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Genetic and molecular mapping of stripe rust resistance gene in wheat-Psathyrostachys huashanica translocation line 9020-17-25-6

普通小麦-华山新麦草易位系9020-17-25-6抗条锈性遗传分析及分子标记



全 文 :植物保护学报 Journal of Plant Protection, 2015, 42(3): 327 - 333 DOI: 10􀆰 13802 / j. cnki. zwbhxb. 2015􀆰 03􀆰 007
基金项目: 国家公益性行业(农业)科研专项(201303008),湖北省粮食作物种质创新与遗传改良重点实验室开放课题(2014lzjj06),国
家自然科学基金(31272277)
∗通讯作者(Authors for correspondence), E⁃mail: fangzhengwu88@ 163. com, jingjinxue@ 163. com, Tel: 0716⁃8066218
收稿日期: 2014 - 06 - 24
普通小麦 -华山新麦草易位系 9020⁃17⁃25⁃6
抗条锈性遗传分析及分子标记
马东方1,2   尹军良2   刘署艳3   王文凯2   方正武1∗  井金学2∗
(1.长江大学农学院, 湿地生态与农业利用教育部工程研究中心, 主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心,
湖北 荆州 434025; 2.西北农林科技大学, 旱区作物逆境生物学国家重点实验室, 陕西 杨凌 712100;
3.湖北省荆州农业科学院, 荆州 434000)
摘要: 为明确普通小麦 -华山新麦草易位系 9020⁃17⁃25⁃6 的抗条锈病基因及其遗传特点,利用中
国条锈菌小种 CYR29 对 9020⁃17⁃25⁃6、铭贤 169 及其杂交后代 F1、F2、F3 代进行苗期抗条锈性鉴定
及遗传分析,选取 48 条 RGAP引物和 491 对 SSR 引物对接种 CYR29 的 F2 代群体进行筛选,寻找
与抗病基因连锁的分子标记。 结果表明:9020⁃17⁃25⁃6 对 CYR29 具有良好的抗条锈性,由 1 对显性
基因独立控制,暂定名为 YrHua9020。 筛选到 2 个 RGAP标记(M1 和 M2)和位于染色体 3AS 上的
4 个 SSR标记(Xwmc11、Xwmc532、Xcfd79、Xgwm2)与 YrHua9020 连锁,与目的基因的遗传距离分别
为 6􀆰 9、9􀆰 5、17􀆰 8、12􀆰 2、7􀆰 2 和 17􀆰 8 cM。 与已定位于 3A 染色体上的抗条锈病基因的比较研究表
明,YrHua9020 是一个与已知基因不同的新的抗条锈病基因。
关键词: 小麦条锈病; 华山新麦草; 抗病基因; 遗传分析
Genetic and molecular mapping of stripe rust resistance gene in
wheat⁃Psathyrostachys huashanica translocation line 9020⁃17⁃25⁃6
Ma Dongfang1,2   Yin Junliang2   Liu Shuyan3   Wang Wenkai2   Fang Zhengwu1∗   Jing Jinxue2∗
(1. College of Agriculture, Yangtze University; Engineering Research Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland,
Ministry of Education; Hubei Collaborative Innovation Center for Grain Industry, Jingzhou 434025, Hubei Province, China;
2. State Key Laboratory of Crop Stress Biology for Arid Areas, Northwest A & F University, Yangling 712100,
Shaanxi Province, China; 3. Jingzhou Academy of Agricultural Sciences of Hubei Province,
Jingzhou 434000, Hubei Province, China)
Abstract: 9020⁃17⁃25⁃6 is a translocation line derived from Triticum aestivum and Psathyrostachys
huashanica through cross and back⁃cross. To study and locate the resistance genes to stripe rust in 9020⁃
17⁃25⁃6, the seedlings of F1, F2 and F3 derived from 9020⁃17⁃25⁃6 crossing with susceptible parent
Mingxian 169 were tested in greenhouses for genetic analysis of stripe rust resistance. The resistance
gene⁃analog polymorphism (RGAP) and simple sequence repeat (SSR) techniques were used to screen
molecular marker linked to the gene conferring resistance to Puccinia striiformis f. sp. tritici race
CYR29. The genetic results indicated that 9020⁃17⁃25⁃6 had a single dominant gene conferring resistance
to CYR29, temporarily designated as YrHua9020. Two RGAP markers M1 and M2, and four SSR
markers Xwmc11, Xwmc532, Xcfd79 and Xgwm2 were tightly linked to the resistance gene on wheat
chromosome 3AS, with genetic distance of 6􀆰 9, 9􀆰 5, 17􀆰 8, 12􀆰 2, 7􀆰 2 and 17􀆰 8 cM, respectively.
