鄭慧敏 溫曉蕾,2 郝晨陽 張培培 GEBREWAHID Takele Weldu 閆曉翠 劉大群 張學(xué)勇,* 李在峰,*

70份國外小麥品種(系)的苗期和成株期抗葉銹病鑒定

鄭慧敏1溫曉蕾1,2郝晨陽3張培培1GEBREWAHID Takele Weldu1閆曉翠1劉大群1張學(xué)勇3,*李在峰1,*

1河北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院/ 河北省農(nóng)作物病蟲害生物防治工程技術(shù)研究中心, 河北保定 071001;2河北科技師范學(xué)院, 河北秦皇島 066000;3中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所, 北京 100081

小麥葉銹病是小麥生產(chǎn)中的重要病害之一, 培育持久抗病品種是最經(jīng)濟、有效和環(huán)保的方法。本研究用19個不同毒力的葉銹菌小種苗期接種70份國外引進小麥品種(系)及36個已知抗葉銹病基因的載體品種進行抗性鑒定, 同時在2016—2017年度分別于河北保定和河南周口對70份國外引進品種進行田間抗葉銹性鑒定。為進一步檢測材料中所攜帶的苗期和成株抗葉銹病基因, 利用12個與已知基因緊密連鎖的分子標記進行檢測, 綜合基因推導(dǎo)、系譜分析和分子標記檢測的結(jié)果, 在33份材料中鑒定出15個抗葉銹病基因, 包括、、、、、、、、、、、和, 田間鑒定篩選出39份品種表現(xiàn)慢銹性。苗期和田間表現(xiàn)表明, 國外品種中含有豐富的對我國葉銹菌小種有效的苗期和成株期抗葉銹病基因, 可作為小麥抗葉銹病抗源在抗病育種中加以利用。

國外引進小麥; 葉銹病; 基因鑒定; 慢銹性

由小麥葉銹菌()引起的小麥葉銹病是一種真菌性氣傳病害, 是危害小麥產(chǎn)量的重要因素之一, 病害嚴重流行年份可使小麥減產(chǎn)40%以上甚至絕收[1]。20世紀70年代, 小麥葉銹病在墨西哥西北部大流行, 致使小麥產(chǎn)量損失高達70%[2]。葉銹病在我國發(fā)生范圍很廣, 主要分布于河北、河南、山東、江蘇、山西、貴州、四川、云南、黑龍江、吉林等省。2015年, 小麥葉銹病在小麥主產(chǎn)區(qū)之一的河南省全省爆發(fā), 葉片在幾天之內(nèi)快速干枯死亡, 嚴重影響小麥正常灌漿, 對小麥生產(chǎn)造成了嚴重損失[3]。隨著全球性氣候變暖, 未來的溫度和濕度條件可能會更加適合小麥葉銹病的發(fā)生和流行。因此, 選育和利用抗病品種是控制小麥葉銹病最經(jīng)濟、有效且對環(huán)境安全的重要措施。

小麥對葉銹病的抗性分為垂直抗性和水平抗性。垂直抗性是小種專化抗性, 表現(xiàn)為全生育期抗性, 由主效基因控制, 但抗性較脆弱, 常因葉銹菌小種的變異而導(dǎo)致抗性喪失; 水平抗性是非小種?；剐? 又稱慢銹性, 受多個微效基因控制, 具有加性效應(yīng)和上位效應(yīng), 不易引起抗病性喪失, 因而較小種?；剐愿志肹4]。當前, 國際上對小麥葉銹病的研究較多, 1946年Ausemus等[5]首次用正式命名抗葉銹病基因。目前, 在小麥染色體上已發(fā)現(xiàn)了100多個抗葉銹病基因, 正式命名了79個[6], 但大多數(shù)為苗期抗病基因, 成株抗葉銹病基因僅有12個分別為、、(a和b)、、、、、、、和, 其中、、和為成株微效基因, 具有持久抗病性[7]。目前我國小麥生產(chǎn)上的流行小種為THTT、THTS[8]等, 因其毒性譜較寬導(dǎo)致多數(shù)主效基因已喪失抗性, 目前只有、、、、、、等少數(shù)基因仍保持有效的抗性[9-10], 因此鑒定國內(nèi)外小麥材料所攜帶的抗病基因?qū)没虿季趾涂共∮N防治小麥銹病具有重要的理論和實踐意義。1973年, Browder[11]首次應(yīng)用基因推導(dǎo)方法推導(dǎo)出了和; Gao等[9]、Li等[10]、劉志勇等[12]分別對我國部分生產(chǎn)主栽品種及抗葉銹育種圃高代品系進行了推導(dǎo)檢測分析, 鑒定出、、、、、、、、、、、等多個抗病基因。伍玲等[13]用csLv34以及5對功能標記cssfr1~cssfr5對CIMMYT小麥材料成株抗性基因進行檢測, 進一步驗證了該功能標記的有效性。將基因推導(dǎo)、系譜分析和分子標記檢測相結(jié)合, 可有效地提高鑒定小麥品種抗葉銹病基因的鑒定準確率。

