全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(12): 21162123 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由教育部高等学校学科创新引智计划(111计划)项目(B07049), “十一五”国家支撑计划重点项目(2006BAD08A05)和小麦条锈病菌毒性
变异与条锈病综合治理研究示范项目(200903035-02)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 井金学, E-mail: jingjinxue@163.com, Tel: 029-87092434
第一作者联系方式: E-mail: city5016@163.com
Received(收稿日期): 2010-03-16; Accepted(接受日期): 2010-05-21.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.02116
小麦品系M8003-5抗条锈病基因遗传分析和分子作图
徐中青 1 张书英 1 王 睿 1 王文立 1 周新力 1 尹军良 1 陈 洁 2
井金学 1,*
1 西北农林科技大学植物保护学院 / 陕西省农业分子生物学重点实验室, 陕西杨凌 712100; 2 河北省农林科学院植物保护研究所, 河
北保定 071000
摘 要: 为了利用小麦抗条锈病品系 M8003-5 中的抗病基因 , 用当前 7 个流行的条锈菌生理小种对小麦品系
M8003-5 的抗条锈性进行了鉴定, 发现该品种对当前的各优势小种均有良好抗性。在温室内以病菌小种 Su11-4 对
M8003-5在进行苗期抗条锈性鉴定和遗传分析, 初步确定 M8003-5对 Su11-4的抗性由 1对显性基因控制, 位于 7DS
上的 SSR标记 Xbarc5、Xwmc463、Xwmc405、Xbarc126、Xgwm295、Xgwm44、Xwmc702、Xwmc438、Xwmc121、Xgwm111
和 Xbarc121与该基因连锁, 最近的为 Xwmc702和 Xwmc438, 遗传距离分别为 3.5 cM和 4.3 cM。分子标记及其相关
分析表明, 此基因可能来自黑麦, 与已定位于 7D染色体上的抗病基因不同, 暂命名为 YrM8003。利用与其紧密连锁
的标记 Xwmc702和 Xwmc438测黄淮麦区 43个主栽品种, 结果显示, 有 20%的品种具有与 YrM8003基因相同的标记
位点。这一结果有助于 YrM8003在抗条锈病育种的应用。
关键词: 小麦品系 M8003-5; 条锈病抗性; 遗传分析; SSR; 分子标记辅助选择
Genetic Analysis and Molecular Mapping of Stripe Rust Resistance Gene in
Wheat Line M8003-5
XU Zhong-Qing1, ZHANG Shu-Ying1, WANG Rui1, WANG Wen-Li1, ZHOU Xin-Li1, YIN Jun-Liang1,
CHEN Jie2, and JING Jin-Xue1,*
1 College of Plant Protection / Shaanxi Key Laboratory of Molecular Biology for Agriculture, Northwest A&F University, Yangling 712100, China;
2 Institute of Plant Protection, Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Baoding 071000, China
Abstract: Strip rust, caused by Puccinia striiformis West. f. sp. tritici (Pst) is a worldwide disease in wheat (Triticum aestivum L.)
production. Resistance breeding is constantly pursued for decades to tackle the variations of prevalent Pst races. Wheat genetic
resources carrying novel resistance genes always receive great attentions and the utilization study generally initiates from the
identification and genetic analysis of the resistance genes. Wheat line M8003-5 is selected from the hybrid progenies of the com-
mon wheat variety Chinese Spring and Secale cereale L., which exhibits not only high resistance to Pst but also high yield, early
maturity, and resistance to drought. To map the Pst resistance gene(s) in M8003-5, a segregation population was constructed by
crossing M8003-5 and a highly susceptible variety Mingxian 169. Seven prevalent Pst races in China were inoculated in green-
house at seedling stage to evaluate the infection type of individuals from the F1, F2, and F3 generations. The results showed that
M8003-5 was resistant to all races, whereas Mingxian 169 was highly susceptible to all inoculates. Genetic analysis indicated that
the resistance of M8003-5 against race Su11-4 was conferred by a dominant gene, which was tentatively designated YrM8003.
This gene was linked to simple sequence repeat (SSR) markers Xbarc5, Xwmc463, Xwmc405, Xbarc126, Xgwm295, Xgwm44,
Xwmc702, Xwmc438, Xwmc121, Xgwm111, and Xbarc128, which were all located on chromosome arm 7DS. The closest flanking
makers were Xwmc702 and Xwmc438 with genetic distances of 3.5 cM and 4.3 cM, respectively. Gene YrM8003 differs from any
other Pst resistance genes on 7DS, and is probably a novel gene. This gene is primarily inferred to originate from S. cereale based
on analyses on pedigree and molecular markers data. Forty-three wheat cultivars from Huang-Huai Winter Wheat Region were
第 12期 徐中青等: 小麦品系 M8003-5抗条锈病基因遗传分析和分子作图 2117