Furthermore, based on chromosomal location, reactions to different pathotypes and pedigree analysis,
YrHua9020 was a new resistance gene to stripe rust.
Key words: stripe rust; Psathyrostachys huashanica Keng; stripe rust resistance gene; genetic analysis
    小麦条锈病是由专性寄生菌 Puccinia striformis
f. sp. tritici(Pst)引起的一种世界性重要病害,给我
国小麦生产造成了重大损失 (李振岐和曾世迈,
2002;Chen et al. ,2009)。 该病害在我国西北、华
北、长江中下游、西南等麦区常年发生,流行年份可
使小麦减产 20% ~ 30% ,严重流行年份可减产
50% ,甚至颗粒无收。 大面积使用化学药剂可及时
控制该病害,降低其流行危害,但在 2004—2009 年
平均每年发生面积仍达到 420 万 hm2 (何中虎等,
2011)。 培育和种植抗锈小麦品种被证明是控制这
一病害最有效、经济的措施(马东方等,2013;周新
力等,2013)。
目前,国际上已有 65 个抗条锈病基因正式公
布,另外还有数十个暂命名的基因,这些基因大部分
表现为小种专化性(Cheng et al. ,2014)。 近年发展
起来的各种分子标记技术,如限制性片段长度多态
性标记 ( restriction fragment length polymorphism,
RFLP)、随机扩增片段长度多态性标记( random am⁃
plified polymorphic DNA,RAPD)、抗病基因类似物标
记(resistance gene analogs polymorphism,RGAP)、简
单序列重复(simple sequence repeats,SSR)等,为小
麦新基因鉴定、性状辅助选择和分子作图提供了有
力工具。 在这些分子标记中,RGAP 标记和 SSR 标
记在小麦抗条锈病基因定位中应用广泛,如目前已
获得与抗条锈病基因 Yr45 ( Li et al. ,2011)、Yr52
(Ren et al. , 2012)、 Yr53 ( Xu et al. , 2013)、 Yr59
(Zhou et al. ,2014)等紧密连锁的若干 RGAP 标记
和 SSR 标记。 此外,还有一些暂时命名的抗条锈病
基因的遗传连锁图谱,如 Yrxy1(Zhou et al. ,2011)、
YrZH84(殷贵鸿等,2009)和 YrExp1 ( Lin & Chen,
2008)等也同时获得了连锁的 RGAP 标记和 SSR
标记。
优异的小麦条锈病抗源是小麦抗病育种的基
础。 小麦近缘植物中含有丰富的优良抗病基因,挖
掘并利用其中优良的抗病基因对提高现有小麦品种
抗性水平具有重要意义。 已有小麦近缘植物与普通
小麦杂交得到一批含有外源基因的重要品种(品
系),如贵农 19 和贵农 22 等“贵农系”、小麦 -簇毛
麦易位系“92R 系”、“中间偃麦草衍生系”等(韩德
俊等,2012)。 华山新麦草 Psathyrostachys huashani⁃
ca Keng(2n = 14)作为小麦的近缘属,高抗条锈病、
全蚀病、叶锈病,而且也是大麦黄矮病毒⁃GAV 的优
良抗源(Du et al. ,2013;Song et al. ,2013)。 所以将
华山新麦草的这些优良基因转入普通小麦,可以提
高小麦的抗病性,丰富小麦遗传种质资源,为小麦育
种特殊遗传材料的建立提供重要的基因资源。 本研
究所用的抗病品系 9020⁃17⁃25⁃6 是由原中国科学院