本試驗選取70份國外引進小麥品種進行苗期基因推導(dǎo)和成株慢銹性鑒定, 進一步利用12個與抗葉銹基因緊密連鎖的分子標記進行標記輔助鑒定, 旨在明確這些小麥材料中的抗葉銹基因, 篩選出具有持久抗病材料, 為我國培育持久抗葉銹品種提供理論基礎(chǔ)及有效抗源。

1 材料與方法

1.1 供試材料及葉銹菌系

來自北美洲的70份小麥品種, 其名稱、系譜、類型及來源見附表1。36個已知抗葉銹病基因的載體品種、感病對照品種鄭州5389、用于基因推導(dǎo)的19個單胞純化后的小麥葉銹菌生理小種(FHRQ、FGHQ、FHHS、FHRS、PHHS、PHKS、PHTN、FHRS②、FHRQ②、THKT、TGTS、THDL、FHGQ、FGGQ、THGS、PHRT、FHGQ②、FHCQ、FHHQ)以及成株期所用的強毒力混合生理小種(THTT、PHTN、THKT、THDL、THGS)均由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥銹病研究室提供。參照Long等[14]提出的三字母密碼命名系統(tǒng)及后來擴展成的四字母命名法命名小種(https://www.ars.usda.gov/ ARSUserFiles/50620500/Cerealrusts/pt_nomen.pdf)。所有菌種均采集于中國小麥主產(chǎn)區(qū)且經(jīng)單胞分離純化, 保存于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥銹病研究室。

1.2 苗期侵染型鑒定及基因推導(dǎo)

將36個攜帶已知抗葉銹病基因的載體品種、70份待測引進小麥和對照感病品種鄭州5389共計107份材料(19套), 按順序種于溫室的育苗盤內(nèi)。待小麥第一葉片完全展開即一葉一心時期, 采用掃抹法[15]分別接種19個不同毒力譜的葉銹菌生理小種, 然后置相對濕度100%的接種桶中覆蓋塑料薄膜保濕, 在18℃的條件下黑暗保濕24 h后移置室溫下(約25℃)培養(yǎng)15 d, 待感病對照品種5389充分發(fā)病時鑒定侵染型[16]。參照Roelfs等[17]的6級(0、;、1、2、3、4)標準調(diào)查記載侵染型, 0~2級為抗病, 3~4級為感病。并依據(jù)Dubin等[18]提出的抗病基因推導(dǎo)原則進行基因推導(dǎo), 推導(dǎo)待測品種中所含抗葉銹病基因或基因組合。

1.3 田間試驗和成株期抗葉銹病鑒定

2016—2017年度, 將70份國外小麥品種, 慢銹對照品種SAAR和感病對照品種鄭州5389, 分別種植于河北保定河北農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥試驗田(115.47°E, 38.85°N)和河南周口黃泛區(qū)農(nóng)場試驗田(114.53°E, 33.80°N), 采用完全隨機區(qū)組設(shè)計、2次重復(fù)、行距0.25 m、行長1.5 m, 每10行種植一個高感對照品種鄭州5389, 并且將鄭州5389垂直種植作為接種行。參照Li等[10]的田間混合菌種(THTT、PHTN、THKT、THDL、THGS)接種和成株抗葉銹菌鑒定方法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用軟件SAS 9.1進行方差分析(Analysis of Variance, ANOVA)及計算品種(系)間的LSD (least significant difference)值。根據(jù)苗期與成株期的侵染型排除具有苗期抗性基因的品種(系), 將最大嚴重度(final disease severity, FDS)明顯小于或與慢銹對照SAAR無顯著差異的品種作為慢銹品種。