also tested with YrM8003 markers Xwmc702 and Xwmc438, and 20% cultivars were amplified with the target bands. These culti-
vars require further tests to validate the presence of YrM8003.
Keywords: M8003-5; Stripe rust resistance; Genetic analysis; SSR marker; Molecular marker-assisted selection
小麦条锈病是由小麦条锈菌(Puccinia striifor-
mis West. f. sp. tritici)引起的世界范围内的最严重的
小麦病害之一, 也是我国小麦生产上最重要的病害,
严重威胁着我国的粮食生产[1]。因此, 努力寻找积极
有效的方法来控制该病害的流行势在必行。国内外
的研究和生产实践证明, 利用抗病品种是防治该病
最经济、有效、易行且对环境安全的核心措施[2], 但
是由于小麦条锈病菌的专化性强, 生理小种致病性
变异快, 一个抗病良种推广后总逃不掉抗病基因失
效的厄运。实践和研究表明: 在栽培小麦品种中寻
找新的抗条锈基因非常有限。因此, 寻找和利用高
质量的新抗源成为改良小麦抗条锈性的关键[3]。为
此, 不得不另辟蹊径, 试图通过引入和利用外源抗
锈基因来解决该难题[4-6]。
据不完全统计, 在小麦近缘植物中有 12个属 80
多种已经与小麦杂交成功[7]。其中, 属于禾本科大麦
族小麦亚族的黑麦(Secale cereale L.)是最早、最广、
也是最成功地用于改良小麦的近缘植物之一, 是小
麦抗病育种的抗源亲本之一[8-10]。黑麦属已知有 7
个种, 其中多年生种有 3个, 一年生有 4个种。生产
上利用较多、经济价值较大的只有一年生栽培黑麦
(S. cereale)。黑麦具有许多优良性状可用来改良小麦
的产量、品质和抗性, 如黑麦的抗锈病基因有 Yr9、
Lr26、Sr31, 抗白粉病基因有 Pm1-Pm8、Pm17、Pm20
及其他抗腥黑穗病和大麦黄矮病的基因, 同时还具
有耐寒、耐旱、耐土壤酸性、耐铝性以及大穗多花、
籽粒中赖氨酸和蛋白质含量高等优良性状[8]。随着
远缘杂交技术的发展以及小麦育种水平的提高, 黑
麦的许多有益基因已经并正在转移到普通小麦中。
利用中国春 5B 单体与奥地利黑麦杂交, 再与中国
春回交, 从其后代中得到农艺性状优良、抗病性高
的 M8003品系[11-12]。在我国小麦条锈病易变区经历
多次条锈病流行考验, 表现出优异的抗条锈性, 而
且抗旱、生长整齐、早熟、高产, 是一个优秀小麦
资源。对其抗条锈性特别是抗条锈性遗传缺乏深入
的研究, 限制了该抗源利用。本文通过遗传分析和
分子作图对 M8003-5 抗锈性进行研究, 试图明确其
抗条锈遗传规律, 发掘其中的抗病基因, 有助于开
发新的优良抗病高产材料, 为导入外源基因进行分
子辅助育种提供依据。
1 材料与方法
1.1 小麦品种(系)和条锈病菌
抗病性鉴定所用材料包括 M8003-5、奥地利黑
麦(Secale cereale L.), 由西北农林科技大学农学院
提供、Jupateco 73R (携带 Yr18基因)、感病对照铭
贤 169, M8003-5铭贤 169的杂交后代 F1和 F2代及
其反交 F2代, 从 M8003-5铭贤 169 杂交 F2代随机
挑选的 F3及 BC1F1代群体。抗病基因定位采用中国
春缺体-四体系。另外, 选取黄淮麦区 43个主栽品种
进行分子标记辅助选择鉴定, 包括远丰 139、繁 6、
偃展 4110、绵阳 28、川麦 107、长武 131、中麦 9
号、复壮 20、西峰 20、豫 18、川青 55871、远丰
898、京冬 8 号、陕 627、小偃 6 号、扬麦 158、小
偃 216、川 303、陕麦 981、扬麦 5号、绵阳 81、西
农 889、XY216、陕 229、西农 979、农大 311、武
农 148、泛麦 5 号、晋麦 38、陕农 28、陇源 935、
鲁麦 23、豫麦 949、西植 763、鄂麦 14、绵阳 19、
远丰 135、晋太 170、长旱 56、3217、京 2216、皖
麦 19和郑系 9003。
供试菌种为当前流行的 7 个小麦条锈菌生理小
种, 即 CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR33
和水原类生理小种 Su11-4、Su-11。各供试菌种用单
孢分离法[13]获得单孢菌系, 经国内鉴别寄主鉴定确
认并繁殖, 由西北农林科技大学植物免疫研究室提
供。
1.2 抗病性鉴定
按 M8003-5、Jupateco 73R和铭贤 169取 20粒、
F1代 11粒、F2代约 280粒、F3约 200个家系、BC1F1
代约 40 粒标准挑选饱满健康的种子, 先用 1%双氧
水溶液浸种 24 h消毒, 然后置于 20℃培养箱中催芽,
待其萌发后种于直径为 10 cm的花盆中, 每花盆 20
粒, 置于温室培养。
小麦幼苗一叶一心期, 用涂抹法分别接种 7个
菌系, 接种后幼苗于保湿桶中喷雾保湿, 10℃保湿
24 h 后移入温室培育, 相对湿度 80％左右, 光强为
729 mol m2 s1, 光照周期 16 h (昼)/8 h (夜)。
待铭贤 169 充分发病后逐株调查反应型。反应
型采用 11级分级标准[1,14], 即 0、0;、0;+、1、1+、2、
2+、3、3、3+、4。根据 2个亲本的反应型、F1、F2
2118 作 物 学 报 第 36卷

