全 文 ：第 26 卷 第 6 期 作　物　学　报 V o l. 26, N o. 6
2000 年 11 月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA N ov. , 2000
抗黄矮病小麦新品系YW 243 的选育和细胞分子生物学鉴定X
谢　皓　陈　孝　张增艳　辛志勇　林志珊　杜丽璞　马有志
徐惠君
(中国农业科学院作物育种栽培研究所, 农业部作物遗传育种重点开放实验室, 北京 100081)
提　要　以小麦2中间偃麦草二体异附加系L 1 的衍生系 PP921 为黄矮病抗源, 从[ (PP921 ö 陕 7859 ö ö 丰
抗 8 号) F 1× (3×丰抗 13 号ö Khap li) F 4 ]杂交组合 F 2 代花药培养再生植株中选育出一个抗黄矮病小麦
新品系 YW 243。经黄矮病毒田间接种鉴定, 细胞学分析, G ISH 和R FL P 分子标记检测, 结果表明: 该
系高抗黄矮病毒 GPV、GAV 株系, 体细胞染色体数目为 2n= 42, 花粉母细胞减数分裂中期 É 染色体
构型为 2n= 21˚ , 遗传上稳定, 是小麦2中间偃麦草 7D S·7DL 27XL 易位系, 易位发生在 7DL 的端部,
携有一对来自中间偃麦草的BYDV 抗性基因。中国农科院植保所鉴定结果同时表明: YW 243 兼抗小
麦黄矮病、白粉病、条锈病、秆锈病和叶锈病等 5 种病害, 是一个优良多抗材料。目前已被广泛应用于
抗病育种计划。
关键词　小麦; 黄矮病; 选育; 鉴定
Breed ing and Cytolog ica l and M olecular Iden tif ica tion of a New
W hea t L ine YW 243 w ith BYD V Resistance
X IE H ao　CH EN X iao　ZHAN G Zeng2Yan　X IN Zh i2Yong　L IN Zh i2Shan　DU L i2Pu　
M A You2Zh i　XU H u i2Jun
( Institu te of C rop B reed ing and Cu ltiva tion, CA A S , B eij ing , 100081)
Abstract　　T he w heat line YW 243 w ith BYDV resistance w h ich com e from the deriva t ive
PP921 of T riticum aestivum 2T h inopy rum in term ed ium addit ion line L 1, w as ob ta ined by
an ther cu ltu re of a cro ss com b ina t ion [ ( PP921 ö Shan 7859 ö ö FengKang8 ) F 1 × ( 3 ×
FengKang13 ö Khap li) F 4 ]F 2 genera t ion. T he line w as tested fo r its BYDV resistance in the
field and cyto log ica l ana lysis, G ISH and R FL P analysis w ere a lso conducted fo r th is line.
T he resu lts show ed tha t YW 243 w ith the som atic ch rom o som e num ber of 42 and 21 b iva len ts
a t M I of PM C s w as a genet ica lly stab le eup lo id line resistan t to GPV and GAV stra in s of
BYDV. T he G ISH and R FL P analysis dem on stra ted tha t YW 243 w as a T riticum aestivum 2
T h inopy rum in term ed ium t ran sloca t ion line ( T 7D S · 7DL 27XL ) w ith a pa ir of BYDV
resistance genes on the end of 7DL. T he ex ten sive d isease2resistance test w as done by the
In st itu te of P lan t P ro tect ion, CAA S. It p roved tha t YW 243 w as a lso a line resistan t to
barley yellow dw arf viru s, pow dery m ildew , st ripe ru st, stem ru st and leaf ru st and can be
X 国家“九五”科技攻关和“863”计划项目资助
致谢: 本室张珠云同志参加了田间选育工作, 中国农业科学院植物保护研究所钱幼亭研究员、吴立人研究员和段霞
瑜研究员在抗病鉴定方面做了许多工作, 在此一并表示衷心感谢。
收稿日期: 1999210211, 接受日期: 2000203205

u sed as paren t in b reed ing p rogram fo r resistance to d isease.
