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2001年3月河南农业大学学报Mar.2001第35卷第1期Journai of Henan Agricuiturai UniversityVoi !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!.35No.1收稿日期：2000-07-19基金项目：河南省自然科学基金资助项目（004012100）作者简介：刘红彦（1964-），男，河南嵩县人，河南省农科院副研究员，博士，主要从事分子生物学研究.文章编号：1000-2340（2001）01-0026-06小麦抗白粉病基因的分子标记及标记辅助育种研究进展刘红彦，何文兰，杨共强，宋玉立（河南省农科院植物保护研究所，河南郑州450002）摘要：介绍了DNA 分子标记的主要种类及优缺点，综述了该项技术在小麦抗白粉病基因分子标记中的鉴定、基因定位、遗传图谱的构建，以及作为辅助选择手段在小麦抗白粉病育种中的应用进展.并分析了存在的问题及解决途径.关键词：小麦白粉病；抗病基因；分子标记；标记辅助育种中图分类号：S512.1文献标识码：AAdvances in research on molecular markers linked with genesfor resistance to powdery mildew and applicationto wheat marker-assisted breedingLIU Hong-yan ，HE Wen-ian ，YANG Gong-giang ，SONG Yu-ii（Institute of Piant Protection ，Henan Academy of Agricuiturai Sciences ，Zhengzhou 450002，China ）Abstract ：An introduction is given of the major DNA moiecuiar marker technigues and advances in appiication to theidentification of moiecuiar markers iinked with genes for resistance to powdery miidew in wheat ，gene iocation ，genetic map construction and wheat marker-assisted breeding for resistance to powdery miidew.The existing probiems and their soiutions are anaiyzed.Key words ：wheat powdery miidew ；resistance gene ；moiecuiar marker ；marker-assisted breeding由专性寄生菌Blumeria graminis f.sp.tritici 引起的小麦白粉病是世界性病害.该病害在我国的发生也很普遍，尤以黄淮麦区发生危害最重.长期以来，抗病品种的选育和推广应用是控制白粉病危害的基本措施，但由于抗病基因利用的单一化和病菌毒性变异快，导致推广品种的抗性不断被新的毒性基因所克服，因而合理布局抗病基因，特别是选育具有多个抗病基因组合的持久抗性品种，有效控制小麦白粉病的危害，已成为共识.常规育种导入抗病基因成功与否，多是通过人工接菌来鉴定，这对于导入单个抗病基因是很有效的，但存在鉴定周期长、受环境条件影响大、操作繁琐等缺点，特别是导入多个抗病基因时，由于受鉴别小种的限制和基因间的掩盖，不能准确鉴定导入的是哪一个抗病基因及抗病基因的数量，导致选择过程中抗病基因丢失，难以达到预定育种目标.90年代以来，DNA 分子标记技术的发展完善，为解决这一难题开辟了一条途径.DNA 分子标记具有多态性很高，数量极大，显性或共显性遗传，检测方便、快捷、准确等特点，因而在农作物抗病遗传和育种领域得到广泛的应用［1，2］.作者介绍了近10a 来DNA 分子标记技术在小麦抗白粉病基因分子标记鉴定、遗传作图及标记辅助育种等方面的研究进展.1小麦抗白粉病基因的DNA 分子标记种类在小麦抗白粉病基因分子标记研究中，常用的DNA 分子标记有RFLPs （Restriction Fragment Length Poiy-morphisms ，限制性片段长度多态性）、RAPDs（Random Ampiified Poiymorphic DNAs ，随机扩增多态性DNA ）、第1期刘红彦等：小麦抗白粉病基因的分子标记及标记辅助育种研究进展27AFLPs（Ampiified Fragment Length Poiymorphisms，扩增片段长度多态性）、SSR（Simpie Seguence Repeats，简单序分离群体、双单倍体列重复）等.