和 F3的分离情况来确定抗感分离比例, 其中 0 至 2
级为抗病, 2+至 4级为感病。用 χ2法对调查获得的分
离比进行适合性检测, 确定最适合的分离比率, 明
确供试品种对特定小种抗条锈性的基因数目、互作
方式及抗病特点, 从而确定抗条锈病基因的数目及
其相互关系[15]。
1.3 SSR引物筛选和遗传作图
M8003-5、铭贤 169、奥地利黑麦、Jupateco 73R、
43个黄淮麦区主栽品种和 F2分离群体经苗期接种、
调查鉴定后, 分单株取样。按 CTAB 方法提取基因
组 DNA[16]。按照分离群体分组分析法[17], 将 F2 分
离群体的 12株表现高抗单株 DNA等量混合组建成
抗病基因池(BR), 12株表现高感单株 DNA等量混合
组建成感病基因池(BS)。
参照 http://wheat.pw.usda.gov/网站公布的 SSR
引物序列信息, 由上海捷锐精密机械有限公司合
成 SSR引物。以抗病亲本 M8003-5、抗病基因池 BR、
病亲本铭贤 169、感病基因池 BS和 F2代单株的 DNA
为模板进行 PCR扩增, 筛选与抗病亲本连锁的 SSR
标记。扩增反应体积为 15 µL, 包括 25 ng µL1模板
DNA 2 µL, 10×PCR buffer 1.5 µL, 5 mmol MgC12和
2.5 mmol µL1 dNTP 1.2 µL, 5 µmol µL1 primers
3 µL, 0.16 U µL1 Taq DNA聚合酶 0.3 µL, ddH2O
9 µL。扩增程序为: 94℃预变性 3 min; 94℃变性 30 s,
51~65℃退火 45 s (根据不同引物确定相应的退火温
度), 72℃延伸 40 s, 共 36 个循环; 最后 72℃ 延伸
5~10 min。在 PTC-200型 PCR仪(MJ Research, 厦
门机械工贸有限公司)中进行扩增反应, 产物用 8%
变性聚丙烯酰氨凝胶电泳分离, 银染显影。扩增产
物与抗病亲本带型相同记作 A, 与感病亲本带型相
同记作 B, 同时具有 A、B带型记作 H。
用 MapMaker3.0软件计算已标记位点与目的基
因的遗传距离, 用 Mapdraw V2.0 软件绘制连锁图
谱[18]。
1.4 主栽品种抗病基因的分子鉴定
43个小麦品种包括远丰 139、繁 6、偃展 4110、
绵阳 28、川麦 107、长武 131、中麦 9号、复壮 20、
西峰 20、豫 18、川青 55871、远丰 898、京冬 8号、
陕 627、小偃 6 号、扬麦 158、小偃 216、川 303、
陕麦 981、扬麦 5号、绵阳 81、西农 889、XY216、
陕 229、西农 979、农大 311、武农 148、泛麦 5号、
晋麦 38、陕农 28、陇源 935、鲁麦 23、豫麦 949、
西植 763、鄂麦 14、绵阳 19、远丰 135、晋太 170、
长旱 56、3217、京 2216、皖麦 19 和郑系 9003, 用
CTAB法提取 DNA。采用与 M8003-5紧密连锁的双
侧分子标记进行扩增, 扩增程序及产物检测与前述
方法相同。
2 结果与分析
2.1 M8003-5抗条锈性表现
苗期抗病性鉴定结果表明 , 奥地利黑麦、
M8003-5 对 7 个条锈菌生理小种表现出表现免疫或
近免疫 , 与前人鉴定结果相同 [12], 感病对照铭贤
169对所采用的条锈菌都表现为高感(表 1)。