1.5 分子標記檢測

利用CTAB法[19]提取小麥葉片基因組DNA, 并利用分光光度計對DNA濃度和純度進行檢測。同時用ddH2O稀釋DNA至終濃度40 mg L–1用于PCR反應(yīng)。采用與已知抗葉銹病基因緊密連鎖的12個分子標記進行分子檢測, 引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成(附表2)。所有引物的PCR體系為20 μL, 含10 μL 2×PCR Mix、6 μL ddH2O、2 μL 4mmol L–1引物、2 μL 40 mg L–1DNA模板。PCR反應(yīng)程序為: 94℃預(yù)變性5 min; 94℃變性1 min, 56~66℃ (根據(jù)各個引物退火溫度決定, 詳見附表2)退火1 min, 72℃延伸2 min, 35個循環(huán); 之后72℃延伸10 min, 4℃保存。根據(jù)擴增產(chǎn)物的分子量大小分別用1.5%瓊脂糖或者12%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測分析(圖1和圖2)。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期抗病鑒定與分析

利用19個葉銹菌系對36個已知抗葉銹基因小麥載體品種、70份待測供試品種和感病對照品種鄭州5389在苗期進行抗性鑒定(表1和表2)。其中, 感病對照品種鄭州5389對19個生理小種均表現(xiàn)為高度感病, 在36個已知抗葉銹病載體品種中, 攜帶、、、、、、和的8個載體品種對所有供試葉銹菌種均表現(xiàn)抗病, 而攜帶、、、、、和的7個載體品種對19個供試葉銹菌生理小種均表現(xiàn)為感病, 因此上述15個抗葉銹病基因無法通過苗期抗性譜比較進行基因推導(dǎo); 其余21個抗葉銹病基因?qū)?9個葉銹菌系均表現(xiàn)為不同的抗性譜, 可以通過苗期鑒定推導(dǎo)出來(表1)。

圖1 Lr1、Lr9、Lr10、Lr19、Lr20、Lr24、Lr26、Lr34和Lr37部分PCR標記檢測電泳圖

M: DL 2000 marker; Z: Zhengzhou 5389; 1: Geneva; 2: Dodge; 3: Williams; 4: Lancer; 5: Madsen; 6: GR876; 7: Tiber; 8: Laura; 9: Marberg; 10: Karl; 11: Georgia 100; 12: Sharp; 13: Wakefield.

圖2 Lr46分子標記檢測結(jié)果

M: PBR 322 DNA/Imarker; Z: Zhengzhou 5389; 1: Glenman; 2: Siouxland; 3: Adder; 4: Copper; 5: Century; 6: Geneva; 7: Dodge; 8: Williams; 9: Lancer; 10: Madsen; 11: GR876; 12: Tiber; 13: Laura; 14: Marberg; 15: Karl; 16: Georgia 100; 17: Sharp; 18: Wakefield; 19: Hoff; 20: Gene; 21: Vista; 22: AC Taber; 23: Alliance; 24: McNeal.

對11個小種(FHRQ、FGHQ、FHHS、FHRS、FHRS②、FHRQ②、FHGQ、FGGQ、FHGQ②、FHCQ和FHHQ)表現(xiàn)為抗性, 對其余8個小種則表現(xiàn)為感病, 9個小麥品種Onas 53、Yukon、Glenman、Geneva、Dodge、Williams、Tiber、Sharp和Gene的抗性與相同或較表現(xiàn)為更廣譜的抗性, 因此這些品種中可能含有基因。同時, 品種Yukon對無毒的2個小種(PHHS和THGS)也表現(xiàn)低侵染型, 因此該品種可能還同時攜帶。而品種Dodge又對和無毒的小種表現(xiàn)抗病, 因此, 品種Dodge可能同時攜帶基因、和。

