0 | 0.00 | ||||
| QYrsn.nwafu-3DL | 409 | 74.50 | 133 | 24.23 | 5 | 0.91 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| QYr.nwafu-4BL | 494 | 89.98 | 52 | 9.47 | 3 | 0.55 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| QYrsn.nwafu-6BS | 482 | 87.80 | 47 | 8.56 | 16 | 2.91 | 4 | 0.73 | 0 | 0.00 | ||||
| QYrqin.nwafu-6BS | 182 | 33.15 | 362 | 65.94 | 5 | 0.91 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
2.2 叶锈病抗性基因检测
由7个叶锈病相关微效基因的KASP分布(表2)可知,感叶锈病等位基因中4个占比较高,分布频率从高到低依次为Lr21(99.82%)、Lr80(99.64%)、Lr68(83.42%)和Lr37(71.95%)。筛选出含有上述4个等位基因的种质资源368份,其中地方品种134份,自育品种234份。抗叶锈病等位基因中Lr67和Lr46占比较高,分别为99.82%和64.12%,筛选出含有上述2个等位基因的种质资源352份,其中地方品种70份,自育品种282份。所有材料均未检测到抗叶锈病等位基因Lr21,说明在新疆春小麦品种中抗叶锈病等位基因Lr21利用频率低;此外,Lr13基因缺失材料253份,分布频率为46.08%。
表2 叶锈病抗性基因的KASP检测结果
Table 2
| 基因 Gene | 感病Susceptible | 抗病Disease-resistant | 杂合型Heterozygous | 缺失值NA | 未知功能Unknown function | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | |||||
| Lr13 | 254 | 46.27 | 37 | 6.74 | 5 | 0.91 | 253 | 46.08 | 0 | 0.00 | ||||
| Lr21 | 548 | 99.82 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 1 | 0.18 | 0 | 0.00 | ||||
| Lr37 | 395 | 71.95 | 151 | 27.50 | 2 | 0.36 | 1 | 0.18 | 0 | 0.00 | ||||
| Lr46 | 195 | 35.52 | 352 | 64.12 | 2 | 0.36 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| Lr67 | 0 | 0.00 | 548 | 99.82 | 0 | 0.00 | 1 | 0.18 | 0 | 0.00 | ||||
| Lr68 | 458 | 83.42 | 87 | 15.85 | 3 | 0.55 | 1 | 0.18 | 0 | 0.00 | ||||
| Lr80 | 547 | 99.64 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 2 | 0.36 | 0 | 0.00 | ||||
2.3 白粉病抗性基因检测
由5个白粉病相关微效基因的KASP分布(表3)可知,感白粉病等位基因中5个占比较高,分布频率从高到低依次为Pm2a(100.00%)、Pm21(99.82%)、PmV(99.09%)、Pm12(98.91%)和Pm5e(84.88%)。筛选出含有上述5个等位基因的种质资源464份,其中地方品种130份,自育品种334份。所有材料中均未检测到抗白粉病等位基因,说明在新疆春小麦品种中抗白粉病等位基因Pm12、Pm21、Pm2a、Pm5e和PmV利用频率低。
表3 白粉病抗性基因的KASP检测结果
Table 3
| 基因 Gene | 感病Susceptible | 抗病Disease-resistant | 杂合型Heterozygous | 缺失值NA | 未知功能Unknown function | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | |||||
| Pm12 | 543 | 98.91 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 6 | 1.09 | 0 | 0.00 | ||||
| Pm21 | 548 | 99.82 | 0 | 0.00 | 1 | 0.18 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| Pm2a | 549 | 100.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||
| Pm5e | 466 | 84.88 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 83 | 15.12 | 0 | 0.00 | ||||