表 1 小麦品系 M8003-5及其亲本奥地利黑麦的抗条锈性鉴定
Table 1 Resistance of wheat line M8003-5 and its parent Austrian S. cereale to seven stripe rust races
菌系 Pathotype 基因型
Genotype CYR29 CYR30 CYR31 CYR32 CYR33 Su11-4 Su11-11
奥地利黑麦 S. cereale L. 0, 0; 0, 0;+ 0, 0;+ 0, 0;+ 0, 0;+ 0; 0, 0;
M8003-5 0, 1 0, 1 0, 0;+ 0, 0;+ 0, 0;+ 0;+ 0, 0;
Jupateco 73R 3, 4 3, 4 3 3 2+, 3 4 3, 4
铭贤 169 Mingxian 169 4 4 4 4 4 4 4
反应型 0至 2级为抗病, 2+至 4级为感病。
Infection type between 0 and 2 are resistant, and between 2+ and 4 are susceptible.

2.2 M8003-5 对条锈菌生理小种 Su11-4 的抗条
锈性遗传分析
苗期接种Su11-4小种后, 对M8003-5的遗传分析
结果表明, M8003-5表现为高度抗病, 铭贤 169表现为
高度感病, F1植株均表现为高抗; 在正、反交 F2分离
群体中, 抗病(反应型为 0至 2级)和感病(反应型为 2+
至 4级)的分离比均符合 3∶1的分离比例; 在 F2中随
机挑选的 176个F3家系中表现纯抗病家系 47个, 分离
家系 89 个, 表现纯感病家系 41 个, 经卡方测验符合
1∶2∶1 的分离比例; 在 BC1F1代 40 个分离群体中,
纯抗病的 17个, 纯感病的 23个(表 2)。上述结果表明
M8003-5对 Su11-4的抗病性由 1对显性基因控制。

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表 2 接种 Su11-4的抗条锈性遗传分析
Table 2 Genetic analysis of resistance to Su11-4
抗感比 R/S ratio 世代
Generation 观测值
Observed
理论值
Theoretical
χ2
M8003-5 (P1) 18:0
铭贤 169 Mingxian 169 (P2) 0:19
F1 (P1P2) 16:0
BC1F1 (P1P2) 17:23 1:1 0.625
F2 (P1P2) 196:63 3:1 0.032
F2 (P2P1) 133:41 3:1 0.123
F2:3 (P1P2) 47:(89):40 1:(2):1 0.423
F3家系抗感比括号内数字表示杂合分离株。χ20.05,1 = 3.841。
In F2:3 lines, numbers in parentheses refer to segregated indi-
viduals. χ20.05,1 = 3.841.