對表現(xiàn)無毒的小種均同樣表現(xiàn)為低侵染型, 因此攜帶的材料掩蓋了基因的表達而不能推導(dǎo)出。同時,又對另外4個小種(PHHS、PHKS、PHTN和PHRT)表現(xiàn)抗病性, 本研究中3個小麥品種Georgia 100、AC Taber、Alliance對所有無毒小種表現(xiàn)為低侵染型, 因此這3個小麥品種中可能攜帶基因。品種Georgia 100同時對無毒小種(FHRQ、FGHQ、FHHS、FHRS、PHHS、PHKS、PHTN、FHRS②、FHRQ②、TGTS和THDL)表現(xiàn)抗性, 因此該品種可能同時攜帶和。

僅對3個小種(FGHQ、TGTS和FGGQ)表現(xiàn)為低侵染型, 8個小麥品種GR 876、McNeal、Cayuga、Jubilee、Goodstreak、Arrowsmith、Mace和Camelot對所有無毒小種均表現(xiàn)抗性, 表明這些材料中可能攜帶。

僅對小種PHTN和THDL表現(xiàn)抗病, 品種Onas 53、Neepawa、Inia 66 R、Madsen、Laura、Karl、Vista和AC Taber對所有無毒小種都表現(xiàn)低侵染型, 說明這8份材料可能含有。同時, 品種Madsen對和無毒小種均表現(xiàn)抗性, 因此, 該品種可能同時攜帶、和。品種Inia 66 R對和無毒小種也表現(xiàn)抗性, 該品種可能同時攜帶基因、和。

僅對2個小種(THDL和FHCQ)表現(xiàn)抗病性,品種Redman、Colt、Siouxland、Century、Williams、Madsen、Marberg對這2個小種表現(xiàn)相似的低侵染型, 表明這些材料可能含有。同時, 品種Marberg對無毒的2個小種(FHRS和FHGQ)表現(xiàn)抗性, 該品種可能同時攜帶基因和。

僅對3個小種(PHTN、FHGQ和FHGQ②)表現(xiàn)為低侵染型, 品種Neepawa、Inia 66R、Shasta和GR 876對所有無毒小種都表現(xiàn)為低侵染型, 這4個小麥品種中可能攜帶基因;對11個小種(FHRQ、FGHQ、FHHS、FHRS、PHHS、FHRS②、FHRQ②、FHGQ、FGGQ、FHCQ和FHHQ)表現(xiàn)為低侵染型, 品種Century、Lancer、Vista和Jubilee對所有無毒的小種都表現(xiàn)為低侵染型, 這4個小麥品種中可能攜帶;對12個小種(FHRQ、FGHQ、FHHS、FHRS、FHRS②、FHRQ②、FHGQ、FGGQ、THGS、PHRT、FHGQ②和FHHQ)表現(xiàn)為抗病性, 品種Century、Lancer、Karl對這12個小種也表現(xiàn)相似的低侵染型, 說明這些材料可能含有;對10個小種(FHRQ、FGHQ、PHHS、FHRQ②、THDL、FHGQ、FGGQ、FHGQ②、FHCQ和FHHQ)表現(xiàn)為抗病性, 品種Colt、Siouxland、Dodge對這10個小種也表現(xiàn)相似的低侵染型, 說明這些材料可能含有;對12個小種(FGHQ、FHHS、PHHS、PHKS、THKT、THDL、FHGQ、FGGQ、THGS、FHGQ②、FHCQ和FHHQ)都表現(xiàn)抗病性, 品種Neepawa、Dodge、Laura對所有無毒小種均表現(xiàn)抗性, 表明這些材料中可能攜帶(表1和表2)。

70份品種的苗期鑒定結(jié)果表明, 供試品種對我國葉銹菌小種表現(xiàn)出不同的抗感性, 4份材料(Laura、Marberg、Karl和Georgia 100)苗期表現(xiàn)較好抗性, 僅對19個小種中的個別菌株表現(xiàn)感病, 對其它小種則表現(xiàn)為抗病, 表明這些材料中可能攜帶未知抗病基因(表2)。