Key words　　W heat; Barley yellow dw arf viru s (BYDV ) ; B reed ing; Iden t if ica t ion
小麦黄矮病由大麦黄矮病毒 (barley yellow dw arf viru s, 简称BYDV ) 引起, 是世界小麦
的主要病害之一, 被称为小麦的“黄色瘟疫”。我国主要发生在西北、东北和华北麦区, 近年
来有蔓延趋势, 已扩展到黄淮、四川、长江中下游麦区。目前防治小麦黄矮病最经济有效的
途径是选育和推广抗BYDV 的品种。
抗BYDV 育种的基础是优良的抗病资源。迄今普通小麦种质资源中还未发现抗BYDV
的材料。小麦的近缘植物中间偃麦草 (T h inopy rum in term ed ium ) 高抗黄矮病, 含有抗BYDV
基 因[ 1～ 4 ]。 Cauderon 将 普 通 小 麦 V ilm o rin27 (AABBDD , 2n = 42 ) 与 中 间 偃 麦 草
(E 1E 1E 2E 2XX, 2n= 42)杂交育成二体异附加系L 1 (2n= 44= 21˚ + 1˚ ) [ 2 ]。研究表明, L 1 附
加的一对染色体为中间偃麦草染色体 7X [ 5～ 7 ] , 抗BYDV 基因位于 7X 长臂上, 为显性单基
因[ 1, 4, 8 ]。辛志勇、陈孝等在以L 1 为抗源通过中国春 Ph 基因隐性突变体诱导部分同源染色体
重组的后代中, 选育出高抗小麦黄矮病的新种质 PP921 [ 8, 9 ]。PP921 为春性材料, 为进一步改
良其农艺性状, 并能快速有效地应用于北部冬麦区抗BYDV 小麦育种计划, 对其进行了改良
和利用。通过与冬性农艺亲本、抗白粉病品系的杂交和花药培养, 选育出兼抗黄矮病、白粉
病和锈病的小麦新种质 YW 243。本文就 YW 243 细胞遗传学分析, 黄矮病抗性鉴定及其抗性
基因的 G ISH、R FL P 分子标记和遗传稳定性的研究的结果进行论述。
1　材料与方法
1. 1　供试材料
抗黄矮病亲本 PP921 (CSph×2 ö L 1 ö ö CSN 5BT 5D ö 3 ö 中 7902) ; 抗白粉病株系 Y901685 (3
×丰抗 13 ö Khap li) , 普通小麦品种陕 7859、丰抗 8 号、京 411、中麦 9 号和中国春; 异附加系
L 1 及抗病品系 YW 443 (PP921 ö 陕 7859 ö ö 丰抗 8 号) , 供试材料均由本实验室提供。
1. 2　方法
1. 2. 1　小麦黄矮病抗性鉴定　　1997～ 1999 年田间苗期接种饲毒 (GAV 株系) 蚜, 每株 10
头左右, 40 天后调查发病株数, 根据有无病症分为感病和抗病二类, 计算感病率。饲毒蚜由
中国农科院植保所提供。
1. 2. 2　细胞学分析　　参照谢皓等[ 10 ]的方法。
1. 2. 3　基因组原位杂交 (G ISH )　　参照马有志等[ 11 ]的实验方法。
1. 2. 4　R FL P 分子标记检测　　参照张增艳等[ 12 ]的实验方法。限制性内切酶为 E coR É 和
D ra É , 探针为 P sr687 和W g380。
2　结果与分析
2. 1　YW 243 的选育过程
1988～ 1989 年以 PP921 为母本, 先后与陕 7859、丰抗 8 号杂交, 1990 年从 (PP921 ö 陕
7859 ö ö 丰抗 8 号) F 1 中选择抗黄矮病株系 Y9013628 与抗白粉病株系 Y901685 (3×丰抗 13 ö
Khap li) 杂交。1992 年从 Y9013628 ö Y901685 杂种 F 2 代 Y92243 株行中选择兼抗黄矮病和白
粉病的单株进行花药培养。接种 9 个穗的 1010 粒花药于C17 培养基上, 30 天后产生 205 块愈
