从亲缘植物向小麦品种转移抗病性已成为小麦抗病育种中解决种内基因资源贫乏和抗原单一化问题的一种重要途径。本文在回顾小麦通过染色体工程转移外源抗病性历史的基础上，介绍了南京农业大学细胞遗传研究所近１０多年来，从亲缘植物中寻找、鉴定与转移白粉病和赤霉病抗性的研究过程中所取得的成果。其中特别侧重介绍了该所在综合应用有利于精确鉴定外源染色体或其片段的各种方法技术方面的经验体会。

2005-2006年对东北春麦区主要推广应用的54个品种(系)进行了抗秆锈病、白粉病和叶枯病鉴定。结果表明,在参鉴品种中,3份材料对白粉病表现抗病,占供试材料的6%;46份材料对秆锈病表现抗病,占供试材料的85%;11份材料对叶枯病表现中等抗病,占供试材料的20%。东北春麦区生产品种对秆锈病抗性表现较好,但也存在品种抗锈性下降的威胁;生产品种中普遍缺乏对白粉病的抗性,在育种中应加强新抗源的导入和应用;叶枯病发生普遍并且有逐年加重的趋势。针对以上情况,提出了解决办法。

采用从小麦细胞壁提取的低聚糖处理小麦的悬浮培养细胞和愈伤组织,并从这两种处理材料中都分离出抗毒素.这种通过低聚糖处理而诱导积累的抗毒素对小麦赤霉病病菌具有较明显的抑菌作用.细胞学鉴定结果表明,抑菌作用的机制是抗毒素引起菌丝生长点膨大、破碎和解体.从而抑制了菌丝的正常增殖.同时.用低聚精直接处理小麦的大田植株.适宜浓度的低聚糖可以降低锈病和白粉病感染麦株的程度,改善小麦品种的抗病性状.

【目的】明确中国小麦主要后备品种和高代品系对条锈病、叶锈病、秆锈病、白粉病、赤霉病、纹枯病、黄矮病的抗性程度和水平,为培育抗病新品种、品种审定与推广、抗病品种合理布局、降低品种抗性“丧失”风险提供依据。【方法】以中国小麦条锈菌流行小种条中32(CYR32)、条中33号(CYR33)等、叶锈菌PHT、THT等、秆锈菌21C3、34C2等、对15个已知抗白粉病基因具有毒性的白粉菌混合菌系、赤霉病菌、纹枯病菌强毒力菌株和BYDV-GAV株系对1999—2014年度国家小麦区域试验品种(系)1 815份次试验材料进行成株期人工接种抗性鉴定,重要材料连续进行两年试验,以确保结果的重复和可靠。【结果】在所...

为将粗山羊草(Aegilops tauschii)抗白粉病基因转移到普通小麦中,用普通小麦与粗山羊草配制杂交组合,利用SSR标记技术结合BC1F2分离群体对目的基因进行了遗传作图。结果显示,普通小麦与粗山羊草杂交不能正常结实,进行幼胚拯救可获得组培苗,成胚率达到9.22%;矮败与Y215杂种F1自交不育,与普通小麦回交可正常结实,但BC1自交结实率极低。进一步对矮败×Y215杂种后代进行抗病鉴定和遗传分析,粗山羊草Y215含有一对显性抗白粉病基因,并分别在杂种后代BC2F1和BC1F2中获得了细胞学稳定且与供体亲本一致的抗白粉病植株;应用SSR标记和分离群组分离法,分析与其连锁的引物位置,将其...

为了初步明确39份外引小麦种质中条锈病和白粉病抗性基因组成,利用共分离或紧密连锁的分子标记对抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr18和抗白粉病基因Pm4、Pm13、Pm21进行检测,同时结合田间鉴定,对外引种质的抗病性进行评价。结果表明,携带Yr18基因的种质有6份,对条锈病菌表现近免疫至中抗,抗性表现稳定; Yr5连锁标记S1320阳性的种质有21份,Yr10连锁标记SC200阳性的种质有2份,但标记阳性的种质中抗病性表现不一致,可能跟载体品种的遗传背景有关,利用这些分子标记进行辅助育种时,要结合接种鉴定结果综合判断。Pm4基因基本丧失白粉病抗性,携带该基因的7份种质中仅有1份抗病。在39份种质中,均未检测到抗白粉病基因Pm13和Pm21。此外,有2份种质澳阿优1号和bermude兼具条锈病和白粉病抗性,综合抗病性好,在育种中可以合理利用。为小麦抗病育种亲本选择和种质资源的合理利用提供了参考依据。

研究了小麦抗病品种SK-4、SN7859和感病品种8201-69、81-5对梭条斑花叶病毒病的抗病性与其抗病毒(WSSMV)和抗传毒介体禾谷多粘菌(Polymyxa graminis Led.)的能力之间的关系。结果表明:小麦品种的抗病性与它们抗病毒的能力一致;与它们抗传毒介体的能力有一定的相关性,但不尽一致。具体表现为抗病品种SK-4抗病毒和抗介体能力均强,SN7859抗病毒能力强,但抗介体能力较弱;感病品种81-5抗病毒能力弱,但抗介体能力较强,而8201-69则抗病毒和抗介体的能力均弱。

