小麥條銹菌中國(guó)鑒別寄主阿夫的抗條銹病基因單體分析

馬蕾蕾　王瑞義　吳玉星　藺瑞明　徐世昌

摘要應(yīng)用單體分析技術(shù)，用2El6單孢菌系對(duì)小麥條銹菌中國(guó)鑒別寄主阿夫進(jìn)行抗條銹病主效基因分析及染色體定位。結(jié)果表明，阿夫?qū)?E16菌系的抗性是由1對(duì)顯性抗條銹基因控制，未發(fā)現(xiàn)其中含有與Sonalike相同的抗條銹病基因，確認(rèn)阿夫中除含YrA外至少還含有1對(duì)未知的顯性抗條銹病基因，并將其定位在3B染色體上．暫定名為YrFun。

關(guān)鍵詞植物病理學(xué)；小麥條銹菌；抗銹性基因

中圖分類號(hào)S 435．121．42

小麥條銹病是我國(guó)以及世界各國(guó)小麥上重要病害，給小麥生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。小麥條銹菌屬專性寄生菌，由于尚未發(fā)現(xiàn)有性階段，無法通過有性雜交進(jìn)行致病墓因的遺傳分析，而傳統(tǒng)使用的鑒別寄主多為生產(chǎn)品種和已知基因載體品系，所含抗條銹基囚尚不完全清楚或因基因互作效應(yīng)存在，難以使小種鑒定達(dá)到準(zhǔn)確分析致病基因的目的，利用寄主抗病基因也就成為鑒定小種致病基因的唯一途徑。因此，查明鑒別寄主的抗條銹基因組成及其遺傳特點(diǎn)，利用鑒別寄主的抗病基因檢測(cè)小種的致病基因，可將條銹菌生理?；芯亢涂共⌒苑治鎏岣叩交蚍治鏊?。阿夫是小麥條銹菌重要中國(guó)鑒別寄主，其抗條銹性遺傳基礎(chǔ)尚不清楚，明確其抗條銹病墓因組成，定位未知基因有重要意義。

1材料與方法

1．1供試材料

供試小麥品種阿夫(Funo)、銘賢169和供試小麥條銹菌種均由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所提供；斯卑爾脫單體系及具二體引自荷蘭國(guó)際小麥條銹病研究中心，并由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所繁殖、保存。

1．2單體系的染色體鏡檢

采用花粉母細(xì)胞涂片方法。選取幼穗適當(dāng)位置的第一小花，取出花藥，置于載玻片上，滴一滴卡寶品紅，用刀片切斷花藥，擠山花粉母細(xì)胞，輕輕蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察。根據(jù)減數(shù)分裂中期1單價(jià)染色體滯后的特點(diǎn)，即在減數(shù)分裂中期7雙價(jià)染色體集于赤道板上，單價(jià)體拖后，處于兩極；減數(shù)分裂后期，雙價(jià)染色體分開并移向兩極，單價(jià)體則處于中間來判斷單體植株。

1．3雜交組合配制

鏡槍確認(rèn)全套21個(gè)斯卑爾脫單體系植株，并以21個(gè)斯申?duì)柮搯误w系為母本與阿犬雜交，所獲F₁代再鏡槍，剔除二體植株，保留單體植株。將單體植株套袋自交，獲F₂代；以斯卑爾脫二體為母本與阿夫雜交，所獲F代套袋自交，獲F₂代。

1．4抗性鑒定與統(tǒng)計(jì)方法

采用甲體分析技術(shù)，抗性鑒定在苗期溫室內(nèi)進(jìn)行，將供試品種與單體系及二體的雜交組合的F₂代種子用1％H₂O₂水溶液浸種催芽后，按照一定的群體數(shù)量大小(每個(gè)組合200粒以上)，以每盆15粒播于9cm口徑大小的塑料缽中，并以感病品種銘賢169和抗病親本阿夫?yàn)閷?duì)照，當(dāng)幼苗第一葉充分展開后用掃抹法接種，在10℃下黑暗保濕24h，置于低溫溫室(溫度：晝15～19℃／／夜10～14C)潛育發(fā)病。待對(duì)照品種銘賢169充分發(fā)病后．調(diào)查記載侵染型。調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)在傳統(tǒng)的6級(jí)基礎(chǔ)上，用“十”、“一”進(jìn)一步詳細(xì)劃分為11級(jí)，即O、O、O；^＋、1、1^＋、2、2^＋、3^－、3、3^＋、4?？ǚ綔y(cè)驗(yàn)其適合度。

