全 文 :作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(10): 1791−1797 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
本研究由国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AA100102, 2006AA10Z1E9, 2006AA10Z1C4, 2006BAD01A02),国家自然科学基金项目
(30425039, 30771341),教育部长江学者和创新团队发展计划项目,高等学校学科创新引智计划项目(111-2-03)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 刘志勇,E-mail: zhiyongliu@cau.edu.cn
第一作者联系方式: E-mail: hanjun422@yahoo.com.cn
Received(收稿日期): 2009-02-23; Accepted(接受日期): 2009-04-30.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.01791
从野生二粒小麦导入普通小麦的抗白粉病基因MlWE18分子标记定位
韩 俊 1,2 张连松 1 李根桥 1 张宏涛 1 解超杰 1 杨作民 1 孙其信 1
刘志勇 1,*
1 中国农业大学植物遗传育种系 / 农业生物技术国家重点实验室 / 农业部作物基因组学与遗传改良重点开放实验室 / 北京市作物
遗传改良重点实验室 / 教育部作物杂种优势研究与利用重点实验室, 北京 100193; 2北京农学院植物科技学院, 北京 102206
摘 要: 野生二粒小麦(Triticum turgidum var. dicoccoides)是小麦抗白粉病遗传改良的重要基因资源。利用野生二粒
小麦 WE18 与普通小麦品种(系)连续多次杂交和自交, 育成对白粉病菌生理小种 E09 高度抵抗的小麦新品系 3D249
(京双 27//燕大 1817/WE18/3/温麦 4, F7)。利用高感白粉病品系薛早和 3D249组配杂交组合, 获得杂种 F1代、F2分离
群体和 F3代家系, 进行苗期白粉病抗性鉴定和遗传分析。结果表明, 小麦品系 3D249对 E09小种的抗性受显性单基
因控制, 暂命名该基因为 MlWE18。利用集群分离分析法(BSA)和分子标记分析, 发现 4个简单重复序列(SSR)标记
(Xwmc525、Xwmc273、Xcfa2040 和 Xcfa2240)、1 个 EST-STS 标记(Xmag1759)和 1 个 EST-STS 序列标记(XE13-2)与
抗白粉病基因 MlWE18 连锁 , 在遗传连锁图谱上的顺序为 Xwmc525–Xcfa2040–Xwmc273–XE13-2–Xmag1759–
MlWE18–Xcfa2240。SSR标记的染色体缺失系物理定位结果表明, 抗白粉病基因 MlWE18位于小麦 7A染色体长臂末
端的 Bin 7AL 16–0.85–1.00。与已知定位于该染色体区域的 Pm基因遗传连锁图谱比较表明, MlWE18与抗白粉病基
因 Pm1、MlIW72、PmU、Mlm2033和 Mlm80均位于 7AL相同染色体区段。
关键词: 普通小麦品系 3D249; 野生二粒小麦; 抗白粉病基因; MlWE18; 分子标记
Molecular Mapping of Powdery Mildew Resistance Gene MlWE18 in Wheat
Originated from Wild Emmer (Triticum turgidum var. dicoccoides)
HAN Jun1,2, ZHANG Lian-Song1, LI Gen-Qiao1, ZHANG Hong-Tao1, XIE Chao-Jie1, YANG Zuo-Min1,
SUN Qi-Xin1, and LIU Zhi-Yong1,*
1 Department of Plant Genetics & Breeding, China Agricultural University / State Key Laboratory for Agrobiotechnology / Key Laboratory of Crop
Genomics and Genetic Improvement, Ministry of Agriculture / Beijing Key Laboratory of Crop Genetic Improvement / Key Laboratory of Crop Hete-
rosis Research & Utilization, Ministry of Education, Beijing 100193, China; 2 College of Plant Science and Technology, Beijing University of Agri-
culture, Beijing 102206, China
Abstract: Wild emmer (Triticum turgidum var. dicoccoides) is an important germplasm for wheat improvement especially for