西北植物研究所采用远缘杂交并结合胚胎拯救技
术,以普通小麦 7182 为母本,华山新麦草为父本杂
交选育而成,采用经典遗传学分析和分子标记方法
对抗病品系 9020⁃17⁃25⁃6 进行抗性鉴定、遗传分析
和抗病基因定位,以期为进一步利用华山新麦草中
优良抗条锈病基因提供有效的分子检测手段。
1 材料与方法
1􀆰 1 材料
供试小麦品种:通过抗病品系 9020⁃17⁃25⁃6(母
本为 7182,父本为华山新麦草)和感病品种铭贤 169
正、反交并自交,分别获得 F1、F2 和 F3 代群体,其中
F2 - 1为 9020⁃17⁃25⁃6 /铭贤 169 的反交 F2 代,F2 - 2为
正交 F2 代,F3 家系由 F2 - 2获得,其它检测材料有中
国春、华山新麦草和 9020⁃17⁃25⁃6 的姊妹系 H9020⁃
1⁃6⁃8⁃3,均由西北农林科技大学植物保护学院抗病
遗传研究室提供。 用于同源性检测的小麦品种 Tres
由美国华盛顿州立大学陈贤明教授提供。
供试条锈菌小种: Su11⁃7、 CYR29、 CYR30、
CYR31、CYR32 和 CYR33 由西北农林科技大学植物
保护学院抗病遗传研究室保存和繁殖。
试剂:十六烷基三甲基溴化铵( hexadecyltrime⁃
thy ammonium bromide,CTAB)、乙二胺四乙酸( eth⁃
ylenediaminetetraacetic acid, EDTA)、 RGAP 引物、
SSR引物、dNTPs、MgCl2、Taq DNA 聚合酶、丙烯酰
胺、AgNO3,生工生物工程 (上海)股份有限公司;
Pbr322 DNA marker,天根生化科技 (北京)有限
公司。
仪器:PTC⁃200 型 PCR 仪,美国 MJ Research 公
司;DYY⁃12 电泳仪、20C 电泳槽,北京六一仪器厂;
Uniscan E43 扫描仪,紫光股份有限公司;NanoDrop
823 植  物  保  护  学  报 42 卷
ND⁃1000 紫外可见分光光度计,美国摩根生物科技
公司。
1􀆰 2 方法
1􀆰 2􀆰 1 苗期抗病性鉴定
抗病性鉴定在光控温室内进行。 选用 Su11⁃7、
CYR29、CYR30、CYR31、CYR32 和 CYR33 共 6 个条
锈菌生理小种(致病类型)对亲本进行接种鉴定。
接种后 16 d,待感病对照铭贤 169 充分发病后调查
反应型(infection type,IT)。 调查标准在传统的 6 级
基础上,用“ + ”、“⁃”进一步划分为 0、 0;、 0; + 、 1、
1 + 、 2、 2 + 、3 - 、3、3 + 、4(张敬原等,2001),对供试小
麦逐株记录反应型。 将 0 ~ 2 + 型划分为抗病类,
3 - ~ 4型划分为感病类。 对 9020⁃17⁃25⁃6 /铭贤 169
正、反交 F1、F2 及 F3 家系接种 CYR29,根据双亲及
杂交后代反应型级别划分抗感类型,统计双亲和杂
交后代各株系的抗感植株数,计算分离比例,以确定
品系 9020⁃17⁃25⁃6 对 CYR29 抗条锈性基因数目及
遗传特点。
1􀆰 2􀆰 2 DNA提取及抗病池、感病池的构建
对经遗传分析符合 1 对基因控制的分离群体,
单株采集新叶无病叶片后暂保存于 - 80 ℃冰箱。
采用 CTAB法提取基因组 DNA,并检测提取 DNA的
纯度和浓度。 将 DNA用 1 × EDTA稀释成 30 ng / μL
的工作液用于 PCR 扩增。 由 F2 代 10 株抗病单株
的 DNA 等量混合构成抗病池;10 株感病单株的
DNA等量混合构成感病池。
1􀆰 2􀆰 3 PCR引物、PCR扩增和电泳分析
根据 Röder et al. (1998)、Somers et al. (2004)
报道和谷物基因网站 ( http: / / wheat. pw. usda.
