基本信息
- 项目名称：
- 18个小麦品种（系）抗叶锈基因分析
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品选用16个我国流行的小麦叶锈菌菌系对18个小麦品种进行抗叶锈性基因的推导，并通过分子手段鉴定出18个候选小麦品种中可能含有的抗叶锈病基因（包括Lr1、Lr26、Lr28、Lr37、Lr42、Lr24、Lr38）。研究为今后品种的推广和使用提供依据。
- 详细介绍：
- 本作品选用16个小麦叶锈菌菌系对18个小麦品种进行抗叶锈性基因的推导，并通过分子手段鉴定18个候选小麦品种中可能含有的抗叶锈病基因。结果表明， s98351-2-2-2-1和96104-1-5-1c2中含有Lr28；9629-03A-4-1-1中含有Lr37；919-20-2c2和冬小麦免中438含有Lr42、Lr26；97167-1-2-1-1-2-1、9589、9916-8-6、9916-8-18、cp20-30-1-5-218含有Lr26；00-55-3-1-1中含有Lr1；1R13含有Lr24、Lr37、Lr38；1R17含有Lr24、Lr38；1R35中含有Lr10、Lr34；新克旱9号和orofen含有Lr34；兴义4号含有Lr26和Lr37。研究结果为今后品种的推广和使用提供依据，具有重要的应用价值。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品撰写的目的在于阐述我国18个小麦品种（系）经16个我国流行的小麦叶锈菌菌系作用后，通过基因的推导和抗叶锈基因分子标记鉴定手段，鉴定出18个小麦品种（系）中可能含有的抗叶锈病基因，旨在为今后品种的推广、抗病育种，丰富抗病资源库提供依据，为小麦抗叶锈性研究及小麦叶锈病的持续控制构建平台。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品选用16个具有鉴别能力的主要流行叶锈菌菌株，利用基因推导和分子标记技术对我国18个小麦品种（包括核心种质，后备材料等）进行苗期及成株期抗叶锈病鉴定，鉴定结果更准确，而且首次发现我国小麦品种含有Lr28基因。明确这些品种的抗叶锈病性及包含的抗叶锈病基因情况，为合理布局小麦品种、提高种质库的整体水平、为抗病育种提供重要的依据。
应用价值和现实意义
- 培育和利用抗病品种是病害综合防治中最经济有效的关键技术。加强小麦品种及其遗传资源的抗病性研究，对病害的持续控制、确保小麦安全生产至关重要。本作品研究的18个小麦品种既有育种资源、后备品种还有中间材料，研究明确了含有的优秀抗叶锈基因Lr28、Lr37、Lr42、Lr24、Lr38。结果对于抗源的有效利用、品种的推广及选育提供理论支撑和依据。对于该病害的持续控制具有重要的作用。
学术论文摘要
- 本研究选用16个小麦叶锈菌菌系对18个小麦品种进行抗叶锈性基因的推导，并通过分子手段鉴定18个候选小麦品种中可能含有的抗叶锈病基因，旨在明确这些材料的抗叶锈性和含有的抗叶锈基因，为今后品种的推广和使用提供依据。结果表明， s98351-2-2-2-1和96104-1-5-1c2中含有Lr28；9629-03A-4-1-1中含有Lr37；919-20-2c2和冬小麦免中438含有Lr42、Lr26；97167-1-2-1-1-2-1、9589、9916-8-6、9916-8-18、cp20-30-1-5-218含有Lr26；00-55-3-1-1中含有Lr1；1R13含有Lr24、Lr37、Lr38；1R17含有Lr24、Lr38；1R35中含有Lr10、Lr34；新克旱9号和orofen含有Lr34；兴义4号含有Lr26和Lr37。
获奖情况
- 1、2011年，本作品内容已经撰写成科技论文，并被作物学报录用，目前正处于主编审查阶段。
鉴定结果
- 该作品创作中，方法先进，研究结果首次揭示了我国小麦品种、使用的育种材料含有的抗叶锈基因，对于其推广、品种培育，持续控制小麦叶锈病具有重要意义。