2.2 田間成株抗病性鑒定

2016—2017年分別于河北保定和河南周口兩地對這些材料進行成株期抗葉銹病鑒定。感病對照鄭州5389在2個環(huán)境下都發(fā)病充分, 這保證了鑒定結(jié)果的可靠性。方差分析結(jié)果顯示, 品種間、環(huán)境間以及品種與環(huán)境間都存在極顯著差異; 這表明小麥葉銹病抗性基因的表達受基因型和環(huán)境共同影響(表3)。慢銹對照品種SAAR在田間的FDS值分別為7.5和8.0, 表現(xiàn)為明顯的慢銹性。方差分析發(fā)現(xiàn)在70份國外引進材料中共有39個品種的FDS與慢銹對照品種SAAR的FDS差異不顯著, 表現(xiàn)高水平抗性。在這39份品種中Neepawa、Dodge、Williams、Laura和Vista這5個品種表現(xiàn)全生育期抗性可能攜帶有效的主效抗病基因, Early Red Fife、Dirkwin、Stacy、Mit、Wheeler、Saluda、Copper、Tiber、Hoff、Gene、McNeal、Lambert、Pomerelle、Cayuga、Boundary、Caledonia、Millennium、Jubilee、Avalanche、Alson、Steel-ND和Grandin等22個品種在苗期對我國所有流行葉銹菌小種均表現(xiàn)感病, 另外12個品種(Satanta、TAM 105、Redman、Glenman、Century、Lancer、Madsen、GR 876、Karl、Sharp、Wakefield和AC Taber)僅對個別葉銹菌小種表現(xiàn)抗性, 對多數(shù)流行的葉銹菌小種表現(xiàn)感病性, 其在田間成株期對混合葉銹菌小種侵染型表現(xiàn)感病, 而田間最終嚴重度FDS值較低, 因此這些材料可能為慢銹品種(表4)。

表3 70個小麥品種及慢銹SAAR和感病對照在2016?2017年分別在保定與周口最終病害嚴重度的方差分析

**表示差異達到0.01顯著水平。

**Significance at the 0.01 probability level.

表4 慢銹品種SAAR、感病對照品種5389及具有慢銹性品種苗期對混合小種的反應(yīng)型及成株期在2016?2017年的最終病害嚴重度

(續(xù)表4)

2.3 分子檢測

70份待測品種進一步利用12個分子標記進行檢測, 共檢測到、、、、和的特異目的片段, 而未檢測到、、和相應(yīng)的特異條帶。其中Onas 53、Yukon、Glenman、Sharp和Gene這5個品種中檢測出, 而在其他品種中則未檢測到與相同的條帶; 在8個品種中檢測出, 分別為Onas 53、Neepawa、Inia 66R、Madsen、Laura、Karl、Vista和AC Taber; 另外, 在GR 876、McNeal、Cayuga、Jubilee、Goodstreak、Arrowsmith、Mace和Camelot等品種中檢測出與相同的帶型。上述3個基因、和標記檢測結(jié)果與基因推導(dǎo)結(jié)果完全一致, 可互相驗證。、和是成株抗病基因, 用分子標記檢測共篩選出64份材料攜帶成株抗病基因, 只攜帶成株基因的有7份, 只攜帶成株基因的有3份, 只攜帶成株基因的品種有41份, 同時攜帶成株基因和的有9份, 同時攜帶和的有4份(表2)。

3 討論

本研究結(jié)合表型基因推導(dǎo)、系譜分析和分子標記檢測多種方法, 對70份國外小麥進行苗期抗葉銹病分析, 18個已知葉銹基因、、、、、、、、、、、、、、、、和在70份待測材料中以單個基因或基因組合的方式存在。、、和無毒小種均對表現(xiàn)抗性, 因此, 當存在時,、、和不能被推導(dǎo)出來。同理和的無毒小種均對表現(xiàn)抗病, 當存在時,和也不能被推導(dǎo)出。

