Plant Disease | 小麦-黑麦2R(2D)异代换系-聚合成株期和全生育期白粉病抗性
文摘
2024-08-22 20:46
陕西
发表在Plant Disease 中题为“A novel wheat-rye 2R (2D) disomic substitution line pyramids two types of resistance to powdery mildew”的研究论文，创制了小麦-黑麦2R (2D) 异代换系，并通过农艺性状评价，为小麦白粉病抗性的遗传改良提供了新的种质基因资源。![]()
小麦白粉病一种严重影响小麦产量和品质的毁灭性病害。由于具有同质遗传背景的小麦品种广泛生长，从小麦近缘种质中发掘新的抗性资源对增加小麦遗传多样性具有重要意义。黑麦(Secale cereale)是小麦的亲缘品种，具有丰富的抗性基因，变异丰富。以六倍体小黑麦中饲 237与普通小麦品种淄麦17为亲本，经多代杂交、回交和自花授粉，培育出抗白粉病小麦品系AL69。AL69经过GISH(图1A)、mc-FISH(图1B)、ND-FISH(图1C)、mc-GISH(图1D)分析表明为细胞遗传学稳定的小麦-黑麦2R (2D)异代换系。![]()
通过分子标记分析确定了AL69的染色体组成，AL69中存在2R染色体。另外，小麦染色体臂2DS和2DL的5个SSR标记缺失证实了AL69中2D染色体的缺失。结合分子标记和GISH/FISH分析结果，AL69显然是一个小麦-黑麦2R (2D)异代换系。![]()
与已知Pm4b基因的不同小麦基因型相比，AL69在苗期对24株小麦黑麦病菌分离株中的18株具有抗性，表现出与Armada (Pm4b)相同的反应模式。根据45个检测基因型在苗期和AL69以及5个检测基因型在成株期的反应模式，推测AL69与Armada一样，具有在苗期检测到的抗性的Pm4b基因，同时还具有成株抗性(APR)的额外基因，不同于以往报道的来自黑麦的Pm7、Pm8、Pm17和Pm20基因。为确定AL69对白粉病抗性的遗传，对AL69 ×Shixin 733 F2群体在苗期和成株期的白粉病抗性进行了检测，结果表明AL69对E09的抗性受单一显性基因控制。通过分子标记证明幼苗试验中鉴定的AL69抗性基因来源于小麦亲本淄麦17的抗白粉病基因Pm4b。在幼苗期进行抗性鉴定后，将F2植株移入田间，测试成株期抗性。分子标记分析和GISH分析表明，所有150株田间抗性植株在成虫期都至少具有一条2R染色体，其余41株易感植株没有任何黑麦染色质。因此，AL69的成株期抗性基因来源于小黑麦中饲237的2R染色体。![]()
AL69的穗长、小穗数、千粒重、产量等农艺性状显著优于Zimai17(表2)。因此，AL69具有抗白粉病和改良农艺性状的组合，可以作为小麦改良的宝贵遗传资源。为了有效地将抗性基因转移到优质小麦背景中，将AL69与主要商业品种Jimai 22号进行了杂交和回交。从杂交品种AL69 ×Jimai 22的BC2F5代中选育到2R (2D)替代系S251，该系具有优良的农艺性状和较高的白粉病抗性。![]()
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