参考文献
- 1、基因推导与分子标记技术相结合，提高了鉴定结果的准确性； 2、作物学报录用文章的通知； 3、Dubin H J, Johnson. Postulated genes for resistance to strip rust in selected CIMMYT and related wheats. Plant Dis, 1989, 73: 472-475 4、Singh R, Datta D, Priyamvada, Singh S, Tiwari R. Marker-assisted selection for leaf rust resistance genes Lr19 and Lr24 in wheat (Triticum aestivum L.). J Appl Genet, 2004, 45(4): 399-403 5、YANG Wen-Xiong(杨文雄), YANG Fang-Ping(杨芳萍), LIANG Dan(梁丹), HE Zhong-Hu2(何中虎), SHANG Xun-Wu(尚勋武), XIA Xian-Chun(夏先春). Molecular characterization of slow-rusting genes Lr34/Yr18 in Chinese wheat cultivars. Acta Agron Sin(作物学报), 2008, 34(7): 1109−1113 ( in Chinese with English abstract)
同类课题研究水平概述
- 抗病品种的利用是小麦叶锈病防治最安全、经济、有效地方法。全面了解品种、育种资源、中间材料的抗叶锈性对于品种的培育、推广与布局和抗叶锈资源的合理利用具有重要一。因此抗病基因的鉴定与分析是病害控制的一项重要任务。 确定小麦品种的抗叶锈性和抗叶锈基因的方法很多，其中最常用的方法包括基因推导、分子辅助筛选鉴定和常规杂交法等。基因推导基于Flor的基因对基因学说，1972年Browder提出了初步的抗病基因推导方法，随后又不断补充完善这一推导方法]。在我国，陈万权、杨文香、原宗英、袁军海等应用基因推导的方法对我国前些年部分地区种植的小麦品种或外来品种进行了抗叶锈基因推导，为品种的合理布局奠定了基础。分子标记辅助选择（Molecular-assisted-selection，简称MAS）是通过分子标记技术与常规基因鉴定方法相结合，利用与抗病基因紧密连锁的分子标记可以有效追踪抗性基因。各国研究人员在小麦叶锈病抗病基因的分子标记方面开展了大量工作，并不断地开发可用于分子辅助鉴定的分子标记，目前已经获得20余个用于抗病基因分子鉴定和分子辅助育种的标记。常规杂交法即根据Mendel-Morgan遗传学的原理，将抗源与感病材料杂交，通过鉴定F1代的表型、F2代群体的分离比例来初步推断抗性基因的显隐性、基因数目和互作方式等。目前，国际上很多国家均开展了小麦抗叶锈资源、品种抗叶锈基因的鉴定与评价研究。已经发现100余个小麦抗叶锈基因。其中已经定位的叶锈基因已经够达到67个。而且每年国际组织CIMMTY、美国、澳大利亚、印度、德国、俄罗斯、巴基斯坦等国家均对资源库、新培育的小麦品种进行抗叶锈性的分析与鉴定。 我国资源丰富，每年都有很多的小麦品种通过审定，对着这些资源与品种的抗叶锈基因的定位于鉴定还处于初始阶段。我国的代表性的研究一般在2000年以后，因此对于育种资源中的抗叶锈基因信息了解不足，对于培育的小麦品种中的抗叶锈基因的情况了解甚少。有待于对相应的这些资源和新品种进行抗叶锈基因的鉴定。 研究测试的18个小麦材料中含有核心种质、美国引进抗原、后备小麦品种和品系材料。对于这些品种的抗叶锈性及抗叶锈基因有待于进一步明确。本研究采用基因推导与分子辅助鉴定相结合、苗期鉴定与成株期鉴定相结合的方法，明确这些品种的抗叶锈性，为品种的推广使用及合理布局提供依据。