2.3 SSR标记的筛选及中国春缺体-四体检测
利用合成的 578 对 SSR 引物进行筛选, 其中有
118 对可在抗感亲本中扩增出多态性片段 , 其中
7DS上的 11对引物 Xbarc5、Xwmc463、Xwmc405、
Xbarc126、Xgwm295、Xgwm44、Xwmc702、Xwmc438、
Xwmc121、Xgwm111和 Xbarc128在亲本和抗、感池
之间能扩增出稳定的特异性片段。这 11对引物用于
对 M8003-5×铭贤 169 F2代 259个单株的检测。图 1
为 Xwmc702、Xwmc438、Xgwm441在部分 F2单株中
的扩增结果。
为了进一步证实该目的基因所处的位置, 利用
与目的基因紧密连锁的 SSR 引物 Xwmc702 和
Xwmc438 对亲本 M8003-5、铭贤 169、中国春、中
国春缺体-四体进行 PCR 扩增和聚丙烯酰胺凝胶电
泳分析。两个紧密连锁引物 Xwmc702 和 Xwmc438
在中国春缺体-四体 7D 上未能扩增出特异性的带型
(图 2), 进一步说明该目的基因在 7D上。


图 1 引物 Xwmc702 (A)、Xwmc438 (B)和 Xgwm44 (C)对 M8003-5 铭贤 169部分 F2单株的扩增图谱
Fig. 1 Amplification profile of primers Xwmc702 (A), Xwmc438 (B) and Xgwm44 (C) in partial F2 individuals from the cross of
M8003-5  Mingxian 169
M: DNA marker I300 bp; P1: M8003-5; P2: 铭贤 169; BR: 抗病池; BS: 感病池; R: 抗病单株; S: 感病单株; H: 杂合株。
M: DNA marker I300 bp; P1: M8003-5; P2: Mingxian 169; BR: resistant pool; Bs: susceptible pool; R: resistant individual; S: susceptible
individual; H: heterozyous individual.


图 2 引物 Xwmc702(A)和 Xwmc438(B)在中国春缺体-四体中的扩增图谱
Fig. 2 Amplification profile of primers Xwmc702 (A) and Xwmc438 (B) in Chinese Spring nulli-tetrasome lines
1: M8003-5; 2: 铭贤 169; 3: 中国春; 4~24: 中国春缺体-四体。
1: M8003-5; 2: Mingxian 169; 3: Chinese Spring; 4: CS N1AT1B; 5: CS N1BT1A; 6: CS N1DT1A; 7: CS N2AT2B; 8: CS N2BT2A; 9: CS
N2DT2A; 10: CS N3AT3B; 11: CS N3BT3D; 12: CS N3DT3A; 13: CS N4AT4B; 14: CS N4BT4D; 15: CS N4DT4A; 16: CS N5AT5B; 17:
CS N5BT5D; 18: CS N5DT5A; 19: CS N6AT6B; 20: CS N6BT6D; 21: CS N6DT6A; 22: CS N7AT7B; 23: CS N7BT7A; 24: CS N7DT7A.
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2.4 M8003-5抗病基因的染色体定位
由 SSR 扩增带型统计数据可以看出引物
Xbarc5、Xwmc463、Xwmc405、Xbarc126、Xgwm295、
Xgwm44、Xwmc702、Xwmc438、Xwmc121、Xgwm111
和Xbarc128的扩增位点与M8003-5携带的抗条锈病
基因有连锁关系(表 3), 其遗传距离分别为 19.9、
15.1、13.9、13.0、11.0、8.6、3.5、4.3、7.0、9.8
和 10.6 cM。参照 http://wheat.pw.usda.gov/和 Somers
等[19]报道的这 11 对 SSR 引物在小麦染色体上的遗
传图谱, 根据抗条锈病基因与所获标记之间的连锁
关系可知, M8003-5 携带的抗条锈病基因位于小麦
染色体 7DS 上 , 且位于引物位点 Xwmc702 和
Xwmc438 之间, 遗传距离分别为 3.5 cM 和 4.3 cM
(图 3)。将该目的基因暂命名为 YrM8003。