resistance to powdery mildew caused by Blumeria graminis f. sp. tritici. Common wheat line 3D249 (Jingshuang 27//Yanda
1817/WE18/3/Wenmai 4, F7), a derivative of wild emmer accession WE18 and susceptible elite common wheat lines, was found
highly resistant to prevailing powdery mildew isolate E09 at both seedling and adult plant stages in Beijing, China. Genetic
analyses of the F1, F2 segregating population and their F3 progenies derived from a cross between susceptible line Xuezao and
resistant line 3D249 indicated that the powdery mildew resistance of line 3D249 was controlled by a single dominant gene, tem-
porarily designated MlWE18. By bulked segregant analysis (BSA), four SSR markers (Xwmc525, Xwmc273, Xcfa2040, and
Xcfa2240), one RFLP-derived STS marker (Xmag1759) and one EST-STS marker (XE13-2) were found to be linked to MlWE18,
with an order of Xwmc525–Xcfa2040–Xwmc273–XE13-2–Xmag1759–MlWE18–Xcfa2240 in the genetic linkage map. Using Chi-
nese Spring nullisomic-tetrasomics, ditelosomics, and deletion lines, MlWE18 was physically mapped on chromosome 7AL ter-
minal bin 7AL 16–0.85–1.00. However, the allelism of wild emmer derived MlWE18 to known powdery mildew resistance genes
Pm1, PmU, MlIW72, Mlm2033, and Mlm80, all located on the same chromosome bin, need to be characterized in the future. The
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common wheat powdery mildew resistance line 3D249 provides useful new germplasm for disease resistance genes pyramiding
and marker-assisted selection (MAS) in wheat breeding program.
Keywords: Common wheat line 3D249; Wild emmer (Triticum turgidum var. dicoccoides); Powdery mildew resistance genes;
MlWE18; Molecular markers
小麦白粉病是由高度专化性寄生菌布氏禾白粉
菌(Blumeria graminis f. sp. tritici)引起的真菌性病害,
是危害世界小麦生产的重要病害之一。近年来, 随
着水肥条件的改善、矮秆半矮秆品种的推广、种植
密度的加大导致麦田过于郁蔽 , 加之推广品种“丧
失”抗病性, 小麦白粉病危害日趋严重, 已成为威胁
我国小麦生产的主要病害之一。国内外的育种和生
产实践经验证明, 培育和推广抗病品种, 提高小麦
品种的抗病性, 是控制白粉病危害最经济、有效、
并有利于环境保护的方法。由于单一化抗源对病原
菌抗性的脆弱性, 在抗病育种实践中提倡利用多样
化的抗病资源。目前, 在小麦中已经鉴定出 41个主
效抗白粉病基因位点 (Pm1~Pm43, 其中 Pm18 和
Pm22 已被取消), 其中 Pm1、Pm3、Pm4 和 Pm5 等
基因座上具有多个等位基因[1], 而 Pm3b是目前唯一
被图位克隆的小麦抗白粉病基因[2]。由于小麦白粉
病菌变异速度快, 生理小种多, 大面积推广单一抗
源品种, 增强了选择压力新的毒性生理小种的出现
和流行, 促使品种的抗病性“丧失”。因此, 需要不断
发掘新的抗病基因, 实现基因多样化, 实现小麦品
种的持久抗性。
许多已定位的小麦抗白粉病基因来源于小麦的
近缘种属。野生二粒小麦 (Triticum turgidum var.