鉴定标记所用的材料为近等基因系［3］（Near-isogenic iines，NIL）和由F2（Doubie hapioid，DH）或重组近交系（Recombinant reiated inbred iines，RIL）构建的DNA抗感池［4］.1.1RFLP标记RFLP技术是利用限制性内切酶，酶切不同生物个体基因组DNA，琼脂糖电泳后，转膜、变性处理，然后用一组放射性同位素（通常是32P）或非放射性物质（如地高辛、生物素等）标记的探针（常用随机的基因组克隆或cDNA克隆作探针）进行分子杂交，再通过放射自显影（或非同位素技术）观察酶切片段长度的差异.HARTL等最早于1993年以NIL为材料，用RFLP技术找到了1个与小麦抗白粉病基因Pm3b紧密连锁的RFLP标记［5］，此后又有学者陆续找到与Pm1，Pm2，Pm3b，Pm4a，Pm5，Pm6，Pm12，Pm13和Pm18连锁的RFLP标记［6~12］，对这些基因进行了更精确的定位.有些RFLP标记可转化成PCR标记—STS（Seguence tag-ging site），便于应用.1.2RAPD标记RFLP因技术复杂，使用放射性同位素，其普及应用受到限制.近几年，RAPD技术因具有操作简单，周期短，自动化程度高，不用同位素等优点，而得到广泛应用.该技术是采用一套随机核苷酸序列（通常为10个碱基）为引物，扩增基因组DNA，产生随机长度的DNA片断，获得的一种DNA标记，即RAPD标记［13］.该标记可经克隆测序、设计特异引物，转化为SCAR（Seguenced Characterized Ampiified Regions）标记.HARTL等利用F分离群体构建的DNA池进行RAPD分析，鉴定到1个与Trigo BR34中的未知抗白粉病基因连锁距2离为13cM的RAPD标记［8］.随后其他学者又鉴定出与Pm1，Pm2，Pm4a，Pm21和Pm25连锁的RAPD标记［14~19］.其中与Pm1和Pm21连锁的标记已转化为SCAR标记［14，18］.1.3AFLP标记AFLPs是荷兰科学家ZABEAU等1993年发明的一种DNA分子标记新技术，其基本原理是选择性扩增基因组DNA的限制性酶切片段，其方法是用限制性内切酶酶切基因组DNA，将特定的接头（adapter）与酶切的DNA片段连接，形成带接头的特异片段，通过接头序列和PCR引物的识别，特异性片段得到扩增，最后通过PAGE观察酶切片段的多态性［20］.可见AFLP实际上是一种RFLP和RAPD相结合的技术，既有RFLPs的可靠性，也有RAPDs的灵敏性.它的最大优点是多态性丰富，重复性好，通过变性PAGE可检测到的谱带多达50~100条，是一种十分理想和有效的遗传标记，能用于构建高清晰度的遗传图谱［21］.缺点是成本高，通常需要用同位素检测，也可以经硝酸银染色观察多态性.HARTL等利用AFLP技术对Rm4b进行分子作图，6个AFLP标记在染色体上的覆盖范围小于13cM［22］.1.4SSR标记SSR是基因组重复序列中的一种类型，又称微卫星DNA（Microsateiiite DNA）.重复单位很短，只有1~5bp，总长度为几十个bp，分布于整个基因组的不同位置上［23，24］.微卫星DNA两端的序列一般是相对保守的单拷贝序列，据此可通过设计特异引物进行SSR-PCR扩增来揭示微卫星DNA的多态性.其特点是多态性强，随机均匀地分布于整个基因组，可通过PCR快速检测分析，引物序列公开发表后，便能广泛交流使用.2DNA分子标记的应用2.1小麦抗白粉病基因分子标记的鉴定、基因定位和遗传图谱的构建截止目前，在已报道的37个小麦抗白粉病基因中［8，25，26，27］，有16个基因位点鉴定出不同类型的DNA 分子标记，并进行了分子作图.例如，用6个AFLP标记构建了含有Pm4b的部分连锁图［22］.利用RFLP标记，将Pm12定位于易位染色体6BS-6SS.6SL的短臂上，并构建了部分遗传图谱［11］.但尚有21个基因没有标记（见表1）.