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在中国,小麦叶锈病(wheat leaf rust)是主要的小麦病害之一,环境条件适宜的情况下,发病严重,可造成40%甚至更大的产量损失。目前,筛选和培育抗病品种是防治小麦叶锈病最为经济、安全、有效的方法。本研究对24份优质小麦品种(河北省18份+东北地区6份)、河北省44个推荐节水抗旱小麦品种和51个生产小麦品种、东北地区78个小麦品种共197个小麦品种(系),通过抗叶锈性鉴定、基因推导和分子标记检测等方法,明确其抗叶锈水平及其抗叶锈基因组成,为抗病育种、推广抗病品种和合理布局品种提供依据。
本研究以197个小麦品种(系)为材料,使用流行小种(THTT、PHTT、THKT、THJT、THTS)混合菌接种进行抗叶锈性鉴定,苗期鉴定结果显示,总体抗病比例为40.10%,其中,35个品种表现为近免疫(IT;),占供试品种的17.77%,44个品种表现为高抗(IT1),占供试品种的22.34%,118个品种表现为感病(IT3或4),占供试品种的59.90%在24份优质小麦品种中,s11鉴106表现为近免疫,10个品种表现为高抗,13个品种表现为高感,抗病品种占45.83%;河北省44份节水抗旱小麦品种中,3个品种表现为近免疫,9个品种表现为高抗,32个品种表现为高感,抗病品种占27.27%;河北省51份生产小麦品种中:5个品种表现为近免疫,12个品种表现为高抗,34个品种表现为高感,抗病品种占33.33%;78份东北小麦品种(系)中:26个品种表现为近免疫,13个品种表现为高抗,39个品种表现为高感,抗病品种占50.00%。
197个小麦品种(系)成株期抗叶锈性鉴定表明,12个品种表现为近免疫(NIM),64个品种表现为高抗(HR),14个品种表现为中抗(MR),27个品种表现为慢锈性(SR),抗病品种占试验总品种的59.39%,抗病比例大于苗期。70个品种表现为中感(MS),10个品种表现为高感(S),感病品种占试验总品种的40.61%,抗病比例大于苗期。在24个优质麦品种中,s11鉴40表现为近免疫,10个品种表现为高抗,3个品种表现为中抗,冀师02-1表现为慢锈性;抗病品种约占62.50%;9个品种表现为中感,抗病比例较苗期有所提高。在44个节水抗旱小麦品种中,10个品种表现为高抗,6个品种表现为中抗,7个品种表现为慢锈性,抗病品种约占52.27%;16个品种表现为中感,5个品种表现为高感。在51个河北省常规小麦品种中,11个品种表现为高抗,5个品种表现为中抗,7个品种表现为慢锈性,抗病品种约占45.10%;24个品种表现为中感,4个品种表现为高感。在78个东北地区小麦品种(系)中,11个品种表现为近免疫,33个品种表现为高抗,12个品种表现为慢锈性,抗病品种约占71.79%;21个品种表现为中感,1个品种表现为高感。
197个供试小麦材料在苗期接种12个不同毒力的叶锈菌生理小种进行基因推导,共推导出Lr1、Lr3、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr17、Lr18、Lr20、r21、r36、Lr44和Lr45共12个抗叶锈基因。24份优质小麦品种中推导出Lr1、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr17、Lr18、Lr20和Lr21共8个抗叶锈基因;在河北省44份节水抗旱小麦品种中共推导出Lr1、Lr3、Lr10、Lr11、Lr17、Lr20和Lr44共7个抗叶锈基因;在河北省51份生产小麦品种中推导出Lr1、Lr3、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr17、Lr20、Lr36、Lr44和Lr45共10个抗叶锈基因;在78份东北小麦品种(系)中共推导出Lr1、Lr3、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr17、Lr36和Lr44共8个抗叶锈基因。
利用与16个抗叶锈基因Lr1、Lr9、Lr10、Lr14a、Lr19、Lr20、Lr21、Lr24、Lr26、Lr28、Lr29、Lr34、Lr35、Lr37、Lr38和Lr45紧密连锁的20对引物,在197个小麦品种(系、)中检测出Lr1、Lr10、Lr14a、Lr20、Lr21、Lr26、Lr28、Lr34、Lr37、Lr38和Lr45共11个抗叶锈基因。24份优质小麦品种中检测出Lr1、Lr10、Lr14a、Lr20、Lr21、Lr26、Lr28、Lr34、Lr37和Lr45共10个抗叶锈基因;河北省44份节水抗旱小麦品种中检测出Lr1、Lr10、Lr14a、Lr20、Lr26、Lr28、Lr37、Lr38和Lr45共9个抗叶锈基因;河北省51份常规小麦品种中检测出Lr1、Lr14a、Lr20、Lr21、Lr26、Lr28、Lr37、Lr38和Lr45共9个抗叶锈基因;78份东北小麦品种中检测出Lr1、Lr10、Lr14a、Lr20、Lr21、Lr26、Lr34和Lr37共8个抗叶锈基因。