dicoccoides, 2n = 4x = 28, AABB)是硬粒小麦和普通
小麦的四倍体祖先种 [3], 也是普通小麦的二级基因
源, 在小麦遗传改良中有重要的应用潜力[4]。野生二
粒小麦与硬粒小麦和普通小麦很容易杂交, 并含有
优质、抗病、抗逆等优良性状, 通过常规回交转育
可很快将目标基因导入优良品种遗传背景[5-7]。许多
报道已证实野生二粒小麦是小麦抗白粉病基因的重
要来源之一[8-9]。目前已知来自野生二粒小麦的抗白
粉病基因有 Pm16、Pm26、Pm30、Pm36、MlIW72
和 MlZec1, 已被分别导入六倍体普通小麦和四倍体
硬粒小麦中[10-15]。野生二粒小麦对我国小麦白粉病
菌优势生理小种具有良好的抗性 [9], 充分发掘其中
的抗白粉病基因资源并将其导入普通小麦优良品种
的遗传背景中, 对促进抗源多样化, 培育抗病小麦
新品种, 实现小麦持久抗病性都具有实际意义。
近年来, 分子标记技术的发展和利用极大地促
进了小麦抗病基因的发掘研究。目前, 常用于小麦
抗病基因研究的分子标记技术主要有 RFLP、RAPD、
AFLP、STS和 SSR等。SSR标记由于具有多态性高、
操作简单、重复性好、多为共显性、染色体位置已
知等诸多优点, 现已成为小麦抗病基因标记定位研
究中的首选和最常用的一种方法。迄今, 利用 SSR
标记的小麦抗白粉病基因有:Pm1、Pm2、Pm3、Pm4、
Pm5e、Pm12、Pm16、Pm23、Pm24、Pm30、Pm33、
Pm34、Pm35、Pm36、Pm37、Pm38、Pm39和 Pm41
等[1,16]。最近, 随着小麦 EST 测序和 SNP 标记的开
发(http://wheat.pw.usda.gov/SNP/), 在小麦 EST序列
基础上建立的分子标记已经被用于基因组作图与标
记辅助选择中。
1993—1994 年间, 中国农业大学从以色列引进
了多份野生二粒小麦材料, 并开展了用普通小麦与
部分高抗白粉病野生二粒小麦材料杂交和用优良品
种回交转育工作, 育成了一批农艺性状优良、便于
育种利用的抗白粉病新品系。为了明确这些抗病材
料中所含的抗病基因, 便于在育种实践中利用, 本
研究对农艺性状优良, 抗病性表现较为突出的品系
3D249, 进行了抗白粉病鉴定、遗传分析和分子标记
研究, 以期为该抗病材料的应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
小麦抗白粉病品系 3D249是通过普通小麦地方
品种燕大 1817与野生二粒小麦WE18杂交, 杂交后
代用普通小麦品种温麦 4号和京双 27连续多次杂交
选育成的高抗小麦白粉病新品系 , 其系谱为京双
27//燕大 1817/WE18/3/温麦 4号(F7代)。普通小麦品
系薛早为感白粉病对照。用薛早和 3D249配制杂交
组合, 对其 F1、F2代分离群体及 F3代家系进行抗白
粉病鉴定和抗病基因遗传分析。
中国春第 7部分同源群缺体-四体系、双端体系
和缺失系(表 1)定位材料由美国堪萨斯州立大学小
麦遗传资源中心W. J. Raupp博士和B. S. Gill博士惠
赠, 其中缺体-四体系、双端体系用于分子标记的染
色体和染色体臂定位, 缺失系用于分子标记的染色
体 Bin物理定位。
第 10期 韩 俊等: 从野生二粒小麦导入普通小麦的抗白粉病基因 MlWE18分子标记定位 1793
表 1 中国春第 7部分同源群染色体片段缺失的分布情况
Table 1 Distribution of deletion breakpoints in Chinese Spring homoeologous group 7 deletion lines
中国春缺失系
CS deletion line
缺失种类
Description
染色体臂片段长度
Fragment length
d7AS-1, 5BS-4 18+1[del5BS-4]+1[del7AS-1]+1[4B] 0.89
d7AS-8, 7AL-17 20+1[del7AS-8 del7AL-17] 0.45, 0.71
d7AL-1 20+1[del7AL-1] 0.39
d7AL-16, 3DS-3, 5AS-8 17+1[del3DS-3]+1[del5AS-8]+1[del7AL-16]+1[del5BS-5]+1[5B] 0.86