gov / )提供的 SSR 引物序列以及已报道的 RGAP
引物序列 ( Shi et al. ,2001; Pahalawatta & Chen,
2005;Lin & Chen,2007)合成引物。 以抗病亲本、
感病亲本、抗病基因池、感病基因池和 F2 代群体的
DNA为模板进行 PCR 扩增。 扩增产物用 6%的变
性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后采用硝酸银染色法
显影,扫描仪扫描保存图像,检测结果。 用
MapMarker 3􀆰 0b软件(Ma et al. ,2013a)对标记位
点与目的基因进行连锁性分析,得到各标记的遗
传数据 ( LOD = 3􀆰 0, Max distance = 50􀆰 0 ),并用
MapDraw 2􀆰 0 绘制连锁图谱。
1􀆰 2􀆰 4 分子标记筛选分析
根据群体分离分析法(BSA),用 RGAP 和 SSR
引物首先对抗病亲本 9020⁃17⁃25⁃6、感病亲本铭贤
169 及抗感池进行多态性筛选,找出在双亲及抗感
池间扩增出一致的多态性片段的标记,小群体进一
步验证所获得的多态性一致标记的准确性,通过小
群体验证的标记用于整个作图群体检测。
2 结果与分析
2􀆰 1 9020⁃17⁃25⁃6 抗条锈性鉴定与遗传分析
易位系 9020⁃17⁃25⁃6 及华山新麦草对 Su11⁃7、
CYR29、CYR30、CYR31、CYR32 和 CYR33 共 6 个条
锈菌小种(致病类型)表现为免疫到近免疫( IT 0 ~
0;),而铭贤 169 和 7182 均表现为高度感病 ( IT
3 + ~ 4)(表 1),说明易位系 9020⁃17⁃25⁃6 是一个优
异的小麦条锈病抗源。
表 1 9020⁃17⁃25⁃6 苗期对 6 个条锈菌小种的抗病性鉴定
Table 1 Evaluation of resistance of 9020⁃17⁃25⁃6 to six races of Puccinia striiformis f. sp. tritici at the seedling stage
品种 Cultivar Su11⁃7 CYR29 CYR30 CYR31 CYR32 CYR33
9020⁃17⁃25⁃6 0; 0; 0; 0; 0; 0
铭贤 169 Mingxian 169 4 4 4 4 4 4
7182 4 4 4 4 4 3 +
    0 ~ 2 + : 抗病; 3 - ~ 4: 感病。 0 - 2 + : Resistant; 3 - - 4: susceptible.
2􀆰 2 9020⁃17⁃25⁃6 对 CYR29 的抗条锈性遗传分析
正交和反交的所有 F1 对 CYR29 均表现为高抗
反应,说明 9020⁃17⁃25⁃6 中存在显性核基因控制其
抗条锈性。 9020⁃17⁃25⁃6 与铭贤 169 杂交的 F2 群体
单株出现抗感分离。 在正交 F2 分离群体中,有 199
株表现为抗病,59 株为感病,卡方测验符合 3R ∶ 1S
的分离比(χ2 = 0􀆰 52),呈显性单基因遗传分离模
式;在反交 F2 - 2分离群体中,有 119 株表现为抗病,
43 株表现为感病,也符合 3R ∶ 1S 的分离比(χ2 =
0􀆰 13);而且由 F2 - 2群体自交获得的 156 个 F3 代家
系中,抗病家系 39 个,分离家系 74 个,感病家系 43
个,经卡方测验符合 1R ∶ 2seg ∶ 1S 的分离比(表 2)。
综合以上结果,9020⁃17⁃25⁃6 对 CYR29 的抗病性由
1 对显性核基因控制,暂定名为 YrHua9020。
2􀆰 3 9020⁃17⁃25⁃6 抗条锈基因的分子作图
选择 F2 - 2分离群体为作图群体,选用 48 条
RGAP引物两两组合对抗病亲本 9020⁃17⁃25⁃6 和感
病亲本铭贤 169 进行 DNA多态性分析,在亲本间有
9233 期 马东方等: 普通小麦 -华山新麦草易位系 9020⁃17⁃25⁃6 抗条锈性遗传分析及分子标记
      表 2 9020⁃17⁃25⁃6 与铭贤 169 及其杂交后代对 CYR29 的抗性遗传分析
Table 2 Genetic analysis of cross derived from 9020⁃17⁃25⁃6 and Mingxian 169 for resistance to CYR29 of
Puccinia striiforms f. sp. tritici at the seedling stage
