分享

一作解读∣济麦44慢条锈抗性遗传解析

 洋溢九洲 2023-08-11 发布于河南
小麦条锈病是由条形柄锈菌引起的真菌病害,是危害小麦最为严重的病害之一。种植和培育具有持久抗病性的品种是控制条锈病危害的重要策略。慢锈性(slow rusting)是指在苗期及适于病害发生的环境条件下,寄主植物与病原物相互作用表现感病反应, 但相对感病对照病害发展速度相对较慢,表现出侵染率低、潜伏期长、产孢量少、孢子堆小等特点。这种抗性一般为非小种专化型和持久抗病,例如已知慢锈基因基因Yr18Yr29Yr30Yr46等已被证明具有持久抗病和广谱抗病特点。
济麦44是由山东省农业科学院作物研究所用济954072与济南17杂交后选育的绿色、强筋、高产小麦新品种。条锈病抗性鉴定结果表明,济麦44苗期对当前流行的各个生理小种均表现为高度感病,成株期对混合小种为高的反应型,但是相对感病对照具有较低的病害严重度和病害发展速率,而非免疫或坏死反应,即济麦44对小麦条锈病表现为典型的慢病性特征,是良好的成株期慢条锈病品种(图1)。
图片

1重组自交系群体及其亲本济麦44和济麦229的抗病性表型

为了明确济麦44的慢条锈抗性的遗传基础,本研究以济麦229/济麦44 F2:6重组自交系群体为研究材料,进行多年多点环境条件下的抗条锈病表型鉴定,同时利用Affymetrix Wheat55K SNP芯片基因型进行QTL分析,结果显示济麦44的抗病性主要由1BL6AL染色体上两个主效QTL位点的加性聚合控制(图2)。根据文献资料以及分子标记检测结果,1BL位点很可能为已知慢锈基因Lr46/Yr29/Sr58(图3),6AL位点定位在AQP标记AX-109373479AX-109563479之间3.5 cM区间范围,在该区间附近没有已知抗病基因被定位,因此该位点可能是一个新的抗条锈病基因,暂时将其命名为YrJ44(图4)。对比RIL群体中分别只含有YrJ44Yr29的家系表型,YrJ44相对于Yr29可以减少更多的病害严重度(disease severities, DS)(图5)。在1019份小麦品种(系)中,YrJ44的分子标记AX-109373479AX-109563479具有高的多态性并且与条锈病抗性显著关联(图6),说明这两个AQP标记可以应用于YrJ44分子标记辅助选择育种。
图片

2 济麦229/济麦44 RIL群体中定位到的抗条锈病QTL

图片

3 1B染色体上的主效QTL与已知抗条锈基因/QTL的相对关系

图片

4 6A染色体上的主效QTL与已知抗条锈基因/QTL的相对关系

图片

5 Yr29YrJ44的基因聚合与慢锈特征

图片

6 YrJ44的紧密连锁分子标记开发与验证

图片

研究结果以“Slow stripe rusting in Chinese wheat Jimai 44 conferred by Yr29 in combination with a major QTL on chromosome arm 6AL”为题发表在Theoretical and Applied Genetics杂志,西北农林科技大学博士后刘胜杰、硕士研究生刘丹和博士研究生张传量为共同第一作者,王长发副教授和吴建辉副教授以及山东省农业科学院作物研究所研究员曹新有为共同通讯作者。西北农林科技大学农学院韩德俊教授和李春莲副教授,植物保护学院康振生院士,旱区作物逆境生物学国家重点实验室袁凤萍博士,机械与电子工程学院苏宝峰教授,山东省农业科学院作物研究所赵振东院士、高欣研究员、刘秀坤实习研究员、刘建军研究员和李豪圣研究员,绵阳市农业科学研究所任勇研究员以及华中农业大学植物科学技术学院兰彩霞教授参与了本项研究。感谢悉尼大学植物育种研究所R.A. McIntosh教授在论文撰写过程中提供的帮助,感谢旱区作物逆境生物学国家重点实验室黄雪玲老师在AQP基因分型方面的帮助。该研究得到国家重点研发计划(2021YFD1401000和2021YFD1200600))、国家小麦产业技术体系(CARS-03-06)、山东省泰山产业领军人才计划(LJNY202006)和山东省自然科学基金(ZR2022MC155)等资助。

原文链接

https://link./article/10.1007/s00122-023-04420-z

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章