在进行分子标记鉴定、基因定位和遗传作图时，可以2种以上技术结合使用.KELLER等利用176个RFLP探针和9个小麦微卫星标记构建了包含23个连锁群（2469cM）、182个位点的遗传图谱，通过复合区间作图，检测到控制成株期白粉病抗性的18个OTL（guantitative trait ioci），解释77%的表型变异.2个主效OTL中，1个OTL来自Forno，位于7B上，认为代表已知的Pm5基因，另1个位于5A，来自斯卑尔脱小麦Oberkuimer，不同于任何已知Pm基因［25］.28河南农业大学学报第35卷表l小麦抗白粉病基因及与其连锁的分子标记基因名称位点来源代表品种标记名称连锁距离/cM参考文献Pmla7AL普通小麦Axminster Xcdo3470［6］Xwhsl78 2.812.7［8］UBC3204200［l4］UBC638550!SCAR5500［l4］OPFl2650 5.41l.9［l4］Pmlb7A栽培—粒小麦MocziatkaPmlc7A栽培—粒小麦MlNPmld7A斯卑尔脱小麦TRI2258Pm25DS普通小麦Maris Huntsman Xbcdl87l 3.5［6］Xwhs295 2.712.6［8］Xwhs350［8］Xfba393［7］OPI04l700l2.213.3［l5］Pm3a lAS普通小麦Asosan Xbcdl434［6］Xwhsl79［5］Pm3b lA普通小麦Chui Xbcdl434l.3［6］Xwhsl79 3.31l.9［5］Pm3c lA普通小麦SonoraPm3d lA普通小麦KoiibriPm3e lA普通小麦Wl50Pm3f lA普通小麦Michigan Amber/8"CcPm4a2AL栽培二粒小麦Khapii/8"Cc Xbcdl23l-2A（2）!STS l7000［6］［28］Xcdo678-2A0［6］Xbcdl23l-2A（l）l.5［6］Xbcd292-2A l.5［6］Pm4b2AL波斯小麦Amarda Sl6Ml2/3l5［22］Sl6Ml5/l59Sl5M23/200S2lM23/323Sl9M23/l33Sl7M20/l33Pm57BL栽培二粒小麦Hope Xgik750［9］Xpsr547Xpsrl29OTL7BL Forno Xgik7500.7［25］Xgwmllla 3.7Xpsr547 5.4Xpsrl29ll.4Pm62B提莫菲维小麦Timaien Xbcdl35ecoR!9kb l.61l.5［l0］Xbcd307ecoR"8.8kb l.61l.5［l0］Xbcd266ecoR!l8kb 4.812.6［l0］Pm74BS黑麦TransecPm8lB黑麦KavkazPm97AL普通小麦NormandiePml0lD普通小麦Norin4Pmll6BS普通小麦中国春Pml26BS拟斯卑尔脱山羊草Line3l Xpsr55l，Xpsrl0，［ll］Xpsrl06，Nor2，Xpsrl4l，Xpsrll3Pml33D高大山羊草RlA Xutvl4［l2］Pml46B普通小麦AkabozuPml57DS普通小麦Norin4Pml64A野生二粒小麦Norman iinesPml7lA黑麦AmigoPml8普通小麦Weihenstephan MlN Xwhsl78 4.413.6［8］第1期刘红彦等：小麦抗白粉病基因的分子标记及标记辅助育种研究进展29续表1小麦抗白粉病基因及与其连锁的分子标记基因名称位点来源代表品种标记名称连锁距离/cM参考文献Pm普通小麦Trigo BR34OPH11190013Pm197D方穗山羊草Syntheticxx186Pm206BL黑麦KS93WGRC28Pm217AS簇毛麦扬麦5/sub.6V OPH1719000［17］OPH171400!SCAR12650［18］SCAR1400Pm221D普通小麦VirestPm235A普通小麦Line81-7241Pm246D普通小麦ChiyacaoPm251A栽培一粒小麦NC96BGTA5OPAG0495017.214.48［19］OPX06105012.813.96［19］OPAI1460021.614.88［19］OTL5A Oberkuimer Xpsr644a 1.1［25］APR（成株期抗性）普通小麦Massey Xwms304Xwms294Xwg996Xksu D2217.912.39.27.7［27］注：APR的连锁距离用重组率（%）表示.!"!抗白粉病基因的分子检测和标记辅助育种分子标记用于抗病基因检测，不受环境、生长季节限制，周期短.在育种过程中，用作辅助选择手段，可以提高选择的准确性，缩小育种群体，结合加代技术，能大大缩短育种年限，提高育种效率.刘金元等利用国外筛选到的与抗白粉病基因Pm2及Pm4a紧密连锁的RFLP标记，分析国内育成的小麦抗白粉病材料，发现即使在不同的遗传背景下，这些RFLP标记仍可用于对Pm2及Pm4a的鉴定［29］.RFLP标记的突出优点是重复性好，稳定可靠，但技术复杂，成本高，使用同位素，在小麦育种实践中要检测大量群体，这是不现实的，需要转化为方便易用的STS标记.RAPD标记虽检测方便，但稳定性差，所以应通过克隆测序转化为SCAR标记，以提高检测的稳定性和实用性.Mohier等转化成的STS标记，检测Pm2的有无［30］.