分子標(biāo)記輔助聚合抗小麥黃花葉病和白粉病育種

趙仁慧，劉炳亮，壽路路，陳甜甜，王海燕，王秀娥，別同德

(1．江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游小麥生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇揚(yáng)州 225007；2.揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心/江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇揚(yáng)州 225007；3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210095)

分子標(biāo)記輔助聚合抗小麥黃花葉病和白粉病育種

趙仁慧1，劉炳亮2，壽路路1，陳甜甜1，王海燕3，王秀娥3，別同德1

(1．江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江中下游小麥生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇揚(yáng)州 225007；2.揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江流域稻作技術(shù)創(chuàng)新中心/江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇揚(yáng)州 225007；3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210095)

抗白粉病基因 Pm21和PmV定位于不同簇毛麥種質(zhì)的6VS染色體臂，對(duì)已知白粉病生理小種均表現(xiàn)高抗。小麥-簇毛麥小片段頂端易位系NAU421(T4VS-4DS·4DL)攜帶 Wss1基因，高抗小麥黃花葉病。為選育兼抗小麥黃花葉病和白粉病的育種新材料，以NAU421為親本，分別與攜有 Pm21基因的品系Y16-Pm和攜有PmV基因的品種揚(yáng)麥22雜交，構(gòu)建F2代分離群體，然后利用與 Wss1和 Pm21/PmV基因連鎖的共顯性分子標(biāo)記CINAU301和MBH1對(duì)F2代進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明，在286個(gè)NAU421/Y16-Pm的F2單株中，同時(shí)攜有純合 Wss1和 Pm21基因的單株有18株，比例為6.38%；在232個(gè)NAU421/揚(yáng)麥22的F2單株中，同時(shí)攜有純合 Wss1和PmV基因的單株有5株，比例為2.16%。細(xì)胞學(xué)與分子標(biāo)記鑒定結(jié)果一致，說(shuō)明CINAU301和MBH1可用于對(duì) Wss1和 Pm21/PmV基因的高效選擇。F3代株系抗病性鑒定表明，篩選出的23個(gè)雙抗基因聚合體對(duì)白粉病免疫并高抗黃花葉病，可用于下一步雙抗聚合品種(系)的篩選或作為抗病中間親本。

小麥黃花葉病；白粉??；基因聚合；分子標(biāo)記輔助選擇

小麥生產(chǎn)中易受多種病害影響。小麥白粉病是由禾布氏白粉菌(Blumeriagraminisf.sp.tritici)引起的一種真菌性病害，是我國(guó)長(zhǎng)江中下游麥區(qū)僅次于赤霉病的第二大病害[1]。小麥黃花葉病是由土傳真菌-禾谷多黏菌 (Polymyxagraminis) 為介體的小麥黃花葉病毒 (wheat yellow mosaic bymovirus，WYMV) 引起的，廣泛分布于我國(guó)長(zhǎng)江中下游、西南四川盆地、黃淮以及陜西渭河流域等冬小麥種植區(qū)。近年來(lái)，由于中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及大型農(nóng)機(jī)具跨區(qū)作業(yè)推廣，加之生產(chǎn)上感病品種的大面積種植，小麥黃花葉病發(fā)生面積不斷擴(kuò)大，病害程度逐年加重，重病區(qū)呈現(xiàn)向西、向北蔓延擴(kuò)散的趨勢(shì)[2-3]。而培育抗病小麥品種是控制病害最經(jīng)濟(jì)、安全、有效的途徑。