亲本或杂交组合
Parents or
combinations
世代
Generation
反应型及调查株数
Infection type and observed number of plants
0 0; 0; + 1 1 + 2 2 + 3 - 3 3 + 4
抗(分离)
感比例
Resistant
(segregating)∶
susceptible
ratio
理论比
Expected
ratio
χ2
9020⁃17⁃25⁃6 P1 16 1 - - - - - - - - - 17 ∶ 0 - -
铭贤 169 Mingxian 169 P2 - - - - - - - - - - 19 0 ∶ 19 - -
P1 × P2 F1 - 10 - - - - - - - - - 10 ∶ 0 - -
F2 - 1 24 83 45 18 18 6 5 9 8 42 199 ∶ 59 3 ∶ 1 0􀆰 52
P2 × P1 F1 - 9 - - - - - - - - - 9 ∶ 0 - -
F2 - 2 14 58 22 7 15 3 1 4 5 33 119 ∶ 43 3 ∶ 1 0􀆰 13
P1 × P2 F3 - - - - - - - - - - - 37(74)∶ 43 1 ∶ 2∶ 1 0􀆰 62
    F2 - 1:正交 F2 代; F2 - 2:反交 F2 代; F3 为 F2 - 1代衍生的家系。 括号内数字表示杂合分离株。 F2 - 1: F2 lines of direct cross; F2 - 2: F2
lines of reciprocal cross; F3: families were derived from F2 - 1 plants. The number in the parenthesis represents segregating individuals.
图 1 引物 Xcfd79(a)、M1(b)对铭贤 169 / 9020⁃17⁃25⁃6 的 F2 部分单株的扩增结果
Fig. 1 PCR profile of Xcfd79 (a), M1 (b) in F2 population derived from Mingxian 169 / 9020⁃17⁃25⁃6
M: Pbr322 DNA marker; PR: 抗病亲本 9020⁃17⁃25⁃6; PS: 感病亲本铭贤 169; BR: 抗病池; BS: 感病池; R: 抗病单株;
S: 感病单株; H: 杂合单株; ∗: 发生重组的单株。 M: Pbr322 DNA marker; PR: 9020⁃17⁃25⁃6; PS: Mingxian 169; BR: re⁃
sistant bulk; BS: susceptible bulk; R: resistant individuals; S: susceptible individuals; H: heterozygous individuals; ∗: recombi⁃
nant plant.  
多态性的引物共 315 对(多态性为 28% ),经过抗感
池和小群体的筛选共有 2 对引物组合在亲本间、抗
感池和小群体扩增出稳定的多态性条带。 M1
(Cre3⁃k3 / AS3:5′⁃CTGCAGTAAGCAAAGCAACG⁃3′,
5′⁃IAGIGCIAGIGGIAGICC⁃3′) 和 M2 ( CLRR⁃R / XL⁃
RR⁃R: 5′⁃TAACGTCTATCGACTTCT⁃3′, 5′⁃CCCATA⁃
GACCGGACTGTT⁃3′)在 9020⁃17⁃25⁃6 和抗病池中均
扩增出一致的带型,但在铭贤 169 和感病池中没有
条带,显示为显性标记。 由于这 2 个 RGAP 标记均
未在小麦品种中国春上扩增出相应条带,于是用 21
条染色体上的 491 对 SSR 标记继续进行筛选。 结
果显示,213 对引物可在抗病亲本与感病亲本间扩
增出差异性条带, 其中 4 对引物即 Xwmc11、
Xxwmc532、Xcfd79 和 Xgwm2 在抗病池和感病池间
也检测到差异性条带。 随后用上述 6 对引物对铭贤
169 / 9020⁃17⁃25⁃6 的 F2 代 40 个小群体进行单株扩
增,结果大部分抗病单株扩增出与抗病亲本相同的
带型或双亲的组合带型,大部分感病单株则扩增出
与铭贤 169 一致的带型(图 1)。
2􀆰 4 连锁遗传分析
利用 2 对 RGAP引物和 4 对 SSR 引物对铭贤