刘金元等将Pm4a的共分离RFLP标记Xbcd1231-2A转化为STS标记，在11个已知含有Pm4a基因的小材料中均扩增出此标记，而在不含有Pm4a的小麦材料中未扩增出此标记，初步认为该标记可用于Pm4a基因的跟踪检测［28］.Pm21来自簇毛麦的抗白粉病基因，抗目前已知所有生理小种，具有重要的应用价值，刘志勇等将与其连锁的RAPD标记OPH171400转化为SCAR1265和SCAR1400，用于“滚动式加代回交转育”中Pm21的检测，现已获得许多具有不同遗传背景、农艺性状优良的抗白粉病品系［18］.利用不同基因的分子标记，已成功地将Pm2+Pm4a，Pm2+Pm21和Pm4a+Pm21基因组合导入感病品种扬158［31］.河南是小麦种植大省，白粉病常年都有发生，而当前推广的品种绝大多数是感病品种，因此作者着手利用现有的分子标记，开展标记辅助育种工作，将Pm2，Pm4a，Pm21等抗病基因导入豫麦13、豫麦18和豫麦49等感病品种，争取在短期内选育出高产抗病品种.#存在的问题及解决途径1）目前鉴定到的标记大多数为RFLP标记，实用性差，应尽快将连锁程度高的RFLP标记，转化为STS 标记，便于在小麦抗病育种实践中应用.2）标记数量少，完全连锁的标记少，互斥相标记少，影响基因检测的准确性.因此应增加紧密连锁标记的数量，特别是互斥相标记和共显性标记.同时采用多个标记，才能准确检测基因，提高间接选择效率.3）已完成的分子标记鉴定工作主要集中在Pm2，Pm4a，Pm6和Pm21等几个抗性比较好的基因上，其它抗性好的基因如Pm16，Pm17，Pm20和Pm24等尚没有标记，而且忽视了对一些小种已丧失抗性的基因，如Pm3，Pm5，Pm7，Pm8，Pm9等.这些抗性差的基因虽无法单独利用，但可以与其它抗性较好的基因组合使用，拓宽抗性谱，这种基因组合在其它作物上已有成功的例子.在检测这些基因时，分子标记将起重要作30河南农业大学学报第35卷用.所以，从多基因布局和综合利用角度考虑，抗性差的基因，仍需要鉴定其分子标记.综上所述，完成所有小麦抗白粉病基因分子标记的鉴定，构建具有众多完全连锁的、不同连锁相的及共显性的分子标记体系，对于大量品种资源系统开展抗白粉病基因的分子检测，及通过分子标记辅助选择手段选育持久抗病品种，实现小麦白粉病的长期有效控制及小麦生产的可持续发展，具有长远、重要的经济意义.参考文献：［1］GLICK B R，THOMPSON J E.Methods in piant moiecuiar bioiogy and biotechnoiogy［M］.CRC Press Inc Boca Raton，1993.［2］KAWCHUK L M，HACHEY J，LYNCH D R.Deveiopment of seguence characterized DNA markers iinked to a dominant verticiiiium wiit resistance gene in tomato［J］.Genome，1998，41：91-95.［3］YOUNG N D，ZAMIR D，GANAL M W，et e of isogenic iines and simuitaneous probing to identify DNA markers tightiy iinked to Tm-2a gene in tomato［J］.Genetics，1988，120：579-585.［4］MICHELMORE R W，PARAN 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麦类作物学报 2011,31(5):819-823Jo urna l of T riticeae Cr ops小麦抗白粉病基因Pm4的分子标记辅助育种研究王竹林,王艺桦,刘联正,奚亚军,刘曙东(西北农林科技大学农学院,陕西杨凌712100)摘 要:P m4是我国目前有效的小麦抗白粉病基因之一,该基因对陕西关中当前流行的白粉病菌系关中4号表现高抗。
本研究利用与Pm4基因紧密连锁的ST S470分子标记对7个小麦品种间的6个杂交组合F3代单株进行分子标记检测并结合田间抗性鉴定筛选出抗病单株14个。
对由这14个单株衍生出的64个F5代品系进行分子检测和田间抗性鉴定,发现53个品系表现抗病,占总品系的82.81%,其中51个抗病品系可以检测到与Pm4基因紧密连锁的ST S470特异带,占总品系的79.69%。
本研究结果表明,ST S470是Pm4基因的可靠标记,可有效的用于分子标记辅助育种。