迄今為止，已在小麥基因組的51個(gè)位點(diǎn)正式定名了80余個(gè)抗白粉病基因，大多數(shù)已被定位到具體的染色體或者染色體特定區(qū)段上[4-8]。 Pm21與PmV基因分別來(lái)源于英國(guó)和前蘇聯(lián)的簇毛麥6V染色體[9]，是目前對(duì)白粉病菌抗性最強(qiáng)、抗譜最廣、全生育期免疫的抗白粉病基因，是我國(guó)小麥抗白粉病育種的重要抗源。攜帶 Pm21基因的小麥-簇毛麥T6V#2S·6AL易位系由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)陳佩度等選育而成[10]，自上世紀(jì)90年代以來(lái)，該易位系在小麥抗白粉病育種中得到廣泛應(yīng)用，迄今已育成20余個(gè)高抗白粉病品種，推廣面積高達(dá)400萬(wàn)hm2[11-12]。Li等[13]將抗白粉病基因PmV導(dǎo)入小麥品種宛7107的遺傳背景，培育出T6V#4S·6DL易位系Pm97033，關(guān)于該易位系的報(bào)道及育種應(yīng)用研究較少。江蘇里下河地區(qū)農(nóng)科所以易位系Pm97033為親本，成功選育出高抗白粉病品種揚(yáng)麥22[12,14]。同時(shí)，簇毛麥還是一個(gè)非常好的黃花葉病抗源，其4VS染色體上攜帶高抗黃花葉病基因 Wss1[15]。Zhao等[16]利用染色體工程技術(shù)選育出一批攜帶 Wss1基因的高抗小麥黃花葉病的小麥-簇毛麥小片段易位系，如NAU421～NAU433，其中，NAU421攜帶外源片段最小(T4VS-4DS·4DL)，避免了大片段外源染色體可能帶來(lái)的不利影響，是小麥抗黃花葉病育種的寶貴種質(zhì)資源。

本研究利用NAU421分別與含有抗白粉病基因 Pm21的小麥品系Y16-Pm和含有PmV基因的品種揚(yáng)麥22雜交，構(gòu)建F2代分離群體，對(duì)其進(jìn)行 Wss1、 Pm21和PmV基因的分子標(biāo)記檢測(cè)，旨在篩選出兼抗黃花葉病和白粉病的中間材料用于后續(xù)小麥新品種(系)篩選。

1 材料與方法

1.1 供試材料

NAU421是攜抗黃花葉病基因 Wss1的T4VS-4DS·4DL小片段易位系，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)細(xì)胞遺傳所育成。揚(yáng)麥16改良品系Y16-Pm和揚(yáng)麥22是由江蘇里下河地區(qū)農(nóng)科所培育的高抗白粉病品種(系)。Y16-Pm是以揚(yáng)麥16為輪回親本，以攜帶抗白粉病基因 Pm21的T6V#2S·6AL易位系(品系號(hào)：92R137)為供體親本育成的抗白粉病新品系。揚(yáng)麥22是以揚(yáng)麥9號(hào)為輪回親本，以攜帶抗白粉病基因PmV的T6V#4S·6DL易位系(品系號(hào)：Pm97033)為供體親本育成的抗白粉病新品種。以NAU421為母本，分別與Y16-Pm和揚(yáng)麥22雜交獲得雜種F1，自交產(chǎn)生F2代群體，F(xiàn)1和F2代在溫室中按單株種植，常規(guī)管理。感病對(duì)照品種為揚(yáng)麥158和揚(yáng)麥9號(hào)，由江蘇里下河地區(qū)農(nóng)科所育成。

本研究所利用的物種?；貜?fù)序列包括來(lái)自黑麥的 pSc119.2(120 bp)[17-18]和來(lái)自粗山羊草(Aegilopstauschii)的 pAs1(1 kb)[19]。

表1 本研究所選用的分子標(biāo)記及其序列Table 1 Molecular markers and primer sequences used in this study

1.2 分子標(biāo)記鑒定

抗黃花葉病基因 Wss1的檢測(cè)采用Zhao等[16]開(kāi)發(fā)的共顯性標(biāo)記CINAU301?？拱追鄄』?Pm21和PmV的檢測(cè)采用Bie等[12]開(kāi)發(fā)的共顯性標(biāo)記MBH1?；蚪MDNA的提取采用SDS法[20]。引物序列(表1)由上海捷瑞生物有限公司合成。PCR反應(yīng)體系為10 μL，包括10 ng模板DNA，上下游引物(10 μmol·L-1)各0.2 μL，dNTPs 0.8 μL，MgCl20.8 μL，TaqDNA聚合酶(5 U·μL-1，TaKaRa公司)1 U，10×聚合酶專用Buffer 1 μL，其余用ddH2O補(bǔ)足。PCR擴(kuò)增程序：94 ℃預(yù)變性3 min；94 ℃變性30 s，55/58 ℃退火45 s，72 ℃延伸1 min，35個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸10 min。采用8%聚丙烯酰胺凝膠電泳及銀染技術(shù)檢測(cè)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物。