169 / 9020⁃17⁃25⁃6 F2 代分离群体 162 个单株进行
033 植  物  保  护  学  报 42 卷
PCR扩增,以确定抗病基因 YrHua9020 与标记位
点之间的连锁关系,所有标记引物对 F2 代单株扩
增的带型统计结果显示(表 3),这些引物扩增位
点与 9020⁃17⁃25⁃6 携带的抗条锈病基因有遗传连
锁性关系。 用 MapMaker 3􀆰 0b 软件进行遗传连锁
性分析,M1、M2、Xwmc11、Xwmc532、Xcfd79 和 Xg⁃
wm2 与抗条锈病基因的遗传距离分别为 6􀆰 9、9􀆰 5、
17􀆰 8、12􀆰 2、7􀆰 2 和 19􀆰 8 cM,Xcfd79 和 M1 应位于
YrHua9020 的两侧,据此绘制了 YrHua9020 遗传连
锁图(图 2)。
表 3 与抗病基因 YrHua9020 连锁的 SSR标记在 F2 代分离群体的扩增结果
Table 3 F2 genotypes of Mingxian 169 / 9020⁃17⁃25⁃6 inferred from reactions of F3 families and genotypes of five closely
linked SSR markers and the level of association between the resistance and each SSR marker
Xwmc11 Xwmc532 Xcfd79 Xgwm2 M1 M2
A H B A H B A H B A H B A B A B
抗病株 Resistant plant 27 80 12 35 75 9 35 79 5 34 71 14 113 6 110 9
感病株 Susceptible plant 12 5 26 7 4 32 2 5 36 9 9 25 5 38 6 37
理论比 Theoretical ratio 1 ∶ 2∶ 1 1 ∶ 2∶ 1 1 ∶ 2∶ 1 1 ∶ 2∶ 1 3 ∶ 1 3 ∶ 1
        χ2 0􀆰 41 0􀆰 11 0􀆰 42 0􀆰 22 0􀆰 30 0􀆰 82
        P 0􀆰 82 0􀆰 95 0􀆰 81 0􀆰 89 0􀆰 53 0􀆰 32
    A: 抗病带型; H: 杂合带型; B: 感病带型。 A: Resistant banding pattern; H: heterozygote banding pattern; B: susceptible banding
pattern.
图 2 抗条锈病基因 YrHua9020 在 3AS上的
微卫星遗传连锁图谱
Fig. 2 Linkage map of YrHua9020 on chromosome 3AS in
wheat based on microsatellite markers
 
2􀆰 5 同源性检测
用 SSR 引物 Xcfd79 和 RGAP 引物 M1 对铭贤
169、H9020⁃1⁃6⁃8⁃3、Tres、9020⁃17⁃25⁃6⁃4 和华山新
麦草进行分子检测,华山新麦草易位系 H9020⁃1⁃6⁃
8⁃3 和北美小麦品种 Tres均扩增出与感病对照铭贤
169 相同的目标条带,华山新麦草扩增出与 9020⁃
17⁃25⁃6⁃4 相同的目标条带(图 3)。 表明 H9020⁃1⁃6⁃
8⁃3 和 Tres可能不含有 YrHua9020。
3 讨论
发掘和鉴定抗条锈病基因是小麦抗病育种的重
要工作。 开展小麦抗条锈病基因的分子标记研究,
一方面通过寻找与抗病基因紧密连锁的分子标记,
图 3 引物 Xcfd79(a)和 M1(b)对铭贤
169、H9020⁃1⁃6⁃8⁃3、Tres、9020⁃17⁃25⁃6⁃4 和华山
新麦草扩增图谱
Fig. 3 PCR amplification profiles of Mingxian 169,
H9020⁃1⁃6⁃8⁃3, Tres, 9020⁃17⁃25⁃6⁃4 and Psathyrostachys
huashanica by using markers Xcfd79 (a) and M1 (b)
1: 铭贤 169; 2: H9020⁃1⁃6⁃8⁃3; 3: Tres; 4: 9020⁃
17⁃25⁃6; 5: 华山新麦草。 1: Mingxian 169; 2: H9020⁃1⁃
6⁃8⁃3; 3: Tres; 4: 9020⁃17⁃25⁃6; 5: P. huashanica.
