当前我国冬小麦品种抗条锈性水平及抗病基因分析

论文摘要

我国小麦的种植面积大约为2千4百万公顷,年产量大约在1亿吨左右,是仅次于水稻的第二大粮食作物。由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia. striiformis f. sp. tritici)引起的小麦条锈病能在所有冬小麦产区流行危害,被认为是我国小麦最重要的病害之一。种植抗病品种一直被认为是控制条锈病最经济、有效和环境友好的方法。然而,条锈菌生理小种的频频变异导致新的流行小种不断产生,常常使小麦生产品种推广3~5年就“丧失”抗锈性,引起条锈病的流行。自新中国成立以来,我国已发生了大面积推广品种7次“丧失”抗锈性,造成巨大的经济损失。抗源匮乏和抗病基因的不合理使用,使通过抗病品种控制条锈病这一最基本措施无法发挥其应有的作用。近年来控制条锈病最主要的手段是在准确监测和预测条锈病流行的基础上,广泛及时的使用杀菌剂。从长远来看,寻找和发掘新的抗条锈病基因,合理利用和布局当前抗条锈基因,依然是抗锈育种工作的重点。因此本研究对我国当前的主栽品种在苗期分小种、成株期混合小种及天水自然发病进行苗期和成株期的抗病鉴定,以明确当前主栽品种的抗性水平;通过对几个已知主效抗条锈病基因Yr5,Yr10,Yr15,Yr24/Yr26,Yr9,Yr17和Yr18进行分子检测,并结合抗病鉴定结果和育种系谱对目前抗锈性品种抗病基因进行分析,以明确当前小麦品种主要携带哪些Yr基因;通过对国内外鉴别寄主及已知基因的载体品种进行苗期和成株期鉴定,评价已知抗条锈病基因在中国小麦育种中的有效性,明确今后抗病育种过程中可用哪些Yr基因,为我国小麦抗病育种提供依据。本实验获得如下主要结果:1)在供试的494份当前我国小麦主栽品种和部分后备品种中,参照人工接种和田间自然发病的最高反应型,发现只有50个(10.1%)对CYR32和CYR33在苗期表现为抗病,133个(26.9%)表现为成株期抗性,其余的311份(63%)材料不具有抗性。表明当前我国主流小麦材料抗性水平还很低,今后应加大新的优质抗病材料的发掘和新型抗源材料的创制,并及时应用到实际生产中来。2)利用与已知抗条锈病基因连锁最紧密的分子标记进行分子检测,并结合抗病性和系谱分析,参试的50份具有全生育期抗性的小麦材料中,抗病基因主要来源于92R系列(Yr26基因供体,50份中有14份),Yr5基因缺乏有效的标记,Yr10和Yr15尚未使用;494份供试品种中很多都携带Yr9基因(129份),Yr17的使用次之(45份),Yr18的使用也较少(10份)。3)对已知基因的抗病谱分析表明,对我国当前小种有效地全生育期抗病基因有:Yr5,Yr10,Yr15,Yr24,Yr26,有效的成株期抗病基因有:Yr11、Yr12、Yr13、Yr14、Yr16、Yr18、YrSp、YrTr1、YrTr2、YrTye、YrExp1、YrExp2、YrDT等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 条锈菌寄生专化性的研究历史与现状
• 1.1.1 条锈菌的定名及分类学研究
• 1.1.2 小麦条锈菌各专化型间的关系
• 1.2 小麦条锈菌的毒性分析
• 1.2.1 小麦条锈菌的毒性变异
• 1.2.2 小麦条锈菌的鉴别寄主
• 1.2.3 小麦条锈菌生理小种的命名
• 1.2.4 中国小麦条锈菌生理小种的演变
• 1.3 小麦品种的“抗性丧失”
• 1.4 中国小麦条锈病的流行
• 1.5 小麦抗条锈基因的研究
• 1.5.1 已命名的小麦抗条锈病基因及其来源
• 1.5.2 已命名的小麦抗条锈病基因的分子标记
• 1.6 本研究的目的、意义及技术路线
• 1.6.1 目的意义
• 1.6.2 技术路线
• 第二章 全国小麦品种及后备品种抗条锈病鉴定
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 供试条锈菌生理小种
• 2.1.3 人工接种的苗期鉴定
• 2.1.4 人工接种的成株期鉴定
• 2.1.5 田间鉴定
• 2.1.6 数据分析
• 2.2 结果分析
• 2.2.1 条锈病鉴定结果
• 2.2.2 不同流行区内条锈病抗性水平
• 2.2.3 全生育期抗条锈性小麦材料的系谱分析
• 2.3 讨论
• 2.4 结论
• 第三章 全国小麦品种及后备品种抗条锈病基因分子检测
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 植物材料
• 3.1.2 DNA 提取及检测
• 3.1.3 PCR 扩增及电泳分析
• 3.1.4 数据分析
• 3.2 结果分析
• 3.2.1 分子检测
• 3.2.2 全生育期抗病材料的抗病基因分析
• 3.3 讨论
• 第四章 已知抗条锈病基因在中国小麦育种中有效性评价
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 试验方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 CYR32 和CYR33 试验菌株的选择确定
• 4.2.2 已知Yr 基因对我国当前主要流行小种的有效性
• 4.3 讨论
• 4.3.1 关于CYR32 和CYR33 的毒性
• 4.3.2 已知抗病基因在我国小麦抗条锈育种中的有效性
• 4.3.3 抗病基因合理布局
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介