1.3 細(xì)胞學(xué)鑒定

利用基因組原位雜交(GISH)和雙色熒光原位雜交(FISH)分析選育的聚合抗性基因材料的根尖體細(xì)胞有絲分裂中期染色體。分別使用簇毛麥基因組DNA、黑麥重復(fù)序列 pSc119.2和粗山羊草重復(fù)序列 pAs1作探針，其中，簇毛麥基因組DNA以Fluorescein-12-dUTP標(biāo)記，重復(fù)序列 pSc119.2以Biotin-16-dUTP標(biāo)記，重復(fù)序列 pAs1以Digoxigenin-11-dUTP標(biāo)記。有絲分裂染色體制片參照Gill等[21]的方法并稍作改動(dòng)。GISH以及FISH參照Z(yǔ)hang等[22]的方法。采用尼康Ni-u熒光顯微鏡觀察染色體并拍照。

1.4 抗病性鑒定

1.4.1 白粉病抗性鑒定

在溫室條件下，將鑒定出的F3代聚合雙抗基因株系用江蘇里下河地區(qū)流行的白粉病混合病菌進(jìn)行人工接種，當(dāng)感病對(duì)照充分發(fā)病時(shí)，記載發(fā)病情況(葉片上出現(xiàn)白粉病孢子堆者為感病，反之為抗病)。感病對(duì)照為揚(yáng)麥9號(hào)，抗病對(duì)照為Y16-Pm和揚(yáng)麥22。

1.4.2 黃花葉病抗性鑒定

將上述聚合雙抗基因株系種植于黃花葉病自然發(fā)病圃中，2月中下旬至3月中上旬調(diào)查發(fā)病情況(葉片黃化、心葉細(xì)弱扭曲的植株為感病，無(wú)癥狀的植株為抗病)。感病對(duì)照為揚(yáng)麥158，抗病對(duì)照為NAU421。

2 結(jié)果與分析

2.1 Wss1和 Pm21基因聚合的分子標(biāo)記輔助選擇結(jié)果

利用與抗黃花葉病基因 Wss1連鎖的共顯性標(biāo)記CINAU301檢測(cè)NAU421/Y16-PmF2代分離群體，篩選含 Wss1基因的單株。PCR擴(kuò)增以簇毛麥、硬粒小麥-簇毛麥雙二倍體(硬簇麥)、NAU421為陽(yáng)性對(duì)照，Y16-Pm為陰性對(duì)照。含有純合T4VS-4DS·4DL易位染色體的植株能擴(kuò)增出4VS染色體特異的685 bp條帶，同時(shí)缺失4DS染色體特異的910 bp條帶；含有雜合T4VS-4DS·4DL易位染色體的植株既能擴(kuò)增出4VS染色體又能擴(kuò)增出4DS染色體特異條帶；不含T4VS-4DS·4DL 易位染色體的植株不能擴(kuò)增出4VS染色體特異條帶。部分F2代擴(kuò)增結(jié)果見(jiàn)圖1A。結(jié)果顯示，在檢測(cè)的286個(gè)單株中，77個(gè)單株含有純合T4VS-4DS·4DL易位染色體，149個(gè)單株含有雜合T4VS-4DS·4DL易位染色體，60個(gè)單株為非T4VS-4DS·4DL易位?？ǚ綔y(cè)驗(yàn)表明，該群體中含有純、雜合T4VS-4DS·4DL易位染色體單株與非T4VS-4DS·4DL單株的分離比符合1∶2∶1的分離比例(表2)。