表 3 M8003-5铭贤 169的 F2分离群体单株扩增带型统计结果
Table 3 SSR markers related to resistance in F2 population derived from M8003-5 × Mingxian 169
抗病单株 Resistant individuals 感病单株 Susceptible individuals 标记
Marker 抗病带型 A 感病带型 H 杂合带型 B 抗病带型 A 感病带型 H 杂合带型 B
Xbarc5 61 106 28 11 10 43
Xwmc463 67 113 14 8 16 41
Xwmc405 65 114 15 7 13 45
Xbarc126 70 108 12 6 15 48
Xgwm295 67 114 9 5 14 51
Xgwm44 68 115 7 4 11 54
Xwmc702 72 120 3 2 4 58
Xwmc438 78 111 3 1 7 59
Xwmc121 73 118 9 5 4 50
Xgwm111 55 133 13 5 7 46
Xbare128 59 124 13 3 11 49
A: resistant banding type; B: susceptible banding type; H: heterotic banding type.


图 3 YrM8003微卫星标记遗传连锁图
Fig. 3 Linkage map of stripe rust gene YrM8003 with SSR
markers

2.5 M8003-5抗病基因的来源分析
用与目的基因紧密连锁的 SSR 引物 Xwmc702
和 Xwmc438 对 M8003-5、奥地利黑麦、M169 和中
国春 5B 单体进行 PCR 扩增和聚丙烯酰胺凝胶电泳
分析, 结果奥地利黑麦能扩增出与 M8003-5 目的基
因相同的抗病带型, 中国春 5B单体扩增出铭贤 169
和相同的感病带型(图 4), 说明M8003-5的抗病基因
可能来源于奥地利黑麦。
2.6 43个小麦品种的分子标记检测
利用 YrM8003 两侧紧密连锁的 SSR 引物
Xwmc702和 Xwmc438对黄淮麦区 43个主栽品种进
行检测, 其中 21个品种能在 Xwmc702位点扩增出
与 M8003-5 相同的 DNA 序列 ; 24 个品种能在
Xwmc438位点扩增出与 M8003-5相同的 DNA序列;
9个品种能在 Xwmc702和 Xwmc438位点均扩增出与
M8003-5相同的 DNA序列(表 4和图 5)。表明有 20%
的黄淮麦区主栽品种可能具有与 YrM8003基因相同
的标记位点。

图 4 引物 Xwmc702(A)和 Xwmc438(B)对 M8003-5、奥地利黑麦、M169和中国春 5B单体扩增图谱
Fig. 4 Amplification of parents of M8003-5, S. cereal, Mingxian 169, Chinese Spring 5B-monomer using SSR primers Xwmc702 (A)
and Xwmc438 (B)
1: M8003-5; 2: 奥地利黑麦; 3: M169; 4: 中国春 5B单体。
1: M8003-5; 2: S. cereal; 3: Mingxian 169; 4: Chinese Spring 5B-monomer.
第 12期 徐中青等: 小麦品系 M8003-5抗条锈病基因遗传分析和分子作图 2121