| PmV | 544 | 99.09 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 5 | 0.91 | 0 | 0.00 | ||||
2.4 赤霉病抗性基因检测
由6个赤霉病相关微效基因的KASP分布(表4)可知,感赤霉病等位基因中2个占比较高,分别为QFhb.caas-3BL(92.53%)和QFhb.hbaas-1AS(78.69%)。筛选出含有上述2个等位基因的种质资源410份,其中地方品种112份,自育品种298份。抗赤霉病等位基因中3个占比较高,分布频率从高到低依次为QFhb.hbaas-5AS(78.69%)、QFhb.hbaas-5AL(74.86%)和QFhb.caas-5AL(50.09%)。筛选出含有上述3个等位基因的种质资源142份,其中地方品种18份(新春16号、新春23号、新春28号、新春32号、新春37号、新春38号、新春47号、新春51号、618、10037、758、X-222、2008-4、恳春1802、1511、SC218、2007-96和SD13-3),自育品种124份。所有材料均未检测到抗赤霉病等位基因QFhb.hbaas-1AS和Fhb1-His,说明在新疆春小麦品种中抗赤霉病等位基因QFhb.hbaas-1AS和Fhb1-His利用频率低;此外,Fhb1-His基因未知功能材料548份,分布频率为99.82%。
表4 赤霉病抗性基因的KASP检测结果
Table 4
| 基因 Gene | 感病Susceptible | 抗病Disease-resistant | 杂合型Heterozygous | 缺失值NA | 未知功能Unknown function | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | 数量 Number | 频率 Frequency (%) | |||||||||
| QFhb.caas-3BL | 508 | 92.53 | 40 | 7.29 | 0 | 0.00 | 1 | 0.18 | 0 | 0.00 | ||||||||
| QFhb.caas-5AL | 268 | 48.82 | 275 | 50.09 | 5 | 0.91 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||||||
| QFhb.hbaas-1AS | 432 | 78.69 | 0 | 0.00 | 2 | 0.36 | 0 | 0.00 | 115 | 20.95 | ||||||||
| QFhb.hbaas-5AS | 115 | 20.95 | 432 | 78.69 | 2 | 0.36 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||||||
| QFhb.hbaas-5AL | 135 | 24.59 | 411 | 74.86 | 3 | 0.55 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | ||||||||
| Fhb1-His | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0 | 0.00 | 1 | 0.18 | 548 | 99.82 | ||||||||
3 讨论
KASP标记技术由英国KBioscience公司研发,凭借检测简单快速、高效准确和成本低廉等优势,在主要农作物的种质资源鉴定、分子标记辅助育种及种子纯度鉴定等领域得到广泛应用[15-
本研究采用KASP功能标记对549份来自不同地区的小麦种质资源进行检测,筛选出121份抗条锈病、352份抗叶锈病及142份抗赤霉病的种质资源,为新疆小麦抗病品种的培育与引进提供了参考。王荣等[8]利用SSR标记鉴定,发现在表现稳定抗病的材料中,条锈病抗性基因Yr10、Yr17、Yr18、Yr65和Yr67占比较高。本研究筛选出5个分布频率较高的抗条锈病基因,其中QYrqin.nwafu-2AL分布频率最高(99.82%),Yr29分布频率也较高(99.64%),Yr26分布频率为25.87%,未检测到携带YrSP的材料,与周警卫等[22]研究结果相似。闫金龙等[6]通过KASP功能标记检测晋东南地区47个品种(系),发现4份材料携带抗叶锈病基因Lr46,占总参试材料的8.5%,12份携带基因Lr68,占比25.5%,未检测到基因Lr34,仅1份材料携带白粉病抗性基因Pm21。本研究发现,352份材料携带Lr46(占比64.12%),87份携带Lr68(占比15.85%),未检测到携带Lr21及Pm21的材料。杨迪等[5]对194份小麦品种(系)的抗白粉病基因检测发现,仅1份材料携带基因Pm21,未检测到基因Pm2a、Pm5e和PmV。然而,李玮等[7]对140份材料检测,未发现基因Pm12,本研究中同样未检测到携带Pm12的材料。汪尊杰等[23]和张琪琪等[24]分别对414个小麦品系和81份材料进行抗赤霉病基因检测,发现携带Fhb1的材料较少。本研究未检测到携带赤霉病抗性基因Fhb1-His的材料,与邓清燕等[25]和张华等[26]的研究结果相似。此外,本研究也未检测到携带赤霉病抗性基因QFhb.hbaas-1AS的材料,但发现549份材料中,赤霉病抗性基因QFhb.hbaas-5AL(74.86%)和QFhb.hbaas-5AS(78.69%)分布频率较高。