苗期鑒定推測小麥品種Neepapwa可能含有3個基因、、, 標記檢測中檢測出與相同的條帶, 但該品種對16個菌系都表現(xiàn)抗性,且田間發(fā)病表現(xiàn)為較低的嚴重度甚至近免疫, 故該品種中可能還含有未知抗病基因; 4個小麥品種Laura、Marberg、Karl、Georgia 100苗期推測其可能含有、、、、、、、等多個抗病基因, 這4個品種對其中18個菌系表現(xiàn)較高抗性, 且田間成株期也表現(xiàn)抗病, 標記檢測顯示Marberg和Karl含有基因, 但抗病基因已喪失抗性[20], 這4個品種中可能攜帶多個抗病基因共同抵抗小麥葉銹菌, 也可能含有未知抗葉銹病基因。

基因推導(dǎo)法是鑒定小麥品種抗葉銹病基因最經(jīng)典的方法, 它不通過雜交只根據(jù)侵染型來推導(dǎo)基因型, 且快速簡便, 能夠在短時間內(nèi)對大量品種進行鑒定, 但它易受小種鑒別力不足、遺傳背景或人為誤差等因素的影響。分子標記檢測方法快速、準確并且不受環(huán)境條件的限制, 但容易出現(xiàn)假陽性, 即擴增出非特異性條帶, 影響結(jié)果的準確性。本試驗聯(lián)合兩種方法加以鑒定, 它們能夠相互驗證, 說明了結(jié)果的可靠性。

系譜為HART/VA-66-54-10//KAVKAZ/PD-6693的小麥品種GR 876同時攜帶苗期基因和成株基因, 其親本KAVKAZ中攜帶抗病基因和[21], 說明GR 876中的2個已知基因和可能都來自親本KAVKAZ; 小麥品種Vista中檢測出含有, 其系譜為NE-68513/NE-68457// CENTURK/3/BRULE, 兩親本CENTURK和BRULE中都檢測出含有[21], 說明該品種中所含的基因可能來自這2個親本的其中之一, 同時也說明本實驗結(jié)果的準確性。和在田間已喪失抗性, 苗期僅對19個菌系中的3個或2個小種表現(xiàn)抗性, 對其他絕大多數(shù)小種則表現(xiàn)高度感病性, 表明這些基因在生產(chǎn)上已失去應(yīng)用價值。

、、和是非常重要的持久抗病基因, 當其單獨應(yīng)用時仍有一定程度的發(fā)病, 但與、或這些幾乎喪失抗性的基因共同存在時, 可明顯提高其自身的抗性, 抗病性一般都大于其單獨存在時的效果[22]。本試驗中39份引進品種在田間成株期表現(xiàn)較高水平的成株抗性, 表明這些引進材料含有豐富的抗病基因, 且部分材料表現(xiàn)慢銹性, 可能具有持久抗性。相對來說國內(nèi)品種含有的抗病基因相對單一, 田間多表現(xiàn)感病[9-10], 因此這些國外引進品種可作為抗源在抗病育種中加以利用。

本研究中還鑒定到一些材料苗期和成株期都表現(xiàn)高抗, 推測可能攜帶未知抗葉銹病基因, 需進一步利用遺傳學(xué)方法鑒定和定位。

4 結(jié)論

利用苗期基因推導(dǎo)結(jié)合系譜分析和分子標記檢測, 在70份國外小麥品種中共檢測出6個已知抗葉銹病基因, 即、、、、和。含有的有5個品種, 含有的品種有7個, 含有的有8個品種, 攜帶成株抗病基因的有16個品種, 攜帶成株抗病基因的品種有9個, 此外有53個品種攜帶。39份品種(占供試品種的55.71%)表現(xiàn)慢銹性, 這些材料可用于我國小麥持久抗病品種的培育。

附表 請見網(wǎng)絡(luò)版: 1) 本刊網(wǎng)站http://zwxb.china-crops.org/; 2) 中國知網(wǎng)http://www.cnki.net/; 3) 萬方數(shù)據(jù)http://c.wanfangdata.com.cn/Periodical-zuowxb. aspx。

附表1 70份引進小麥品種(系)系譜、來源

Supplementary table 1 The pedigree and origins of 70 introduced wheat variety (line)

--表示系譜未知。*表示品系。-- indicate pedigree unknow; * indicate lines.