关键词:小麦;白粉病;抗病基因;Pm4;分子标记辅助选择中图分类号:S512.1;S435.121.4+6 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2011)05-0819-05Molecular Marker Assisted Selection for Powdery MildewResistance Gene Pm4in Wheat BreedingW ANG Zhu-lin,W ANG Yi-hua,LIU Lian-zheng,XI Ya-jun,LIU Shu-dong(College of Ag ron omy,Northw est A&F University,Yan gling,S haan xi712100,China)A bstract:Pm4,a high resistant gene to the prevalent race Guanzho ng4of pow de ry mildew pathogen, is one of the m ost effective wheat pow dery mildew resistant gene in China.M olecular ma rker assistant selection is no t limited by environm ent and cro pping season,its application in the breeding prog ram can improvement the accuracy of selectio n and breeding efficiency.In this study,14disease resistant F3plants from six crosses of seven pa rents w ere selected by both STS470marke r and field disease te st. Sixty four F3lines,derived from the14F3plants,w ere tested in the field and screened by m olecular marke r S TS470.Am ong the64lines,there w ere53lines(82.8%)showed hig h resistance to the pow-dery mildew,of w hich51line s(79.7%)w ith re sistant m olecular marker STS470.The results show ed that S TS470w as a reliable molecular marker fo r screening Pm4resistant gene and it could be effectiv ely used in w heat breeding.Key words:Wheat;Pow dery mildew;Resistance gene;Pm4;M arker assisted selection 小麦白粉病是由小麦白粉菌(B lumer ia gra-minis f.sp.tr itici)引起的真菌性病害,是我国小麦生产的主要病害之一,成灾频率高、流行范围广。
２００６届硕士学位毕业论文裹７责农７７５的白粉病抗性分离分析Ｔａｂｌｅ７ＳｅｇｒｅｇａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆＧｕｉ·ｎｏｎ９７７５ｆｏｒｐｏｗｄｅｒｙｍｉｌｄｅｗｒｅｓｉｓｔａｎｃｅＣＳＸ责农７７５０４８１３６１３３：１０．０６１＞０．７５Ｆ２分离群体ｃｓ，，贵农７”白交一代０４８１２４１０３：１０．１５７＞Ｏ＾５分离群体ＣＳ３／贵农７７５回交群体０４８４１３１１１：１０．０４２＞Ｏ．７５表８节燕２０００－１的白粉病抗性分离分析Ｔａｂｌｅ８Ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ∞面ｙ豳ｏｆＪｉｅ－ｙａｎ２０００－１ｆｏｒｐｏｗｄｅｒｙｍｉｌｄｅｗｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ据徐如宏等［５３１‘小麦抗病种质贵农７７５中抗白粉病基因的ＲＡＰＤ标记》报道，对贵农７７５、ＣＳ、相应Ｆ２分离群体的抗、感ＤＮＡ池以及节燕２０００－１、ＣＳ、相应分离群体的抗、感ＤＮＡ池作了Ｐｍ２１的ＳＣＡＲ标记鉴定．两对引物所得片段与确定含Ｐｍ２１的材料９２Ｒ１３７、６ＶＳ／６ＤＬ均完全一致，Ｐｍ２１Ｃ、Ｐｍ２１Ｄ的目的片段为１４００ｂｐ（图３），Ｐｍ２１Ｄ、Ｐｍ２１Ｅ的目的片段为１２６５ｂｐ（图４），可证明贵农７７５和节燕２０００－１含Ｐｍ２１显性抗白粉病基因·图３，膨圮、／ｈ２／０引物的Ｐ僳扩增一为ＤＬ２０００，Ｉ为中国春，２为９２Ｒ１３７，３为６Ｖ￥／６ＤＩ．，４为贵农７７５。