4 结论
利用KASP标记技术检测549份新疆春小麦材料,其中,121份材料携带5个占比较高的抗条锈病等位基因(QYrqin.nwafu-2AL、Yr29、QYrsn.nwafu- 1BL、QYrqin.nwafu-6BS和Yr78),352份材料携带2个占比较高的抗叶锈病等位基因(Lr67和Lr46),142份材料携带3个占比较高的抗赤霉病等位基因(QFhb.hbaas-5AS、QFhb.hbaas-5AL和QFhb.caas-5AL),所有材料均未检测到5个抗白粉病基因(Pm12、Pm21、Pm2a、Pm5e和PmV)。新疆春小麦品种条锈病、叶锈病和赤霉病抗性基因频率较高,而白粉病抗源缺乏,育种中应注重引进并利用新的抗白粉病材料,以提高新疆春小麦抗病育种能力。
参考文献
黑龙江省88份小麦品种(系)抗秆锈基因鉴定及抗性评价
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2024.13.006
[本文引用: 1]
【目的】 近年来,小麦秆锈菌(Puccinia graminis f. sp. tritici)新小种Ug99、TKTTF和TTRTF相继出现且不断蔓延传播。黑龙江省是小麦秆锈病常发区,论文旨在分析该地区小麦品种所含抗病基因及对国内小麦秆锈菌优势生理小种的抗性,为我国小麦秆锈病抗病基因的区域合理布局和抗病品种的选育提供理论依据。【方法】 基于43个单基因系与88份小麦品种(系)对7个不同毒力的小麦秆锈菌生理小种(21C3CTTSC、21C3CTHQM、34MKQSM、34C3MTGQM、34MKGQM、34MTGSM和RTGRM)的反应型结合系谱分析推导该88个品种(系)中所含有的抗病基因;利用与Sr31、Sr24、Sr25、Sr26和Sr38紧密连锁的分子标记检测供试品种(系)中上述基因的存在情况。同时于2021年和2022年采用我国的两个优势小麦秆锈菌生理小种21C3CTHQM和34MKGQM对供试品种(系)进行成株期抗性评价。【结果】 基因推导结果表明,有37个小麦品种可能含有小麦抗秆锈病基因Sr9e、Sr11、Sr17、Sr23、Sr30、Sr35、Sr37、Sr39、Sr40和SrWld中的一个或多个。此外,分子检测结果证实,有10个小麦品种(垦麦16、龙春204、龙辐麦8171、龙蒙麦2305、龙辐麦7166、龙春218、龙麦95、龙辐麦19-92、克春171286和龙辐麦194)含有抗病基因Sr31,未检测到含有Sr24、Sr25、Sr26和Sr38这4个抗病基因的小麦品种(系)。在2021年和2022年的田间试验中,对小种21C3CTHQM和34MKGQM表现抗性的品种分别有86个(97.7%)和83个(94.3%),其中有62个(70.5%)小麦品种连续两年对两个供试小种均表现良好的抗性,其余品种(系)对单一小种表现出不同程度的感病。【结论】 黑龙江省小麦品种对当前国内两个小麦秆锈菌优势小种21C3CTHQM和34MKGQM具有良好的成株期抗性;有37个品种被推导出可能含有10个小麦抗秆锈病基因(Sr9e、Sr11、Sr17、Sr23、Sr30、Sr35、Sr37、Sr39、Sr40和SrWld)中的一个或多个;有10个品种含有Sr31,未检测到含有Sr24、Sr25、Sr26和Sr38抗性基因的小麦品种(系)。
194份小麦品种(系)抗条锈性和白粉性评价及抗病基因检测
DOI:10.13926/j.cnki.apps.000937
[本文引用: 2]
条锈病和白粉病是世界范围内小麦上的重要病害,培育和种植抗病品种是防治病害最经济有效的方法。为明确我国小麦条锈病主要流行区陕西、甘肃、四川、青海等地小麦主栽和区试品种对条锈病和白粉病的抗性水平及抗性基因的分布,分别利用小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst)和小麦白粉菌(Blumeria graminis f. sp. tritici, Bgt)流行小种对194份小麦品种(系)进行苗期及成株期抗病性鉴定,结果表明,苗期有81份(41.80%)小麦材料对Pst混合小种表现抗性,33份(17.00%)对Bgt混合小种表现抗性;成株期分别有137份(70.60%)及111份(57.20%)小麦材料对Pst和Bgt混合小种表现抗性。利用Genotyping by Targeted Sequencing (GBTS)液相芯片技术对194份小麦材料进行分子检测,结果显示,携带Yr17、Yr26、Yr29、Yr30、Yr75、Yr78、Yr80、Yr82、YrAK58、YrSP 和Pm21基因的材料分别有16、9、68、62、31、88、3、5、16、9和1份,携带QYrsn.nwafu-1BL、QYrsn.nwafu-2AS、QYrqin.nwafu-2AL、QYrhm.nwafu-2BC、QYrsn.nwafu-3DL、QYr.nwafu-4BL、QYrsn.nwafu-6BS等抗条锈QTL位点的材料分别有85、30、145、47、8、78和89份,未检测到Yr18、Pm2a、Pm5e和PmV抗性基因。本研究为小麦抗病育种及抗病基因的合理布局提供了理论依据。
基于KASP技术鉴定新疆小麦抗病性相关基因
DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2024.03.007
[本文引用: 2]
【目的】 鉴定新疆小麦审定品种(系)抗病性相关基因,为小麦育种遗传改良提供材料。【方法】 利用KASP技术对183份新疆小麦品种(系)的抗病性相关基因进行检测。【结果】 99份材料携带抗叶锈病基因Lr46,频率为54.10%,64份材料携带抗叶锈病基因 Lr14a,频率为34.97%,3份材料携带抗叶锈病基因Lr68,0份材料携带抗白粉病基因 Pm21 。新疆小麦品种(系)中抗病基因的分布频率较低,约为 26.8% 。【结论】 筛选出的 146 份材料可以作为新疆小麦持久抗锈病育种的抗源材料。
Identification and characterization of the novel leaf rust resistance gene Lr81 in wheat
DOI:10.1007/s00122-022-04145-5 [本文引用: 1]
Identification and characterization of a new stripe rust resistance gene Yr83 on rye chromosome 6R in wheat
DOI:10.1007/s00122-020-03534-y
Horizontal gene transfer of fhb7 from fungus underlies Fusarium head blight resistance in wheat
Characterization of Pm68, a new powdery mildew resistance gene on chromosome 2BS of Greek durum wheat TRI 1796
DOI:10.1007/s00122-020-03681-2 [本文引用: 1]
Single nucleotide polymorphism genotyping using Kompetitive Allele Specific PCR (KASP): overview of the technology and its application in crop improvement
DOI:10.1007/s11032-013-9917-x URL [本文引用: 1]
基于KASP标记的雪茄烟品种遗传多样性分析
Evaluation of functional kompetitive allele-specific PCR (KASP) markers for selection of drought-tolerant wheat (Triticum aestivum) genotypes
国内外153份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2024.01.003
[本文引用: 1]
【目的】条锈病是威胁小麦安全生产的重要真菌病害,了解国内外育种材料抗性水平和抗病基因的分布,发掘新的抗性资源,为提高抗病基因利用效率提供依据。【方法】利用中国当前条锈菌优势生理小种CYR33和CYR34对153份国内外小麦育种材料进行苗期抗性鉴定,于2018—2019、2019—2020和2020—2021年,在湖北鄂州,利用这两个小种对供试材料进行成株期抗性鉴定;结合已知抗性基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP等功能标记或紧密连锁分子标记进行基因型检测。【结果】苗期结果显示,10份材料对CYR33表现免疫(反应型IT为0),包括7份国内材料(即山农28、漯麦163、石麦13、中意6号、郯麦98-2、中麦175和泰山21)和3份国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)材料(CIM-53、CIM-60和CIM-71);仅2份国内材料在苗期对CYR34小种表现免疫(郯麦98-1和山农102)。此外,成株期条锈病田间鉴定显示,64份材料在田间3年均表现出稳定抗性(最终严重度≤5%),包括7份国内材料和57份CIMMYT材料。利用抗病基因功能标记或紧密连锁分子标记检测显示,153份材料中携带Yr9、Yr10、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29和YrSP抗性基因的材料分别有31、23、73、2、4、50和2份,未检测到含有Yr5和Yr15的材料。综合苗期和成株期表型,仅CIM-53对2个生理小种在苗期和成株期均表现为免疫(IT=0,严重度为0),分子标记检测显示,该材料可能含有已知抗病基因Yr17和Yr29。【结论】国内外153份小麦种质对当前条锈菌流行生理小种的抗性主要以成株抗性为主,其中国内小麦品种主要携带Yr9、Yr10和Yr26抗性基因,而CIMMYT小麦品系则携带Yr17、Yr18和Yr29为主,表明通过聚合1—2个非免疫苗期抗性基因和2—3个成株抗性基因,在成株期多个环境条件下均表现出近免疫抗性水平,是CIMMYT小麦品系保持持久抗性的主要原因。亟待广泛挖掘抗源,发掘新的抗病基因,充分利用现代生物技术手段快速培育具有持久抗性且农艺性状优良的小麦新品种,进一步提高中国麦区条锈病整体抗性水平。
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