2結(jié)果與分析

采用單體分析技術(shù)，對(duì)供試品種阿夫與斯卑爾脫單體系和二體及其雜交后代在溫室進(jìn)行苗期抗性鑒定和統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，斯卑爾脫二體對(duì)2E16菌系高度感病(4型)，阿夫抗病(O，－1型)，說明斯卑爾脫中不含抗2E16菌系的基因。根據(jù)雙親及其雜交后代侵染型級(jí)別及各級(jí)侵染型數(shù)目，將O～3型劃為抗病類型，3～4型劃為感病類型，則在斯卑爾脫二體與阿夫雜交所獲的147株F₂代分離群體中分離出112株抗病類型株，35株感病類型株，經(jīng)卡方檢測(cè)符合3R：lS的理論比例(х²{3:1}＝1．562 5，P值為0．250～O．100)。說明阿夫?qū)?E16菌系的抗性由1對(duì)顯性抗條銹病基因所控制(表1)。

對(duì)21個(gè)單體系與阿夫雜交所獲的各組合F₂代進(jìn)行抗性鑒定和統(tǒng)汁分析，結(jié)果顯示，各組合對(duì)2E16鹵系的抗性，除3B、4D、5D這3個(gè)單體系與阿夫雜交組合外，其他18個(gè)組合的抗、感分離比均符合巾1對(duì)顯性抗條銹病基因控制的3R：1S的理論比例；分別將其18個(gè)組合的抗病類型株和感病類型株合計(jì)，經(jīng)卡方檢測(cè)其抗、感分離比例符合由1對(duì)顯性抗條銹病基因控制的3R：1S的理論比例(x²{3：l}＝0．163 O，P值為0．500～0．750)．進(jìn)一步驗(yàn)證了阿夫?qū)?E16菌系的抗性由1對(duì)顯性基因控制的結(jié)論(表1)。而3B單體系與阿夫雜交組合的F₂代對(duì)2E16的抗、感分離比嚴(yán)重偏離了3R：1S的理論比例．卻高度符合97R：3S的理論比例(x²{97：3}＝0．082 0，P值為0．900～0，750)；至于4D、5D單體系與可大雜交組合的F₂代群體雖也嚴(yán)重偏離了SR：1S的理論比例，但其F2代群體的感病株多于抗病株，與97R：3S的抗、感分離遺傳模式不同。因此可以混，阿夫?qū)?El6菌系抗性的1對(duì)顯性抗條銹病基因是位于3B染色體上(表1)。

3討論

本研究采用單體分析方法對(duì)供試品種阿大、斯卑爾脫單體系和二體及其雜交后代在溫室進(jìn)行苗期抗性鑒定和統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明，阿夫?qū)E16菌系的抗性由1對(duì)顯性基因控制。對(duì)單體系與阿大雜交所獲的各組合F₂代進(jìn)行抗性鑒定和統(tǒng)計(jì)分析，除3B、4D、5D這3個(gè)單體系與阿夫雜交組合外，其他18個(gè)組合的抗、感分離比均符合由1對(duì)顯性抗條銹病基因控制的3R：1S的理論比例，而3B單體系與阿夫雜交組合的F₂代對(duì)2E16的抗、感分離比嚴(yán)重偏離了3R：1S的理淪比例，卻高度符合97R：3S的理淪比例；至于4D、5D單體系與阿夫雜交組合的F₂代群體雖也嚴(yán)重偏離了3R：1S的理論比例，但其F₂代群體的感病株多于抗病株，a與97R：3S抗、感分離的遺傳模式不同。另?yè)?jù)研究表明，位于4D染色體上的已知抗條銹病基因有Yr22和Yr28，而2E16菌系對(duì)Yr22基因有毒性。本研究用含Yr28基因的載體品系T.tauschiiW一219對(duì)阿夫中抗2El6菌系的基因進(jìn)行等位性分析，發(fā)現(xiàn)阿大與T.tauschii W一219的半雙列雜文F₂代群體出現(xiàn)了抗感分離現(xiàn)象(表2)，說明阿夫中抗2E16菌系的基因與Yr22和Yr28不同，且未發(fā)現(xiàn)與其存在遺傳連鎖關(guān)系。因此確定阿夫控制對(duì)2E16抗性的1對(duì)顯性抗條銹病基因位于3B染色體上。

楊華安等通過對(duì)中國(guó)鑒別寄主進(jìn)行抗條銹基因推導(dǎo)分析認(rèn)為阿大含有YrA。McIntosh，確認(rèn)YrA位于31)染色體上，Shigh和Johnson研究證實(shí)鑒別寄主Sonalike除含Yr2外還至少含有YrA。本研究通過阿大與Sonalike半雙列雜交研究結(jié)果顯示阿夫與 Sonalike沒有相同的抗條銹病基因(表2)，這就排除了阿夫?qū)?E16抗性的1對(duì)顯性抗條銹病基因是YrA的可能性，說明阿夫中除含YrA外，至少還含有1對(duì)位于3B染色體上的未知顯性抗條銹病基因。