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伤组织, 出愈率为 20. 3%。愈龄 10 天左右转到分化培养基 (1 ö 2M S+ NAA 1 m g ö L + KT 1 m g ö
L )上, 25 天左右分化出 18 株绿苗, 绿苗分化率为 8. 8%。绿苗适时转到壮苗培养基上, 培养
30 天后于 10 月份移栽网室。越冬后成活 13 株, 成活率为 72. 2%。再生植株用北京地区白粉
病混合菌种接种, 获得抗白粉病的双单倍体 5 株, 成熟后分株收获脱粒。1993～ 1994 年度种
成株行, 根据田间农艺性状的表现, 中选 Y941392 和 Y941394 二个株行, 从中分别选出 5 株
和 29 株, 前者均为白粒, 后者均为红粒。1994～ 1995 年度将Y941394 升入鉴定圃, 经农艺性
状观察和抗性鉴定, 该株系整齐一致。收获后混合脱粒, 定名为 YW 243。
2. 2　黄矮病抗性鉴定
早春 3 月下旬于田间对 YW 243、北京地区推广品种京 411 和中麦 9 号接种饲毒 (GAV
株系) 蚜, 40 天后观察发病情况, 55 株 YW 243 没有发现感病株, 京 411 和中麦 9 号各 25 株
均感病, 感病率均达到 100%。1998 年中国农科院植保所用饲毒 (GPV 和 GAV 株系) 蚜进行
苗期接种鉴定, 40 天后调查, YW 243 对 GPV 和 GAV 均表现高抗, 反应型为 0 级。由此说
明 YW 243 高抗我国现流行的两个主要BYDV 株系 GAV 和 GPV。
2. 3　细胞学分析
YW 243 根尖细胞的染色体数为 2n= 42 (图 1)。花粉母细胞减数分裂中期 É 染色体构型
为 2n= 21˚ (图 2) , 观察的 64 个花粉母细胞中 21˚ 的频率为 100% , 其中环状˚ 和棒状˚ 分
别为 91. 5% 和 8. 5% , 染色体配对正常。
图 1　　YW 243 根尖染色体有丝分裂中期, 2n= 42
F ig. 1　　T he pattern of YW 243 at
m itio sis m etaphase, 2n= 42
图 2　　YW 243 花粉母细胞减数分裂中期É , 2n= 21˚
F ig. 2　　T he pattern of YW 243 PM C at
m etaphase É , 2n= 21˚
2. 4　基因组原位杂交 (GISH)分析
原位杂交样片在荧光显微镜蓝色 (B ) 荧光激发下中间偃麦草染色体杂交信号为黄色, 小
麦染色体背景为红色。G ISH 的结果表明: YW 243 根尖细胞有丝分裂中期染色体中有 2 条染
色体端部出现黄色杂交信号, 其余部分染色体呈红色 (图 3)。直观表明这 2 条染色体端部含
有中间偃麦草的DNA 片段, 而且该染色体片段较小, 由于 YW 243 的染色体构型 2n= 21˚ ,
说明是纯合的小麦2中间偃麦草小片段易位系。
9866 期　　　　　　谢　皓等: 抗黄矮病小麦新品系 YW 243 的选育和细胞分子生物学鉴定　　　　　　　

图 3　　用生物素标记中间偃麦草基因组DNA
为探针与 YW 243 染色体的荧光原位杂交
F ig. 3　　F luo rescence in situ hybridization
of YW 243 ch romo som es using the b io tinylated
to tal DNA of T h. in term edium as the p robe
图 4　　用生物素标记中间偃麦草基因组DNA
为探针与 99G44M 染色体的荧光原位杂交
F ig. 4　　F luo rescence in situ hybridization of
99G44M ch romo som es using the b io tinylated
to tal DNA of T h. in term edium as the p robe
图 5　　P sr687 与 E ocR É 酶切