d7AL-21, 4AL-13 19+1[del4AL-13]+1[del7AL-21] 0.74
d7BS-1 20+1[del7BS-1] 0.27
d7BL-6, 4AL-5 19+1[del4AL-5]+1[del7BL-6]+1[7B] or 20+1[del4AL-5]
d7BL-7, 1DS-3 19+1[del7BL-7]+1[del1DS-3] 0.63
d7BL-10, 3BS-8, 4AS-3 18+1[del3BS-8]+1[del4AS-3]+1[del7BL-10] 0.78
d7DS-4 20+1[del7DS-4] 0.61
d7DS-5 20+1[del7DS-5] 0.36
d7DL-2 20+1[del7DL-2] 0.61
d7DL-3 19+1[del7DL-3]+1[del1BS-2] 0.82
d7DL-5 20+1[del7DL-5] 0.30
1.2 小麦白粉病抗性鉴定
利用北京地区流行白粉病菌小种 E09 对抗病
亲本 3D249、感病亲本薛早、薛早/3D249的 F1代、
F2分离群体和 F3家系进行苗期接种鉴定。将种子播
于塑料培养盘, 每穴 20粒, 待材料长至一叶一心期,
将病菌分生孢子充分发生的繁菌盆置于待鉴定幼苗
培养盘的四周, 通过自然传播和人工拂掸等方法进
行接种。接种后 15 d, 待感病对照材料充分发病时
进行抗性记载, 3 d后复查一次。按免疫(0)、过敏性
坏死(0;)、高抗(1)、中抗(2)、中感(3)和高感(4) 6级
标准, 其中 0~2级为抗病, 3~4级为感病[17]。根据 F1、
F2和 F3苗期的鉴定结果, 将作图所用抗病分离群体
中的各单株分为纯合抗病(RR)、杂合抗病(Rr)和纯合
感病(rr)。
1.3 基因组 DNA提取和抗、感池构建
采用 Sharp 等[18]的 CTAB 法提取小麦基因组
DNA。根据 F3家系苗期抗性鉴定结果, 结合 F2代苗
期抗性表现, 从薛早/3D249 F2代抗病分离群体中随
机选取 10株纯合抗病株(IT 0)和 10株纯合感病株(IT
4)的 DNA, 分别等量混合形成 DNA 抗病池和 DNA
感病池, 用于抗病基因连锁标记的筛选, 进一步将
多态性引物在 F2代分离群体中分析验证, 检测分子
标记与抗病基因的连锁程度。
1.4 分子标记分析
使用的小麦 SSR 引物主要包括两大类, 一类是
基因组 SSR 引物 , 包括 GWM[19-20]、GDM[21]、
BARC[22]、CFD[23]和 WMC[24-25]系列引物; 另一类是
EST-SSR引物, 包括 PK[26]、KSUM[27]和 CFA (http://
wheat.pw.usda.gov/)系列引物。
反应体系为 10 μL, 包含 10×buffer 1 μL、15
mmol L−1 MgCl2 1 μL、2 mmol L−1 dNTP 1 μL、20 ng
μL−1引物 1 μL、1 U Taq酶、去离子水 4 μL、20 ng
μL−1基因组 DNA 2 μL。PCR扩增程序为 94℃预变
性 5 min; 然后 94℃变性 45 s, 50~60 (℃ 依引物而定)
退火 45 s, 72℃延伸 1.5 min, 40个循环; 最后 72℃后
延伸 10 min。扩增产物经 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶
电泳, 硝酸银染色后进行带型统计或扫描记录。
1.5 SSR标记的染色体物理定位
利用与 3D249抗白粉病基因连锁的 SSR标记在
中国春缺体—四体、双端体和缺失系 DNA 上进行
PCR 扩增, 通过比较中国春与其缺失系的扩增带型,
将每个连锁标记定位到某个特定的染色体 Bin 上,
再结合 Sourdille等[28]报道的小麦微卫星标记缺失系
物理定位结果确定基因的染色体位置。
1.6 数据统计及遗传分析
用 χ2测验对 F2代群体抗感分离比例进行适合性
检验。采用 MAPMAKER/EXP 3.0b软件[29]计算分子
标记与抗白粉病基因之间的距离, LOD值为 3.0。用
MapdrawV2.1软件[30]绘制连锁图谱。
2 结果与分析