附表2 分子標記的引物序列及PCR擴增程序

Supplementary table 2 Primer sequences and PCR amplification for different primer combinations

Lr基因Lr gene引物Primer引物序列Sequence of primer (5′→3′)退火溫度Annealing temp. (°C)片段大小Size (bp) Lr1WR003FGGGACAGAGACCTTGGTGGA65760 WR003RGAC GATGATGATTTGCTGCTGG Lr9J13/1TCCTTTTATTCCGCACGCCGG661100 J13/2CCACACTACCCCAAAGAGAG Lr10Lrk10D1GAAGCCCTTCGTCTCATCTG58282 Lrk10D2TTGATTCATTGCAGATGAGATCACG Lr19SCS265 FGGCGGATAAGCAGAGCAGAG65512 SCS265 RGGCGGATAAGTGGGTTATGG Lr19SCS253 FGCTGGTTCCACAAAGCAAA60736 SCS253 RGGCTGGTTCCTTAGATAGGTG Lr20STS638-LACAGCGATGAAGCAATGAAA60542 STS638-RGTCCAGTTGGTTGATGGAAT Lr24Lr24 J 9/1TCTAGTCTGTACATGGGGGC57310 Lr24 J 9/2TGGCACATGAACTCCATACG Lr26Glu-B3FGGTACCAACAACAACAACCC65636 Glu-B3RGTTGCTGCTGAGGTTGGTTC Lr26ω-secalin FACC TTCCTCATCTTTGTCCT651076 ω-secalin RCCGATGCCTATACCACTACT Lr34csLV34 FGTTGGTTAAGACTGGTGATGG58150 csLV34 RTGCTTGCTATTGCTGAATAGT Lr37VENTRIUPAGGGGCTACTGACCAAGGCT65259 LN2TGCAGCTACAGCAGTATGTACACAAAA Lr46csLV46G22FAGG GAAAAGACATCTTTTTTTTC58335 csLV46G22RCGACCGACTTCGGGTTC

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Seedling and slow rusting resistance to leaf rust in 70 introduced wheat lines

ZHENG Hui-Min1, WEN Xiao-Lei1,2, HAO Chen-Yang3, ZHANG Pei-Pei1, GEBREWAHID Takele Weldu1, YAN Xiao-Cui1, LIU Da-Qun1, ZHANG Xue-Yong3,*,and LI Zai-Feng1,*

1College of Plant Protection, Hebei Agricultural University / Biological Control Center of Plant Disease and Plant Pests of Hebei Province, Baoding 071000, Hebei, China;2Hebei Normal University of Science & Technology, Qinhuangdao 066000, Hebei, China;3Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China

Leaf rust is one of the most important wheat diseases which has a great influence on yield. Breeding cultivars for durable resistance can effectively and economically control the disease. In this study, seventy introduced wheat varieties, including susceptible control Zhengzhou 5389 and thirty-six donor lines, were inoculated with 19 Chinese pathotypes offor leaf rust resistance genes postulation at seedling stage, and to detect APR genes at adult plant stage during the 2016?2017 cropping seasons in Zhoukou of Henan province and Baoding of Hebei province. Zhengzhou 5389 and Saar lines as a susceptible and resistance control, respectively, and thirty-six tester lines with knowngenes were also used in the present study. Based on the results of gene postulation, marker-assisted detection and pedigree analysis, fifteengenes, including,,,,,,,,,,,,,,and, were identified among the tested cultivars. Wheat cultivars with the identified resistance genes in the present study can be used for breeding resistant cultivars of wheat leaf rust in China.

introduced wheat of abroad; leaf rust; identification of genes; slow-rusting resistance

本研究由國家自然科學(xué)基金項目(31571662, 31601299)和引進國際先進農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)項目(2016-X16)資助。

This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31571662, 31601299) and the Program of Introducing International Super Agricultural Science and Technology (948 Program) (2016-X16).

李在峰, E-mail: lzf7551@aliyun.com; 張學(xué)勇, E-mail: zhangxueyong@caas.cn

E-mail: 2458737090@qq.com

2019-01-07;

2019-05-12;

2019-06-19.

10.3724/SP.J.1006.2019.91003

URL: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.s.20190612.1040.006.html