５为节燕２０００－１，Ｂ为节燕９８－７，７于映红小麦白粉病抗性遗传分析与分子标记筛选为中国春／责农７７５的Ｆｚ感池，８为中国春／贵农７７５的巳抗池，９为中国春／节燕２０００－－１的巳巷池，１０为中国春／节燕２０００－１的巳抗池，箭头示特异带Ｆｉｇ．３ＰＣＲｐｒｏｄｕｃｔｓｕｓｉｎｇｐｒｉｍｅｒｓＯｆＰｍ２１ＣａｎｄＰｍ２１ＤＭｉｓｔｈｅＤＮＡｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｍａｒｋｅｒ；ｌａｎｅ１ｉｓＣＳ：ｌａｎｅ２ｉｓ９＂２Ｒ１３７；ｌａｎｅ３ｉｓ６ＶＳ／６ＤＬ；ｌａｎｅ４ｉｓＣ＿ｍｉ·ｎｏｎｇ７７５；ｌａｎｅ５ｉｓＪｉｅ－ｙａｎ２０００－１；ｌａｎｅ６ｉｓＪｉｅ－ｙａｎ９８－７；ｌａｎｅ７ｊＩＣＳ／Ｃ，ｕｉ－ｎｏｎ９７７５ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅｐｏｏｌｏｆＦ２ｐｌａｎｔｓ；ｌａｎｅ８ｊＩＣＳ／ＣｍＪ－ｎｏｎｇ７７５ｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｏｏｌｏｆＦｚｐｌａｎｔｓ；ｌａｎｅ９ｊＩＣＳ／ＪＪｅ－ｙａａ２０００－ＩＳＵＬｓｃｅｐｆｉｂＩｃｐＯＯｌｏｆＦ２ｐｋ，，ｅｔｓ；Ｊａｎｅ］０ｉｓＣＳ／Ｊｌｅ－ｙａａ２０００－１ｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｏｏｌｏｔＦ２ｐｌａｎｔｓ；Ａ珏ｗｓｈｏｗｓｔｈｅｌ４００ｂｐｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃｂａｎｄ．圈４，昭，Ｄ、／］ｅ２ｉＥ引物的Ｐ豫扩增一为ＤＬ２０００，１为中国春，２为９２Ｒ１３７，３为６ＶＳ／ｅＤＬ，４为责农７７５，５为节燕２０００－１，６为节燕９８－７，７为中国春／责农７７５的Ｆ２感池．８为中国春／贵农７７５的Ｆｚ抗池，９为中国春／节燕２０００－１的＾露池，１０为中国春／节燕２０００－１的Ｆ２抗池，箭头示特异带Ｆｉｇ．４ＰＣＲｐｒｏｄｕｃｔｓｕｓｉｎｇｐｒｉｍｅｒｓｏｆＰ，ｎ２１ＤａｎｄＰｍ２１ＥＭｊｓｔｈｅＤＮＡｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｍａｒｋｅｒ，ｌａｎｅ１ｉｓＣＳ：ｌａｎｅ２ｉｓ９２Ｒ１３７：ｌａｎｅ３ｉｓ６ＶＳ／６ＤＬ；ｌａｎｅ４ｉ‘Ｇｕｉ—ｎｏｅｇ７７５；ｌａｎｅ５ｉｓＪｉｅ－ｙａｎ２０００－１；ｌａｎｅ６ｉｓＪｉｃ－ｙａｎ９８－７；ｌａｎｅ７ｉｓＣＳ／Ｃｍｉ－ａｏｎ９７７５ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅｐｏｏｌｏｆＦ２ｐｌａｎｔｓ；ｌａａｅ８ｉｓＣＳ／Ｇｅｉ－ｎｏｎ９７７５ｒｅｓｉｓｔａｎｔｐｏｏｌｏｆＦｚｐｌａｎｔｓ；ｌａｎｅ９ｉｓＣＳ／Ｊｉｅ－ｙａｎ２０（Ｘ）－ＩｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅｐｏｏｌｏｆＦ２ｐｌａｎｔｓ；ｉｎｅｅｌＯｉｓＣＳ／Ｊｉｅ－ｙａｎ２０００－１ｒｅｓｉｓｅａａｔｐｏｏｌｏｆＦ２ｐｌａｎｔｓ；．Ａｒｒｏｗｓｈｏｗｓｔｈｅｌ２６５ｂｐｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃｂａｎｄ．４．３节燕９８－７的白粉病抗性遗传分析为了研究节燕９８－７白粉病抗性遗传，用离体叶段培养法、单孢白粉菌接种技术，对ＣＳＸ节燕９８－７的Ｆ１、ＣＳ×节燕９８．７和２００８６Ｘ节燕９８－７的Ｆ２分离群体、ｃｓ０节燕９８－７自交一代的分离群体、多代回交群体材料进行了白粉病抗性鉴定。
收稿日期:2005-09-13基金项目:国家科技攻关计划(2004BA525803);河南省杰出人才创新基金(0321001500);河南省重大科技攻关计划(0422010900)资助作者简介:桑大军(1982-),男,江苏宿迁人,在读硕士,主要从事作物遗传育种理论和方法研究工作;许为钢为通讯作者。
河南省小麦品种白粉病抗性基因的分子鉴定及分子标记辅助育种桑大军1,2,许为钢1,2,胡 琳1,2,董海滨2,王根松2(1 南京农业大学农学院,江苏南京 210095;2 河南省农业科学院小麦所,河南郑州 450002)摘要:对河南省50年来大面积推广的30个小麦品种进行白粉病抗性鉴定,同时利用与Pm 2,Pm 4,Pm 8,Pm 13,Pm 21及Pm 24紧密连锁的PCR 标记对这些主推品种进行抗白粉病基因鉴定。
其中仅有3个品种抗白粉病,20世纪80年代以前的品种几乎没有上述抗白粉病基因,80年代以后利用Pm 8较多,Pm 2,Pm 4和Pm 24也得到了一定的应用,而Pm 13和Pm 21没有在这些品种中得到使用。
同时利用这些标记对2005年在河南省收获面积大于6 67万hm 2的14个品种进行鉴定。