 
在基因型水平上对作物种质资源进行深入评价和鉴
定;另一方面通过分子标记辅助选择实现多种基因
的累加,为培育出多抗或广谱的种质或品种奠定基
础。 本研究从普通小麦 -华山新麦草易位系中鉴定
出抗条锈病新种质 9020⁃17⁃25⁃6,证实其对我国流
行的小麦条锈菌生理小种 CYR29 ~ CYR33 和
Su11⁃7 致病类型均表现为高抗。 应用经典遗传学
研究表明,9020⁃17⁃25⁃6 对 CYR29 的抗锈性是由细
胞核内显性单基因 YrHua9020 控制,并将其定位在
小麦染色体 3AS 上。 目前,正式命名的 62 个抗条
锈病基因均无定位在 3AS 上的,只有暂命名的基因
1333 期 马东方等: 普通小麦 -华山新麦草易位系 9020⁃17⁃25⁃6 抗条锈性遗传分析及分子标记
YrTr2(Chen et al. ,1995)定位在 3A 上,且尚不清楚
其在染色体 3A 上的具体位置。 在温室苗期对 Yr⁃
Tr2 的载体品种 Tres 接种 CYR29 发现,Tres 表现为
感病(反应型为 3 型),说明 9020⁃17⁃25⁃6 的抗条锈
病基因 YrHua9020 与 Tres 中的 YrTr2 可能不同,尚
需做进一步的等位性分析。 从来源上说,9020⁃17⁃
25⁃6 是华山新麦草易位系,抗病基因可能来源于华
山新麦草,而 Tres 是北美的育成品种,它们所含的
抗锈基因可能不同。 对 9020⁃17⁃25⁃6 的姊妹系
H9020⁃1⁃6⁃8⁃3 进行分子检测,表明 H9020⁃1⁃6⁃8⁃3
可能不含有 YrHua9020,这可能是由于某些易位片
段在远缘杂交刚开始并未稳定,在后代选育过程中
有所丢失造成的。 综合以上分析,YrHua9020 可能
与已知基因不同。
Li et al. (2012)研究发现普通小麦 -华山新麦
草易位系 H9020⁃1⁃6⁃8⁃3 对 CYR33 的抗条锈病基因
YrH9020 定位于小麦染色体 2DS;Ma et al. (2013a;
b)报道的普通小麦 - 华山新麦草易位系 H9014⁃
121⁃5⁃5⁃9 对 CYR30 的抗条锈病基因 YrHA、H9014⁃
14⁃4⁃6⁃1 对 Su11⁃4 的抗条锈病基因 YrH9014 分别位
于染色体 5DS 和 2BS;田月娥等(2011)报道的普通
小麦 -华山新麦草易位系 H122 对 Su11⁃4 的抗条锈
病病基因 YrH122 位于 1DL上,而本研究中 9020⁃17⁃
25⁃6 对 CYR29 的抗条锈病基因 YrHua9020 位于小
麦染色体 3AS 上。 由此可见, 本研究定位的
YrHua9020 不同于华山新麦草易位系中的 YrH9020、
YrHA、YrH9014 和 YrH122。
由于新的条锈菌小种不断出现,使得国内外的
大量抗源及主栽品种面临抗病性丧失的威胁。 华山
新麦草与普通小麦的染色体具有相对稳定的替换关
系(赵继新等,2003),多代选育后存在于普通小麦
的华山新麦草染色体可以稳定遗传给下一代。 根据
本课题组多年室内和田间试验鉴定,易位系 9020⁃
17⁃25⁃6 具有良好的全生育期抗病性。 因此,含有抗
条锈病基因的华山新麦草易位系可为抗病小麦新品
种选育提供新抗源,所获得的分子标记将加快其在
品种品系的抗病基因检测和分子标记辅助育种中的
应用。
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3333 期 马东方等: 普通小麦 -华山新麦草易位系 9020⁃17⁃25⁃6 抗条锈性遗传分析及分子标记