2.1 抗白粉病基因 MlWE18遗传分析
利用白粉病菌 E09 小种苗期接种感病亲本薛
早、抗病亲本 3D249, 以及薛早/3D249 F1、F2及 F3
1794 作 物 学 报 第 35卷
家系, 接种后 15 d薛早完全感病(IT = 4), 3D249表
现高抗(IT = 0, 0;), 薛早/3D249 F1代也表现高抗(IT
= 0, 0;), 薛早/3D249的 F2群体 92个单株中, 抗、感
病单株分别为 64和 28, 符合 3∶1的分离比例(χ23:1 =
1.45, χ20.05, 1 = 3.84)(表 2)。F2代 64株抗病单株衍生
的 F3代家系中, 有 23个表现纯合抗病(RR), 41个表
现抗病性分离(Rr); 而 28株 F2感病单株的 F3代家系
全部表现纯合感病(rr)。分离比例符合 1︰2︰1 (χ2 =
1.63, χ20.05, 2 = 5.99)(表 1)。
2.2 与抗白粉病基因 MlWE18 连锁的 SSR 分子
标记定位和染色体定位
随机选取分布在小麦基因组上的 150对 SSR引
物在抗病亲本 3D249, 感病亲本薛早, 抗病池和感
病池 DNA 上进行 PCR扩增, 结果发现位于 7AL上
的 SSR标记Xwmc525同时在亲本间和抗感池间扩增
出多态性 DNA片段。为了验证 MlWE18与 Xwmc525
之间的连锁关系, 用 Xwmc525 检测薛早/3D249 F2
代抗病分离群体中的 20 个 DNA 样品(包括 10 株纯
合抗 RR和 10株纯合感 rr)。结果表明, Xwmc525扩
增出的多态性 DNA片段确实与抗病基因 MlIW18连
锁。根据 Somers 等[31]的定位结果可知, SSR 标记
Xwmc525 位于第 7 部分同源群的长臂上。继续用定
位于小麦第 7 部分同源群长臂上的 SSR 标记筛选
DNA 抗、感池, 并对多态性标记进行小群体验证表
明, 另有3个SSR标记Xwmc273、Xcfa2040和Xcfa2240
与抗病基因 MlWE18连锁。筛选到的 4个与 MlWE18
基因连锁的 SSR标记中, Xwmc525为共显性标记(图
1), 而 Xwmc273、Xcfa2040和 Xcfa2240均为显性标
记。通过在 F2分离群体上验证, 构建了抗白粉病基
因 MlWE18的分子标记连锁图谱(图 2-A)。
表 2 小麦品系 3D249中抗白粉病基因 MlWE18的遗传分析
Table 2 Genetic analysis of powdery mildew resistance gene MlWE18 in wheat line 3D249
亲本或组合
Parent or cross
抗病株数
No. of resistant
plants
感病株数
No. of susceptible
plants
总数
Total
χ2 χ20.05
3D249 20 0 20
薛早 Xuezao 0 20 20
薛早/3D249 F1 Xuezao/3D249 F1 20 0 20
薛早/3D249 F2 Xuezao/3D249 F2 64 28 92 1.45 3.84
薛早/3D249 F3 Xuezao/3D249 F3 23(RR) + 41(Rr) 28 (rr) 92 1.63 5.99
图 1 SSR标记 Xwmc525在 F2代抗病、感病株上的扩增结果
Fig. 1 Polymorphic DNA fragments amplified by SSR marker
Xwmc525 between the resistant and susceptible plants of F2
population
M:100 bp DNA ladder; A:纯合抗病株(RR); H:杂合抗病株(Rr);
B:纯合感病株(rr)。采用 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳。箭头
示多态性片段。
M: 100 bp DNA ladder. A: homozygous resistant plants; H:
heterozygous resistant plants; B: homozygous susceptible plants.