利用與抗白粉病基因 Pm21連鎖的共顯性標(biāo)記MBH1檢測(cè)NAU421/Y16-PmF2代分離群體，篩選含 Pm21基因的單株。含有純合T6V#2S·6AL易位染色體的植株能擴(kuò)增出6V#2S染色體特異的341 bp條帶，同時(shí)缺失6AS染色體特異的456 bp條帶；含有雜合T6V#2S·6AL易位染色體的植株既能擴(kuò)增出6V#2S，又能擴(kuò)增出6AS染色體特異條帶；不含T6V#2S·6AL易位染色體的植株不能擴(kuò)增出6V#2S染色體特異條帶。部分F2代擴(kuò)增結(jié)果見(jiàn)圖1B。結(jié)果表明，在286個(gè)F2單株中，54個(gè)單株含有純合T6V#2S·6AL易位染色體，153個(gè)單株含有雜合T6V#2S·6AL易位染色體，79個(gè)單株不含T6V#2S·6AL易位染色體。卡方測(cè)驗(yàn)表明，該群體中含有純、雜合T6V#2S·6AL易位染色體單株與非T6V#2S·6AL單株的分離比不符合1∶2∶1的分離比例(表2)。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在檢測(cè)的286個(gè)F2單株中，同時(shí)含有純合 Wss1基因和純合 Pm21基因的單株有18株，比例為6.38%。

2.2 Wss1和PmV基因聚合的分子標(biāo)記輔助選擇結(jié)果

利用共顯性標(biāo)記CINAU301檢測(cè)NAU421/揚(yáng)麥22 F2代分離群體，篩選含 Wss1基因的單株。PCR擴(kuò)增以簇毛麥、硬簇麥、NAU421作陽(yáng)性對(duì)照，揚(yáng)麥22作陰性對(duì)照。部分F2代擴(kuò)增結(jié)果見(jiàn)圖2A。結(jié)果表明，在檢測(cè)的232個(gè)單株中，50個(gè)單株含有純合T4VS-4DS·4DL易位染色體，128個(gè)單株含有雜合T4VS-4DS·4DL易位染色體，54個(gè)單株不含T4VS-4DS·4DL易位染色體?？ǚ綔y(cè)驗(yàn)表明，該群體中含有純、雜合T4VS-4DS·4DL易位染色體單株與非T4VS-4DS·4DL單株的分離比符合1∶2∶1的分離比例(表2)。

1：DL2000 DNA marker；2：簇毛麥；3：硬簇麥；4：NAU421；5：Y16-Pm；6～22：部分F2單株。

1：DL2000 DNA marker；2：簇毛麥；3：硬簇麥；4：NAU421；5：揚(yáng)麥22；6～22：部分F2單株。

表2 F2群體的遺傳分析Table 2 Genetic analysis of F2 population

利用共顯性標(biāo)記MBH1檢測(cè)NAU421/揚(yáng)麥22的F2代分離群體，篩選含抗白粉病基因PmV的單株。含有純合T6V#4S·6DL易位染色體的植株能擴(kuò)增出6V#4S染色體特異的271 bp條帶，同時(shí)缺失6DS染色體特異的394 bp條帶；含有雜合T6V#4S·6DL易位染色體的植株既能擴(kuò)增出6V#4S染色體又能擴(kuò)增出6DS染色體特異條帶；不含T6V#4S·6DL易位染色體的植株不能擴(kuò)增出6V#4S染色體特異條帶。部分F2代擴(kuò)增結(jié)果見(jiàn)圖2B。在232個(gè)F2單株中，20個(gè)單株含有純合T6V#4S·6DL易位染色體，122個(gè)單株含有雜合T6V#4S·6DL易位染色體，90個(gè)單株不含T6V#4S·6DL易位染色體?？ǚ綔y(cè)驗(yàn)表明，該群體中含有純、雜合T6V#4S·6DL易位染色體單株與非T6V#4S·6DL單株的分離比不符合1∶2∶1的分離比例(表2)。

根據(jù)以上結(jié)果統(tǒng)計(jì)，在檢測(cè)的232個(gè)F2單株中，同時(shí)含有純合 Wss1基因和純合PmV基因的單株僅5株，比例為2.16%。

2.3 聚合雙抗基因材料的細(xì)胞學(xué)鑒定結(jié)果

隨機(jī)選擇分子標(biāo)記檢測(cè)含有純合 Wss1和 Pm21基因以及含有純合 Wss1和PmV基因的F3代聚合材料各5份，對(duì)其根尖體細(xì)胞有絲分裂中期染色體制片進(jìn)行順次GISH/FISH分析。