应用染色体工程结合系谱选择,以普通小麦单、缺体为工具材料,将中间偃麦草(Thinopyrumintermedium)、黑麦(Secalecereale)、野生二粒小麦(Triticumdicoccoides)、簇毛麦(Haynaldiavillosa)和小伞山羊草(Aegilopsumbellulata)的抗条锈病或抗白粉病基因导入普通小麦,创制出抗条锈病或抗白粉病种质N9207,N9209,N9134,N9628-1,N9628-2和N9659,并育成含有外源抗条锈病基因的小麦品种陕麦8003,陕麦8007,陕麦150和远丰175。利用创制的抗性种质与农艺亲本多方式组配杂交,将优异基因进行累...

为加快川麦59的推广应用,本文对化控两系杂交小麦新品种———川麦59的产量、品质、抗病性等特征进行综合评价。结果表明,川麦59在两年的区试中比对照分别增产19.2%和30.9%,在大区生产试验中比对照增产23.5%,具有良好的丰产性、稳产性及适应性。抗病性鉴定结果表明川麦59对条锈病具有较好的抗性。品质检测结果表明,川麦59达到国家中筋小麦标准,籽粒饱满,蛋白质含量较高,硬度中等。由此表明,川麦59是一个新型高产中抗中筋小麦强优势组合。

为明确乙烯对禾谷炭疽菌(Colletotrichum graminicola)致病性的影响并评价转BtACO基因拟南芥对禾谷炭疽菌的抗性。通过施加不同浓度外源乙烯利,对禾谷炭疽菌生长状况进行比较,并对喷施不同浓度乙烯利处理的野生拟南芥接种禾谷炭疽菌,分析禾谷炭疽菌的致病性,最后对转BtACO基因拟南芥接菌后的抗病性进行评价。结果表明:不同外源乙烯利浓度对禾谷炭疽菌黑色素及孢子生长的影响不同:10～100mg/L乙烯利促进黑色素的产生,125～200mg/L乙烯利抑制黑色素的产生;50～75mg/L乙烯利对禾谷炭疽菌孢子萌发有抑制作用,高浓度乙烯利(125～200mg/L)促进孢子的萌发。对野生型拟南芥接菌观察发现,高浓度乙烯利(125～200mg/L)增强了禾谷炭疽菌的致病性;而转BtACO基因拟南芥较野生型植株发病程度轻,有更高的生物量积累。综上,低浓度乙烯利处理(10～75mg/L)可降低禾谷炭疽菌的致病性,BtACO基因可以作为候选基因运用于作物对禾谷炭疽菌的抗性育种。

小麦近缘植物中含有丰富的抗病、抗逆和抗虫等基因,是小麦育种的优异基因源。通过远缘杂交可以将近缘植物优异基因转移给小麦,创制包括双二倍体或部分双二倍体、附加系、代换系和易位系等在内的小麦-近缘植物异染色体系。这些含小麦近缘植物血缘的异染色体系是研究物种染色体行为与进化、基因定位与作图的重要素材,也是拓宽小麦的遗传基础、抵御小麦重要病虫害、增加小麦产量和提升小麦品质的重要物质基础。为了更加清晰地了解小麦远缘杂交概况及小麦近缘植物抗病基因向小麦的转移,也为今后小麦远缘杂交研究和种质资源的开发利用提供参考,文中对小麦族物种分类、小麦远缘杂交的定义与意义、小麦族山羊草属、黑麦属、偃麦草属、簇毛麦属、冰草属、大麦属、披碱草属、赖草属、新麦草属以及旱麦草属物种与小麦远缘杂交现状和异染色体系创制情况进行了概括,并对来源于小麦近缘植物被正式命名的17个抗条锈病基因、35个抗叶锈病基因、30个抗秆锈病基因、41个抗白粉病基因、3个抗赤霉病基因、1个抗麦瘟病基因、1个抗叶枯病基因、1个抗颖枯病基因、4个抗褐斑病基因、2个抗眼斑病基因、1个抗梭条花叶病基因、2个抗线条花叶病基因和2个抗禾谷类黄矮病基因向小麦的转移情况及其所在染色体的位置信息进行了归纳。小麦-黑麦1RS·1BL易位系、1RS·1AL易位系和小麦-偏凸山羊草2NS/2AS易位系等抗病优良种质的育成与利用在世界小麦育种史上做出了突出贡献,然而,这仅仅得益于对少数抗病基因的利用。与目前已经被命名的基因数量相比,被利用到小麦育种中的抗病基因相对较少。文中分析了当前已命名抗病基因利用情况比例偏低的原因,并对今后如何利用这些抗病基因提出了建议。同时,还列举了已克隆的源自小麦近缘植物的抗病基因,并对克隆这些基因的方法以及今后可能的研究热点进行了分析,认为加强无遗传累赘的小麦-近缘植物易位系的创制与应用仍可能是今后小麦育种材料创新与新品种培育的一个重要发力点。