PCR products were separated by 8% nondenaturing PAGE. Arrows
indicate the polymorphic DNA fragments.
根据已经发表的小麦 SSR标记遗传连锁图谱和
物理定位结果, 与 MlWE18 连锁的 4 个微卫星标记
都位于小麦第 7 部分同源群。据此选择中国春第 7
部分同源群染色体的缺体 -四体系 ( N 7 AT 7 B、
N7AT7D、N7BT7A、N7BT7D、N7DT7A和 N7DT7B)、
双端体系(Dt7AS、Dt7AL、Dt7BS、Dt7BL、Dt7DS
和 Dt7DL)和 14 个缺失系对连锁标记进行染色体物理
定位。结果表明, SSR标记 Xwmc525被定位到 7AL末
端的 Bin 7AL16–0.85–1.00上(图 3-A); 标记 Xcfa2240
分别被定位于 7AL 末端的 Bin 7AL16–0.85–1.00 和
7DL 末端的 Bin7DL3–0.82–1.00(图 3-B); 而标记
Xcfa2040 则分别被定位到各染色体长臂末端的 Bin
7AL16–0.85–1.00、Bin 7BL10–0.78–1.00和Bin 7DL3–
0.82–1.00上(图 3-C)。据此推断, 抗病基因 MlIW172
位于 7AL末端的染色体 Bin 7AL16– 0.85–1.00上(图
2-B)。
2.3 与抗白粉病基因 MlWE18 连锁的 STS 分子
标记建立
为探讨本研究中的抗白粉病基因 MlWE18 与
Yao 等 [31]报道的来源于一粒小麦的抗白粉病基因
Mlm80的位置关系, 筛选了与Mlm80连锁的 5个 STS
引物, 发现 Xmag1759与MlWE18基因连锁, 定位于
抗病基因 MlWE18和 SSR标记 Xwmc273之间, 与抗
白粉病基因之间的遗传距离分别为 9.4 cM (图 2-A)。
另外根据 7AL 染色体上的一个 EST 序列 DR736732
第 10期 韩 俊等: 从野生二粒小麦导入普通小麦的抗白粉病基因 MlWE18分子标记定位 1795
图 2 抗白粉病基因 MlWE18的分子标记连锁图谱(A)和物理图
谱(B)
Fig. 2 Linkage (A) and physical bin (B) maps of powdery mil-
dew resistance gene MlWE18
开发了一个新的 STS标记 XE13-2, 引物序列 E13-2F
为 5′-TTGATGCTGCCGTGTCTCTT-3′; E13-2R 为
5′-AGGTTGTGTGGTGGTTGTGG-3′, 在抗病单株
中可以扩增出单一的 DNA 条带(图 4), 与 MlWE18
基因之间的遗传距离为 13.5 cM(图 2-A)。
3 讨论
在已知的小麦抗白粉病基因中, 来源于野生二
粒小麦的有 Pm16、Pm26、Pm30、Pm36、PmAS846、
MlIW72和 MlZec1, 分别被定位在 4A或 5BS[10,32]、
2BS[11]、5BS[12]、5BL[15]、5BL[33]、7AL[14]和 2BL[13]
染色体上。本研究首次报道利用 SSR分子标记和缺
失系物理定位将野生二粒小麦导入普通小麦遗传背
景的抗白粉病基因 MlWE18定位于 7AL染色体。本
实验室曾直接利用野生二粒小麦与硬粒小麦杂交, 在
四倍体水平上定位了抗白粉病基因 MlIW72, 与本研
究定位的 MlWE18位于相同的 7AL染色体 Bin上[14]。
目前, 我们正在将 MlIW72 连续回交导入普通小麦
遗传背景中, 以期与 MlWE18进行等位性测验。
图 3 SSR标记 Xwmc525(A)、Xcfa2240(B)和 Xcfa2040(C)在中国春第 7部分同源群缺体-四体、双端体、缺失系上的扩增结果
Fig. 3 Amplification pattern of Xwmc525 (A), Xcfa2240 (B), and Xcfa2040 (C) in Chinese Spring homoeologous group 7 nulli-
somic-tetrasomics, ditelosomics, and deletion lines
图 4 EST-STS标记 XE13-2在薛早/3D249F2群体抗、感单株上的扩增结果
Fig. 4 Polymorphic DNA fragments detected by EST-STS marker XE13-2 in Xuezao/3D249 F2 segregating population
M: 100 bp DNA ladder; 1: 3D249; 2: 薛早; 3~8: 纯合抗病单株; 9~14: 杂合抗病单株; 15~20: 纯合感病单株。
M: 100 bp DNA ladder; 1: 3D249; 2: Xuezao; 3–8: homozygous resistant plants; 9–14: heterozygous resistant plants; 15–20: homozygous
susceptible plants.