“ Wss1+ Pm21”型純合聚合體Z-1根尖體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=42。順次GISH/FISH結(jié)果顯示，其有一對(duì)頂端易位染色體，一對(duì)整臂易位染色體 (圖3A)。頂端易位染色體的短臂末端有較強(qiáng)的 pSc119.2信號(hào)，短臂中部有 pAs1信號(hào)，長(zhǎng)臂上有4對(duì)強(qiáng)的 pAs1信號(hào)，為T4VS-4DS·4DL易位染色體；整臂易位染色體的短臂末端有較強(qiáng)的 pSc119.2信號(hào)，該信號(hào)是簇毛麥6VS染色體臂末端的信號(hào)，為T6V#2S·6AL易位染色體 (圖3B)。

“ Wss1+PmV”型純合聚合體Z-19根尖體細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=42。順次GISH/FISH結(jié)果顯示，其有一對(duì)頂端易位染色體，一對(duì)整臂易位染色體(圖3C)。頂端易位染色體的短臂末端有較強(qiáng)的 pSc119.2信號(hào)，短臂中部有 pAs1信號(hào)，長(zhǎng)臂上有4對(duì)強(qiáng)的 pAs1信號(hào)，為T4VS-4DS·4DL易位染色體；整臂易位染色體的短臂末端有較強(qiáng)的 pSc119.2信號(hào)，長(zhǎng)臂近末端有 pAs1信號(hào)，為T6V#4S·6DL易位染色體 (圖3D)。

所有鑒定的聚合體其順次GISH/FISH結(jié)果與分子標(biāo)記鑒定結(jié)果均一致，說(shuō)明共顯性分子標(biāo)記CINAU301和MBH1分別可用于 Wss1基因和 Pm21/PmV基因的高效篩選。

2.4 聚合雙抗基因材料的抗性表現(xiàn)

2.4.1 白粉病抗性鑒定結(jié)果

在溫室條件下，對(duì)聚合雙抗基因株系(F3代)接種白粉病混合病菌，鑒定其白粉病抗性。結(jié)果(圖4)表明，感病對(duì)照揚(yáng)麥9號(hào)葉片上布滿白粉病孢子；“ Wss1+ Pm21”型純合聚合體植株與親本Y16-Pm的抗性相當(dāng)，表現(xiàn)為對(duì)白粉病免疫， Pm21陰性株表現(xiàn)為感??；“ Wss1+PmV”型純合聚合體植株與親本揚(yáng)麥22的抗性相當(dāng)，也表現(xiàn)為對(duì)白粉病免疫，PmV陰性株表現(xiàn)為感病。

2.4.2 黃花葉病抗性鑒定結(jié)果

將聚合雙抗基因F3代株系種植于黃花葉病自然發(fā)病圃中，鑒定其黃花葉病抗性。以親本NAU421為抗病對(duì)照，揚(yáng)麥158為感病對(duì)照。 調(diào)查結(jié)果(圖5)顯示，感病對(duì)照揚(yáng)麥158高感小麥黃花葉病，其植株矮縮、葉片花葉明顯、心葉細(xì)弱扭曲；“ Wss1+ Pm21”型純合聚合體植株與“ Wss1+PmV” 型純合聚合體植株均表現(xiàn)為高抗小麥黃花葉病，與親本NAU421相當(dāng)。

A和B：“ Wss1+ Pm21”型純合聚合體Z-1根尖體細(xì)胞(RTC)有絲分裂中期染色體的順次GISH/FISH圖(2n=42)，黃色箭頭所示為T4VS-4DS·4DL易位染色體，白色箭頭所示為T6V#2S·6AL易位染色體；C和D：“ Wss1+PmV”型純合聚合體Z-19 RTC有絲分裂中期染色體的順次GISH/FISH圖(2n=42)，黃色箭頭所示為T4VS-4DS·4DL 易位染色體，白色箭頭所示為T6V#4S·6DL 易位染色體；A和C圖中綠色信號(hào)為Fluorescein-12-dUTP標(biāo)記的簇毛麥基因組DNA；B和D圖中綠色信號(hào)為Biotin-16-dUTP標(biāo)記的重復(fù)序列 pSc119.2；紅色信號(hào)為Digoxigenin-11-dUTP標(biāo)記的重復(fù)序列 pAs1；標(biāo)尺為100 μm。