表 4 YrM8003两侧紧密连锁的 SSR引物对 43个黄淮麦区主栽品种的检测
Table 4 Molecular detection of 43 wheat cultivars from Yellow-Huai Rivers Plain using SSR markers flanking YrM8003
品种
Cultivar
wmc702 wmc438 YrM8003 品种
Cultivar
wmc702 wmc438 YrM8003
远丰 139 Yuanfeng 139 + + + XY216 – + –
繁 6 Fan 6 + – – 陕 229 Shaan 229 + – +
偃展 4110 Yanzhan 4110 – + – 西农 979 Xinong 979 – + –
绵阳 28 Mianyang 28 – + – 农大 311 Nongda 311 – + –
川麦 107 Chuanmai 107 + – – 武农 148 Wunong 148 – + –
长武 131 Changwu 131 – – – 泛麦 5号 Fanmai 5 – + –
中麦 9号 Zhongmai 9 + – – 晋麦 38 Jinmai 38 + – –
复壮 20 Fuzhuang 20 + – – 陕农 28 Shaannong 28 – + –
西峰 20 Xifeng 20 + – – 陇源 935 Longyuan 935 – + –
豫 18 Yu 18 – – – 鲁麦 23 Lumai 23 – + –
川青 55871 Chuanqing 55871 + + + 豫麦 949 Yumai 949 + + +
远丰 898 Yuanfeng 898 – – – 西植 763 Xizhi 763 + – –
京冬 8号 Jingdong 8 + – – 鄂麦 14 Emai 14 – – –
陕 627 Shaan 627 + + + 绵阳 19 Mianyang 19 – + –
小偃 6号 Xiaoyan 6 – – – 远丰 135 Yuanfeng 135 + + +
扬麦 158 Yangmai 158 + + + 晋太 170 Jintai 170 + + +
小偃 216 Xiaoyan 216 + + + 长旱 56 Changhan 56 – + –
川 303 Chuan 303 – + – 3217 + – –
陕麦 981 Shaanmai 981 – + – 京 2216 Jing 2216 – + –
扬麦 5号 Yangmai 5 + + + 皖麦 19 Wanmai 19 + – –
绵阳 81 Mianyang 81 – – – 郑系 9003 Zhengxi 9003 – + –
西农 889 Xinong 889 + – –
+: 扩增产物存在; : 扩增产物不存在。 +: Amplification fragment present; : Amplification fragment absent.

图 5 YrM8003两侧紧密连锁的 SSR引物对黄淮麦区部分小麦品种的扩增图谱
Fig. 5 Amplification profile of SSR primers flanking YrM8003 in wheat cultivars from Yellow-Huai Rivers Plain
A: 引物 Xwmc702; B: 引物 Xwmc438。P1: M8003-5; P2: 铭贤 169; 1: 远丰 139; 2: 繁 6; 3: 偃展 4110; 4: 绵阳 28; 5: 川麦 107; 6: 长
武 131; 7: 中麦 9号; 8: 复壮 20; 9: 西峰 20; 10: 豫 18。
A: Using primer Xwmc702; B: Using primer Xwmc438. P1: M8003-5; P2: Mingxian 169; 1: Yuanfeng 139; 2: Fan 6; 3: Yanzhan 4110; 4:
Mianyang 28; 5: Chuanmai 107; 6: Changwu 131; 7: Zhongmai 9; 8: Fuzhuang 20; 9: Xifeng 20; 10: Yu 18.

3 讨论
M8003-5 对我国当前主要流行的小麦条锈菌小
种具有良好的抗病性, 是一个优秀抗病种质资源。
经遗传学分析, M8003-5 对重要菌系 Su11-4 的抗性
由 1对显性基因控制。该基因暂命名为 YrM8003, 被
定位于 7DS 上, 可能源于奥地利黑麦。目前正在进
行分子学验证工作。
在小麦 7D 染色体上已经正式命名的抗条锈病
基因有 Yr18 和 Yr33, 未命名的有 Yr210。Autrique
等[20-21]用普通小麦与人工合成六倍体小麦杂种的单
粒传至 F7代群体的 114 个株系进行 RFLP 分析, 将
Yr18定位在 7DS上, Zahravi等[22]将 Yr33定位于 7DL
上, 张海泉等[23]利用 SSR技术将 Yr210定位于 7DL
上。从抗病性分析, Yr18是成株期抗病性基因, 携带
抗锈性基因品种 Jupateco 73R在苗期对各个条锈生
理小种表现为不同程度的感病。从抗病基因在染色
体上的位置分析, Yr33 和 Yr210 定位于 7DL 上, 而
YrM8003 位于 7DS 上。Yr33 与 7D 上的 SSR 引物
Xgwm111 和 Xgwm437 紧密连锁; 而 Yr18 与引物
2122 作 物 学 报 第 36卷