1796 作 物 学 报 第 35卷
另外还有 9个 Pm基因被定位于 7A染色体的长
臂, 包括 Pm1 (Pm1a、Pm1b、Pm1c、Pm1d、Pm1e)、
Pm9、Pm37、PmU、mlRD30、Mlm2033、Mlm80、
MlNCA4和 MlNCAG11[1]。其中 Pm9和 mlRD30为隐
性抗病基因 , Pm9 高度感染白粉病菌 E09 小种 ,
mlRD30 来源于普通小麦品种 TA2682c, 距离 Pm1
基因 4 cM 左右[34]; 在 Pm1 基因座, Pm1a 和 Pm1b
对白粉病菌 E09 小种表现感染 , 源于一粒小麦的
Pm1c 表现高抗, 源于斯卑尔脱小麦的 Pm1d 抗病性
尚不清楚; Yao 等[31]从一粒小麦中鉴定出的 Mlm2033
和 Mlm80是 Pm1位点的等位基因, 对当地的白粉病
菌小种表现良好的抗性, 但未知对白粉病菌 E09 的
反应。来源于乌拉尔图小麦的 PmU对白粉病菌 E09
小种表现高抗 [35], 而来源于提莫菲维小麦的 Pm37
对我国白粉病菌生理小种的反应有待于引进后进行
鉴定 [36]。另外两个抗白粉病基因 MlNCA4 和
MlNCAG11 也被定位于 7AL 染色体, 分别来源于一
粒小麦和提莫菲维小麦的 A 基因组, 苗期和成株期
鉴定结果均表明对 E09 表现高抗(未发表数据)。从
分子标记定位结果来看, MlNCA4和MlNCAG11均定
位于标记 Xwmc525的近着丝粒一侧, 与 MlWE18基
因在位置上有所不同; PmU位于 SSR标记 Xcfa2040
远离着丝粒的一侧, MlIW72、Mlm80和 Mlm2033位
于 STS 标记 Xmag1759 远离着丝粒的一侧, Mlm80
和Mlm2033与由RFLP标记 PSR680转化而来的 STS
标记 Xmag2185相距约 1 cM, 而 Pm1与 RFLP标记
PSR680共分离。由此可见, MlWE18、MlIW72、PmU、
Mlm80、Mlm2033和 Pm1这 6个基因的染色体定位
及其相邻的分子标记位置差别不大。由于不同的定
位群体遗传背景的差异, 单纯从遗传距离尚难以推
断这些抗白粉病基因位点间的等位性关系。深入的
等位测验和多小种鉴定有助于区分这些位点的异
同。但 7AL染色体臂可能携带有较多的抗白粉病基
因, 通过这些不同基因间的聚合和分子标记辅助选
择, 可能创制出具有较为持久抗性的新种质。
4 结论
成功地将野生二粒小麦 WE18 中的抗白粉病基
因导入普通小麦新品系 3D249 中。3D249 携带一个
位于 7AL染色体末端 Bin 0.85–1.00的显性抗白粉病
基因MlWE18。建立了与MlWE18连锁的 SSR和 STS
标记。这一普通小麦抗白粉病新种质资源的创制及
其连锁分子标记的建立为小麦抗病基因分子标记辅
助选择、基因积聚和分子育种提供了新的物质基础。
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