1:揚(yáng)麥9號(hào)；2:Y16-Pm；3～5:“ Wss1+ Pm21”型純合聚合體，編號(hào)分別為Z-1、Z-3和Z-4；6: Pm21陰性株；7:揚(yáng)麥22；8和9:“ Wss1+PmV”型純合聚合體，編號(hào)分別為Z-20和Z-21；10:PmV陰性株。

A：NAU421；B：“ Wss1+ Pm21”型純合聚合體；C：“ Wss1+PmV”型純合聚合體；D：揚(yáng)麥158；E：Y16-Pm；F：揚(yáng)麥22。

3 討 論

抗病基因聚合育種是提高品種抗病廣譜性和持久性的重要途徑之一。在多基因聚合體的選育過(guò)程中，分子標(biāo)記輔助選擇有其獨(dú)特的作用，可在無(wú)發(fā)病的環(huán)境條件、植株的任一生育階段進(jìn)行，特別是非正季加代中，更體現(xiàn)其優(yōu)越性。曾祥艷等[23]利用多個(gè)基因的特異PCR標(biāo)記對(duì)含有 Pm4a、 Pm13、PmV、 YrX和 Bdv2的小麥品系復(fù)交后代進(jìn)行標(biāo)記鑒定，從中篩選出“ Pm4 + Pm13 +PmV+ YrX + Bdv2”、“ Pm4 + Pm13 + YrX+ Bdv2“、“ Pm13 + YrX + Bdv2”和“PmV+ YrX + Bdv2”等不同類型的抗病基因聚合體。董 娜等[24]利用與抗白粉病基因 Pm21和 Pm13連鎖的顯性標(biāo)記及互斥標(biāo)記，在F2代分離群體中進(jìn)行輔助檢測(cè)，從764個(gè)單株中檢測(cè)出攜帶純合 Pm21和 Pm13的單株47株。上述基因聚合研究為抗病品種的選育和綜合利用提供了新種質(zhì)。在本研究中，利用分子標(biāo)記輔助技術(shù)從F2代分離群體中篩選出 “ Wss1+ Pm21”型純合聚合體18個(gè)，“ Wss1+PmV”型純合聚合體5個(gè)?？剐澡b定表明，所有聚合體均對(duì)白粉病表現(xiàn)免疫，對(duì)黃花葉病表現(xiàn)高抗。雙抗聚合體的育成為下一步培育持久、廣譜抗性品種提供了基礎(chǔ)材料。

分子標(biāo)記輔助選擇的效率取決于被檢測(cè)的分子標(biāo)記與目標(biāo)基因的連鎖程度，連鎖距離越近，選擇效率越高。本研究中 Wss1基因來(lái)自于T4VS-4DS·4DL易位染色體， Pm21基因來(lái)自于T6V#2S·6AL易位染色體，PmV基因來(lái)自于T6V#4S·6DL易位染色體[9-11,16]。攜帶抗病基因的簇毛麥染色體在小麥背景中與小麥染色體不發(fā)生重組，任一可以追蹤目標(biāo)染色體的分子標(biāo)記即可追蹤目的基因，這在分子標(biāo)記輔助改良黃花葉病和白粉病抗性方面存在顯著優(yōu)勢(shì)。本研究選用的 Wss1-CINAU301和 Pm21/PmV-MBH1標(biāo)記均為共顯性標(biāo)記，在F2代分離群體中進(jìn)行檢測(cè)可以有效地區(qū)分純合和雜合基因型，通過(guò)2次PCR反應(yīng)即可將聚合 Wss1和 Pm21基因或聚合 Wss1和PmV基因的抗病純合單株篩選出來(lái)，不僅大大縮短聚合育種周期，也極大減少了標(biāo)記選擇的工作量。