Xgwm1220和 Xgwm295紧密连锁, 其中与 Xgwm295
的遗传距离为 2.7 cM[24-25]。本研究定位的 YrM8003,
其双侧最近标记分别为 Xwmc702 (3.5 cM)和
Xwmc438 (4.3 cM), 而与 Xgwm295和 Xgwm111的距
离分别为 11.0 cM 和 9.8 cM。另外, 从系谱分析,
Yr18抗病基因来源于普通小麦, 而 M8003-5所携带
的 YrM8003 可能来自奥地利黑麦。因此, 初步判断
YrM8003为小麦抗条锈菌的新基因, 与已知的 Yr基
因不同。该基因与 Yr18 的精确距离有待进一步证
实。
用 YrM8003两侧紧密连锁的 SSR引物Xwmc702
和 Xwmc438对 43个黄淮麦区主栽品种进行了检测,
结果表明, 80%的品种不含与 YrM8003 同源的片段,
说明该基因应用可能并不广泛。
检测发现有 9个品种含有该基因的同源片段 ,
分别是远丰 139、川青 55871、陕 627、扬麦 158、
小偃 216、扬麦 5号、豫麦 949、远丰 135、晋太 170。
远丰 139 是以奥地利黑麦、中间偃麦草和野生二粒
小麦为抗源, 采用单交、复合杂交、回交、阶梯式
杂交等多种组配方式选育而成[26], 是从 M8003-5 高
代品系中选育的衍生后代[12,27], 因此在检测时含有
该抗病基因的同源片段。陕 627是以陕 354(88119-3-
5-10)与延 8911 杂交选育而成(董剑, 私人通讯); 小
偃 6 号是利用长穗偃麦草基因育成的品种[28]; 小偃
216 是兰考 906 与小偃 22[(小偃 6 号775-1)小偃
107]经有性杂交选育而成, 小偃 216是小偃 6号的衍
生后代, 而小偃 6 号是经过长穗偃麦草选育而来,
这 2 个品种含有该抗病基因的同源片段是否和黑麦
的抗病基因相同, 需要通过抗病性鉴定和通过抗抗
杂交来进一步验证。扬麦 5号、扬麦 158由扬麦 4号
(胜利麦南大 2419)与郑引 1号(St1472)杂交育成[29-30],
豫麦 949 是由太育 92215 与墨西哥品种 90m434 杂
交 F1代, 再与河北农大的矮秆大穗、叶片上举、抗
寒性好的 90(232)早代系杂交选育而成[31]; 晋太 170
是以 WM788912 为母本, 京 437 为父本进行杂交,
经系谱选育、生态鉴定而成[32], 对于这些品种的选
育是通过多年复杂的杂交选育而来, 对于其中含有
的抗病基因的同源片段需要通过分子鉴定才能最终
确定其来源, 这将是本实验室下一步的研究重点。
川青 55871 和其他品种的的详细系谱不清, 这是否
可能是在选育过程中导入了该抗病基因 , 尚待证
实。
从分子标记的情况看 , 虽然它们可能含有与
YrM8003 基因相同的标记位点, 然而从系谱分析有
些经过多次复杂选育的品种和其他的农家品种, 在
选育过程中是否导入了黑麦的抗病基因则需要进一
步的研究, 同时对于十倍体长穗偃麦草、六倍体中
间偃麦和一些农家品种所含的抗条锈基因和奥地利
黑麦草所携带的抗条锈基因是否相同, 则需进一步
的通过抗病遗传分析和抗抗杂交来研究他们的相关
抗病性, 从而最终确定黄淮麦区主栽品种的各个抗
病基因的来源, 从而为分子辅助育种奠定基础。
4 结论
利用经典遗传学分析得出 M8003-5 对 Su11-4
的抗性基因是由 1 对显性基因控制 , 暂命名为
YrM8003。改基因位于 7DS 染色体上, 与邻近标记
Xwmc702和 Xwmc438的遗传距离分别为 3.5 cM和
4.3 cM, 该基因可能来源于奥地利黑麦。利用这 2
对引物检测黄淮麦区的 43个品种, 结果有 80%的品
种不含有该目的基因, 说明该基因在黄淮麦区分子
育种中的应用相对较少。
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