采用回交育种及分子标记技术相结合将Pm 13,Pm 21,Pm 30和Pm 33等抗性基因导入了大面积生产应用的小麦品种郑麦9023之中,获得了抗白粉病的郑麦9023近等基因系,育成郑麦9023抗白粉病的多系品种。
采用杂交育种与分子标记技术相结合,育成郑麦835、郑麦863等白粉病抗性基因聚合的新品种和含有Pm 21的抗病品种郑麦883。
关键词:分子标记;白粉病;抗病基因中图分类号:S512 01 文献标识码:A 文章编号:1000-7091(2006)01-0086-06The Molecu lar Identification of Powerdery Mildew Resistance Genesin the Cultivars in Henan Province and Application ofMolecular Marker assisted Breed ingSANG Da jun 1,2,XU Wei gang 1,2,HU Lin 1,2,DONG Hai bin 2,WANG Gen song 2(1 C ollege of Agronomy,Nanjing Agriculture University,Nanjing 210095,C hina;2 Wheat Research Institute,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China)Abstract:The phenotype of thirty cultivars a gainst powdery mildew,those cultivars widely used in Henan province during the past fifty years,was evaluated Pm gene contained in these cultivars was identified by the PCR based markers tightly linked with Pm 2,Pm 4,Pm 8,Pm 13,Pm 21and Pm 24 Among these cultivars there were only three resistant a gainst powdery milde w Before 80s nearly none of these Pm genes were used After 80s Pm 8was widely used,with the limited use of Pm 2,Pm 4and Pm 24,while Pm 13and Pm 21did not e xist in these cultivars With the sa me markers above,the cultivars used more than 6 67 104ha during 2004-2005were also analyzed Back cross breeding combined with molecular marker selection was taken to transfer Pm genes such as Pm 13,Pm 21,Pm 30and Pm 33to Zheng 9023which is no w widely used Lines and NILs of Zheng 9023resistant against powdery milde w were obtained Combined hy brid breeding with molecular marker selection ,Zheng mai 835and Zheng mai 863,pyramids of different Pm genes,and Zheng mai 883containing Pm 21were bredKey words:Molec ular markers;Powdery mildew;Resistance genes 小麦白粉病是由真菌(Erysiphe graminisD C f sp Tritici )引起的病害。
小麦白粉病抗性基因的来源及染色体定位1 小麦白粉病的抗性基因的来源1930年澳大利亚学者Waterhouse首次报道小麦品种Thew携带一个显性抗白粉病基因，以后对小麦白粉病基因的抗性表现及遗传特点的研究有了较大的进展。
小麦白粉病抗性基因主要来自普通小麦本身及其近缘种属：来源于普通小麦的抗病基因包括 Pm1(a-c)、Pm3(a-j)、Pm5e、Pm9、Pm10、Pm11、Pm14、Pm15、Pm18（=Pm1c）、Pm22、Pm23、Pm24、Pm28、Pm29。