本研究以197个小麦品种(系)为材料,使用流行小种(THTT、PHTT、THKT、THJT、THTS)混合菌接种进行抗叶锈性鉴定,苗期鉴定结果显示,总体抗病比例为40.10%,其中,35个品种表现为近免疫(IT;),占供试品种的17.77%,44个品种表现为高抗(IT1),占供试品种的22.34%,118个品种表现为感病(IT3或4),占供试品种的59.90%在24份优质小麦品种中,s11鉴106表现为近免疫,10个品种表现为高抗,13个品种表现为高感,抗病品种占45.83%;河北省44份节水抗旱小麦品种中,3个品种表现为近免疫,9个品种表现为高抗,32个品种表现为高感,抗病品种占27.27%;河北省51份生产小麦品种中:5个品种表现为近免疫,12个品种表现为高抗,34个品种表现为高感,抗病品种占33.33%;78份东北小麦品种(系)中:26个品种表现为近免疫,13个品种表现为高抗,39个品种表现为高感,抗病品种占50.00%。
197个小麦品种(系)成株期抗叶锈性鉴定表明,12个品种表现为近免疫(NIM),64个品种表现为高抗(HR),14个品种表现为中抗(MR),27个品种表现为慢锈性(SR),抗病品种占试验总品种的59.39%,抗病比例大于苗期。70个品种表现为中感(MS),10个品种表现为高感(S),感病品种占试验总品种的40.61%,抗病比例大于苗期。在24个优质麦品种中,s11鉴40表现为近免疫,10个品种表现为高抗,3个品种表现为中抗,冀师02-1表现为慢锈性;抗病品种约占62.50%;9个品种表现为中感,抗病比例较苗期有所提高。在44个节水抗旱小麦品种中,10个品种表现为高抗,6个品种表现为中抗,7个品种表现为慢锈性,抗病品种约占52.27%;16个品种表现为中感,5个品种表现为高感。在51个河北省常规小麦品种中,11个品种表现为高抗,5个品种表现为中抗,7个品种表现为慢锈性,抗病品种约占45.10%;24个品种表现为中感,4个品种表现为高感。在78个东北地区小麦品种(系)中,11个品种表现为近免疫,33个品种表现为高抗,12个品种表现为慢锈性,抗病品种约占71.79%;21个品种表现为中感,1个品种表现为高感。
197个供试小麦材料在苗期接种12个不同毒力的叶锈菌生理小种进行基因推导,共推导出Lr1、Lr3、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr17、Lr18、Lr20、r21、r36、Lr44和Lr45共12个抗叶锈基因。24份优质小麦品种中推导出Lr1、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr17、Lr18、Lr20和Lr21共8个抗叶锈基因;在河北省44份节水抗旱小麦品种中共推导出Lr1、Lr3、Lr10、Lr11、Lr17、Lr20和Lr44共7个抗叶锈基因;在河北省51份生产小麦品种中推导出Lr1、Lr3、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr17、Lr20、Lr36、Lr44和Lr45共10个抗叶锈基因;在78份东北小麦品种(系)中共推导出Lr1、Lr3、Lr3bg、Lr10、Lr11、Lr17、Lr36和Lr44共8个抗叶锈基因。
利用与16个抗叶锈基因Lr1、Lr9、Lr10、Lr14a、Lr19、Lr20、Lr21、Lr24、Lr26、Lr28、Lr29、Lr34、Lr35、Lr37、Lr38和Lr45紧密连锁的20对引物,在197个小麦品种(系、)中检测出Lr1、Lr10、Lr14a、Lr20、Lr21、Lr26、Lr28、Lr34、Lr37、Lr38和Lr45共11个抗叶锈基因。24份优质小麦品种中检测出Lr1、Lr10、Lr14a、Lr20、Lr21、Lr26、Lr28、Lr34、Lr37和Lr45共10个抗叶锈基因;河北省44份节水抗旱小麦品种中检测出Lr1、Lr10、Lr14a、Lr20、Lr26、Lr28、Lr37、Lr38和Lr45共9个抗叶锈基因;河北省51份常规小麦品种中检测出Lr1、Lr14a、Lr20、Lr21、Lr26、Lr28、Lr37、Lr38和Lr45共9个抗叶锈基因;78份东北小麦品种中检测出Lr1、Lr10、Lr14a、Lr20、Lr21、Lr26、Lr34和Lr37共8个抗叶锈基因。