为探究盐胁迫条件下木霉菌肥对小麦生长、抗病性、产量以及土壤酶活性的影响。通过小区试验,采用木霉菌肥代替30%化肥与100%施用化肥2种施肥方式,在盐胁迫条件下测定了小麦品种周麦36的株高、根长、根数、生理生化指标、病穗率、病情指数、防效、千粒质量和土壤酶活性。结果表明,盐胁迫条件下木霉菌肥的施用与化肥相比显著增加了小麦株高、根长和根数,增加值分别为10.91%,43.45%,42.86%。其次,盐胁迫条件下,施用木霉菌肥显著提高了小麦叶片的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和叶绿素含量,同时丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H_2O_2)含量显著低于施用化肥的小麦。再者,施用木霉菌肥的小麦赤霉病的发病率显著低于施用化肥的小麦,对小麦赤霉病的防效达到了88.29%。千粒质量分析表明,施用木霉菌肥小麦籽粒的千粒质量与化肥相比增长了9.5%。另外,小麦根际和非根际的土壤酶活性研究表明,木霉菌肥提高了土壤的脲酶、蔗糖酶、脱氢酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性。总之,盐胁迫条件下,木霉菌肥通过提高小麦的抗氧化酶活性和叶绿素含量以及改善土壤的生态环境增强了小麦的抗病能力,从而增加了产量和提升了品质。

为了发掘蕴藏于人工合成小麦中的优异种质资源,以138份人工合成小麦为材料,对其农艺性状、白粉病抗性、条锈病抗性和高分子量麦谷蛋白亚基进行了研究。根据农艺性状的鉴定结果,筛选出千粒重≥50 g、穗长≥12cm、穗粒数≥40粒和株高≤80 cm的种质分别为87份、24份、26份和19份。根据抗病性鉴定结果,筛选出抗白粉病种质27份,占总数的19.5%,其中免疫、高抗和中抗种质分别为21份、2份和4份;筛选出抗条锈病种质55份,占总数的39.9%,其中免疫、高抗和中抗材料分别为28份、12份和15份;其中10份人工合成兼抗白粉病和条锈病。SDS-PAGE分析表明,在Glu-A1位点上存在5种变异类型...

由禾谷镰刀菌复合种引起的赤霉病是全世界最重要的小麦病害之一,严重影响小麦的产量和品质,受病原菌侵染的籽粒还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)为主的毒素,进一步威胁人畜健康。抗赤霉病品种选育与应用是解决小麦赤霉病及毒素危害的有效途径,中国自20世纪50年代开始抗赤霉病育种研究,70年代成立全国协作组,建立的人工接种鉴定方法被广泛用于赤霉病抗性评价,筛选出的苏麦3号、望水白等抗源被国内外广泛用于抗赤霉病研究,育成的农艺性状优良且中抗赤霉病的扬麦158号和宁麦9号等品种是抗赤霉病育种的重要突破,不仅在生产上得到大面积应用,而且作为亲本分别育成了20多个小麦品种。除常规育种外,还利用染色体工程技术将外源种质赤霉病抗性导入小麦栽培品种中,基于细胞工程技术的体细胞无性系变异和加倍单倍体创制在小麦赤霉病遗传改良中拓宽了遗传变异背景,提高了育种效率。20世纪90年代赤霉病在北美洲的流行促使欧美重视小麦赤霉病研究。国际合作促进了小麦赤霉病育种的资源、技术和信息交流,赤霉病抗性类型、鉴定技术和评价指标研究、抗赤霉病种质发掘、QTL定位、关键基因克隆、标记辅助选择及抗病品种培育等方面均取得了明显进展,利用双亲连锁作图和全基因组关联分析定位了600多个赤霉病抗性相关QTL,涉及小麦所有21条染色体,定名了Fhb1—Fhb7 7个赤霉病抗性基因/QTL。针对苏麦3号和望水白等中国抗源的主效QTL(Fhb1),克隆了其关键基因并进行了功能验证,开发了基因的功能标记,并成功应用于标记辅助选择,培育出赤霉病抗性显著改良的小麦新品种。来自长穗偃麦草的Fhb7候选基因也被克隆,并用于提高栽培小麦品种赤霉病抗性。在精细定位的基础上,开发了紧密连锁分子标记,利用标记辅助选择将不同位点抗性QTL聚合,进一步提高了小麦赤霉病抗性。展望未来,应研究建立精准的赤霉病抗性表型评价体系、加强抗赤霉病新种质和新基因发掘、克隆主效抗病QTL的关键基因并明确其分子机制,将标记辅助选择或基因组选择与常规育种相结合,不断提升小麦抗赤霉病育种效率和水平,培育赤霉病抗性显著提高、综合性状优良的小麦品种。

2001~2003年连续3年对来自国内外44份优质春小麦品种(系)进行了苗期和成株期抗秆锈、叶锈和白粉病的鉴定。结果表明:44份材料对秆锈病抗性较好,部分材料对叶锈病表现抗性,但全都感染白粉病。据此提出了选育优质、高产、抗病小麦新品种的方法和育种策略。