来源于小麦近缘种的抗病基因包括Pm1d（斯卑尔脱小麦, Triticum spelta），Pm5(a-d)（栽培二粒小麦, Triticum dicoccum S.），Pm4b（波斯小麦, T. carthlicum Nevski），Pm25（野生一粒小麦, Triticum boeoticum B oiss），Pm16、Pm26、Pm30、Pm31和Pm36（野生二粒小麦, Triticum dicoccoides Korn[3][4][5][6]），Pm6、Pm27和Pm37（提莫菲维小麦, T.timopheevii zhuk.），Pm38（硬粒小麦，Triticum durum Desf）。
来源于小麦近缘属的包括Pm7、Pm8、Pm17和Pm20（黑麦, Secale cereale），Pm12、Pm32（拟斯卑尔脱山羊草,Triticum speltoides），Pm13（高大山羊草, Ae. Iongissimum)，Pm21（簇毛麦，Dasypyrum villosum)，Pm33（小伞山羊草, Aegilops umbellulata），Pm2、Pm19、Pm34和Pm35（粗山羊草, Aegilops tauschii）。
其中，Pm10、Pm11、Pm14和Pm15只抗偃麦草专化型白粉病，而不抗小麦白粉病。
除已定名的Pm基因外，还发现了一些尚不明确的抗白粉病基因，如Bennet（1984）发现Mld来自硬粒小麦（Triticum durum Desf）。
小麦抗白粉病种质遗传背景鉴定及分子标记辅助选择研究的开题报告一、研究背景和意义白粉病是小麦生产中一种重要的病害，能严重影响小麦的产量和品质。
目前，防治白粉病的主要手段仍然是化学农药，但其不仅存在安全隐患，而且容易导致农业环境的污染。
因此，寻找有效的抗白粉病小麦种质资源并培育抗病品种成为了小麦育种的重要方向。
然而，小麦抗白粉病的遗传机制及其种质资源的鉴定需要在分子水平上进行深入研究。
目前，使用分子标记辅助选择在小麦育种中已经被广泛应用，因为它能够有效的辅助选择优秀的遗传类型和快速筛选出具有特定抗病性状的种质资源。
因此，本课题将通过分子标记技术对小麦抗白粉病种质资源进行鉴定，并筛选出抗病性状良好的种质资源，为小麦育种提供理论依据和技术支持。
二、研究内容和方法1、小麦抗白粉病种质资源的鉴定通过实验室的环境模拟和实地的测试方法，对不同的小麦品种进行白粉病的感染比较，筛选出具有高抗性的种质资源。
2、分子标记筛选方法的优化优化RAPD、SSR等分子标记技术的试剂和实验条件，提高筛选效率和准确性。
3、分析抗病种质遗传背景通过分子标记和遗传杂交分析，分析不同抗白粉病小麦品种之间的遗传关系和基因型差异，探究其抗病机制。
4、分子标记辅助选择将筛选出的种质资源进行分子标记分析并与抗病相关分子标记进行关联分析，从中选择出具有高度抗性的优良小麦品种。
三、预期成果1、筛选出具有高度抗性的小麦种质资源。
2、分析小麦抗白粉病遗传机制，探究抗病机理。
3、优化分子标记筛选方法，提高筛选效率和准确性。
4、开发出一系列抗白粉病小麦品种，为小麦育种提供重要的理论和实践依据。
四、研究展望本研究通过分子标记技术对小麦抗白粉病种质资源进行鉴定和筛选，并解析了其遗传机制，为小麦育种提供了新的思路和技术手段。
未来，该研究可以进一步探究小麦抗病性状的其他遗传机制和分子标记筛选方法，同时也可以结合转基因技术，培育更加抗病的小麦品种。
分子标记辅助小麦抗白粉病基因Pm21和Pm13聚合育种的报
告，600字
本报告根据分子标记辅助小麦抗白粉病基因Pm21和Pm13聚
合育种研究，分析并总结了相关情况。
小麦是一种重要的农作物，能够满足人类对粮食的大量需求。
然而，由于白粉病的存在，小麦的生长和发育受到了严重的影响。
为了对抗白粉病，科学家采用分子标记辅助育种的方法来改良小麦种质，以期获得更加抗病性强、品质好的新品种。
在本次研究中，我们主要研究了小麦抗白粉病基因Pm21和
Pm13的表达。
Pm21和Pm13是一类小麦抗病基因，能够帮助
小麦对抗白粉病。
我们对来自不同地区的小麦抗病性进行了分子标记。
经过分子标记，我们发现了Pm21和Pm13两个基因
的表达水平可以帮助识别出具有高抗白粉病的植株。
随后我们通过聚合育种获得了高抗白粉病表型的小麦新品种。
分子标记辅助育种技术使我们能够有效地将具有高抗病性品种进行聚合育种，以获得更加抗病性强、品质好的小麦。
本次研究总结，分子标记辅助小麦抗白粉病基因Pm21和
Pm13聚合育种是一种有效的抗病策略。
该策略不仅能够有效
地检测小麦抗病基因，还能有效的提高小麦的抗性，获得更加抗病性强、品质好的小麦新品种。
未来，我们将继续采用分子标记辅助育种技术来改良小麦种质，以解决白粉病带来的影响，并研发出更加抗病性强、品质好的小麦新品种。