DNA 的杂交, 箭头示特征带。
1. 中国春, 2. L 1, 3. YW 443, 4. YW 243
F ig. 5　　Southern b lo ts of E coR É 2
digested DNA p robed w ith P sr687,
the arrow indicates the m arker band
1. S, 2. L 1, 3. YW 443, 4. YW 243
2. 5　RFL P 分子标记检测
选用位于小麦第 7 部分同源群染色体长臂端部, 分别距
着丝点 104cM 和 115cM 左右[ 4 ] 的二个探针 P sr687 和
W g380、限制性内切酶 E coR É 和D ra É 进行R FL P 分子标记
检测, 发现 P sr687 与 E coR É 酶切组合在 L 1、YW 243 和
YW 443 DNA 杂交带型中于 2. 1 kb 处均显示一条 7XL 的特
征带, 而 YW 243、YW 442 都缺少 8. 6 kb 处的 7DL 特征带
(图 5)。说明 YW 243 和 YW 443 含有Xp sr687 位点的 7DL 染
色体片段已被 7X 染色体片段所代换。同样在W g380 与D ra
É 酶切组合 YW 243 和 YW 443 DNA 杂交带型中于 10. 0 kb
处显示一条 7XL 的特征带, 而缺少 6. 3 kb 处的 7DL 特征带,
说明 Xw g380 位点的 7DL 片段被中间偃麦草的 7XL 片段所
代换, 这与前人的研究结果[ 1, 12 ]相吻合。
3　讨论
3. 1　经饲毒 (BYDV ) 蚜 3 年两地接种鉴定, 证明 YW 243 高
抗我国现流行的小麦黄矮病GPV 和GAV 株系。由于YW 243
在花粉母细胞减数分裂中期染色体构型为 2n= 21˚ , 所以该
系是一个遗传稳定性好的抗病系。
3. 2　G ISH 杂交信号表明 YW 243 的染色体中有二条易位有中间偃麦草染色体 7XL 片段。
R FL P 分析结果说明该片段在染色体 7DL 的端部, 代换了 7DL 相应片段。为此可以认为
YW 243 是小麦2中间偃麦草 7D S·7DL 27XL 小片段纯合易位系, 含有 1 对来自中间偃麦草的
抗BYDV 基因。Bank s 等[ 3 ] , Hohm ann 等[ 5 ]利用R FL P 和 G ISH 分析了以L 1 为抗源的 TC14
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图 6　W g380 与D ra É 酶切
DNA 的杂交, 箭头示特征带。
1. YW 443, 2. 中国春,
3. YW 243
F ig. 6　　Southern b lo ts of
D ra É 2digested DNA p robed
w ith W g380, the arrow indic2
ates the m arker band
1. YW 443, 2. C. S, 3. YW 243
抗病易位系, 确认 TC14 易位断点在染色体 7DL 中部, Xp sr129 附
近, 距着丝点遗传距离约 45cM。张增艳等[ 12 ]对以 PP921 为抗源的
抗病易位系 H 960642 进行 R FL P 分析表明, 该易位断点在 7DL 端
部, 距着丝点的遗传距离 90～ 99cM 左右。YW 243 也是 PP921 的后
代, 并很好地继承了 PP921 对黄矮病的抗性, 故可推测其易位断点
和 H 960642 相同。因为 PP921 的外源易位片段小, 其含有的抗
BYDV 基因不但能稳定遗传给其子代品系 H 960642 和 YW 243, 也
可稳定遗传给 YW 243 的子代系 99G44M (YW 243 ö W P50 ö ö 6AL 2
6V S ö 3 ö 扬 P28, DH 4 代)。从图 4 可以看到 99G44M 与 YW 243 一
样, 在相同位置具有中间偃麦草的染色体片段。
3. 3　近些年来, 由于生产条件的改善, 病虫害的组成和消长有了新
的变化, 一个麦区往往遭到二种以上病虫害的危害, 将多种抗性基
因组装在同一品种是扩大抗病谱, 保持抗病持久性的重要措施。由
于 PP921 是春性材料, 而且不抗白粉病, 所以在选育 YW 243 时, 我
们有目的把冬性抗白粉病品系 Y901685 组配进去。在 F 2 代选择抗
病株进行花药培养, 通过对DH 1、DH 2 代的农艺性状选择和抗性鉴
定, 获得了兼抗类型的新品系 YW 243。实践证明选育兼抗性小麦新
种质在 F 2 代选用抗病株进行花药培养比常规的系谱选择法需要的
群体小, 省时、省工。中国农科院植保所鉴定报告: YW 243 不但高抗
小麦黄矮病、白粉病而且高抗条锈病、秆锈病和叶锈病等病害[ 10, 13 ] , 是目前报道中少见的兼抗
5 种病害的普通小麦新类型。关于其它病害的抗性鉴定和抗性基因分析将另文发表。
3. 4　YW 243 农艺性状较好, 属于冬性小麦, 抗寒、抗旱性较好, 株高 80～ 90 cm 左右, 穗纺
锤形长芒, 每株平均成穗 7～ 8 穗, 每穗 30 粒左右, 千粒重 40. 9 g, 粒色浅红, 半角质, 株型
紧凑, 上部叶片短且上冲, 成熟时落黄好, 缺点是穗形较小, 粒小, 有的年份在某些地区发现
其颖壳表面有黄褐色斑点。近年来, 我们已把 YW 243 作为兼抗多种病害的抗病亲本提供给
各小麦产区的育种单位利用。本课题组已获得转育后的 F 7 和DH 4 代材料, 并且有目的的在
杂交组合中加进新的白粉病抗性基因 Pm 21、Pm 2 和 Pm 6。在中选的 YW 243 后代株系中,
未发现颖壳有黄褐色斑点, 说明此性状与抗性基因无连锁。
参　考　文　献
1　辛志勇, 陈　孝, 徐惠君等. 中国科学 (B 辑) , 1991, (1) : 36～ 42
2　Cauderon Y, B Saigne, M D auge, et al. In: P roc. 4th. W heat Genet S ymp , M issouri. Co lum bia, 973, 401～ 407
3　Bank s P M , P J L ark in, H S Bariana, et al. Genom e, 1995, 38: 395～ 405
4　D evo s K M , M D A tk inson, C N Ch inoy, et al. T heor A pp l Genet, 1992, 83: 931～ 949
5　Hohm ann V , K Badaeva, W Busch, et al. Genom e, 1996, 39: 336～ 347
6　F riebe B, Y M ukai, B S Gill, et al. T heor A pp l Genet, 1992, 84: 899～ 905
7　L ark in P J , P M Baok s, E S L agudah, et al. Genom e, 1995, 38: 385～ 394
8　陈　孝, 辛志勇, 肖世和等. 作物学报, 1998, 24 (1) : 16～ 20
9　林志珊, 陈　孝, 辛志勇等. 见: 庄巧生, 杜振华主编: 中国小麦育种研究进展. 北京: 中国农业出版社, 1996, 319～
325
10　谢　皓, 陈　孝, 林志珊等. 北京农学院学报, 1999, 1: 6～ 10
11　马有志, 徐琼芳, 辛志勇等. 遗传学报, 1997, 24 (4) : 344～ 349
12　张增艳, 辛志勇, 马有志等. 中国科学 (C 辑) , 1999, 4: 413～ 417
13　谢　皓, 陈　孝, 林志珊等. 作物杂志, 1997, 3: 8
1966 期　　　　　　谢　皓等: 抗黄矮病小麦新品系 YW 243 的选育和细胞分子生物学鉴定