本研究發(fā)現(xiàn)，在NAU421/Y16-PmF2代分離群體中，含有純、雜合T6V#2S·6AL 易位染色體單株與非T6V#2S·6AL單株的分離比偏離1∶2∶1，差異達(dá)顯著水平(P<0.05)；而在NAU421/揚(yáng)麥22 F2代分離群體中，含有純、雜合T6V#4S·6DL易位染色體單株與非T6V#4S·6DL單株的分離比嚴(yán)重偏離1∶2∶1，差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。與T6V#2S·6AL易位染色體相比，T6V#4S·6DL易位染色體通過(guò)配子傳遞率較低，在親子代傳遞過(guò)程中丟失嚴(yán)重， Bie等[12]的研究也證明了這一點(diǎn)。

攜帶簇毛麥優(yōu)異基因的補(bǔ)償性易位系除外源目標(biāo)性狀外，還需對(duì)外源染色體在小麥遺傳背景中的綜合效應(yīng)進(jìn)行分析，明確其對(duì)主要農(nóng)藝性狀的影響，才能更好地指導(dǎo)易位系的育種利用。Li等[25]和別等[26]對(duì)T6V#2S·6AL易位系的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，T6V#2S·6AL易位染色體對(duì)株高和旗葉長(zhǎng)均具有極顯著正向效應(yīng)。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)選擇矮稈、葉型相對(duì)短窄挺拔的親本作輪回親本，規(guī)避其不利效應(yīng)。而關(guān)于T6V#4S·6DL易位系和T4VS-4DS·4DL易位系，目前缺少詳實(shí)的遺傳效應(yīng)研究，有必要在今后的研究中明確二者對(duì)小麥關(guān)鍵農(nóng)藝性狀和主要品質(zhì)指標(biāo)的效應(yīng)，為在小麥抗病育種中合理利用上述抗病基因提供必要的理論支撐。

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PyramidingDiseaseResistancetoWheatYellowMosaicVirusandPowderyMildewbyMolecularMarker-AssistedSelection

ZHAORenhui1，LIUBingliang2，SHOULulu1，CHENTiantian1,WANGHaiyan3,WANGXiu’e3,BIETongde1
(1.Key Laboratory of Wheat Biology and Genetics Improvement in the Middle and Lower Yangtze River Valley Wheat Region,Institute of Agriculture Sciences of the Lixiahe District in Jiangsu Province,Yangzhou,Jiangsu 225007,China; 2.Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze River Valley,Ministry of Agriculture/Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225007,China; 3.State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement,Nanjing Agriculture University,Nanjing,Jiangsu 210095,China)

Both Pm21 andPmV,located on the chromosome 6VS from differentHaynaldiavillosagermplasms，confer high resistance to all currentBlumeriagraminisf.sp.tritici(Bgt) races.NAU421,a terminal translocation line carrying Wss1,is highly resistant to wheat yellow mosaic virus (WYMV).To develop wheat lines pyramiding resistant to WYMV and powdery mildew,in this study,NAU421 was crossed with Y16-Pm,an advanced wheat line carrying Pm21,and Yangmai 22 carryingPmV，respectively.Two co-dominant markers CINAU301 linked with Wss1 and MBH1 linked with Pm21/PmV were used to detect the two F2populations.In the NAU421/Y16-PmF2population containing 286 plants,18 individuals pyramiding homozygous Wss1 and Pm21 were identified,which took up 6.38% of the whole F2population.Meanwhile,5 individuals pyramiding homozygous Wss1 andPmVwere identified in the NAU421/Yangmai 22 F2population containing 232 plants,resulting in a rate of 2.16%.The results of cytogenetic analysis on these pyramiding lines were consistent with molecular marker identification,indicating that the tightly linked markers CINAU301 and MBH1 were powerful tools for the identification of Wss1 and Pm21/PmV in breeding program.By resistance test,all the 23 pyramiding lines were highly resistant to powdery mildew and WYMV.In general,these lines pyramiding resistance genes developed in this study could be used as intergraded breeding parents for resistance development．

Wheat yellow mosaic virus; Powdery mildew; Gene pyramiding; Molecular marker-assisted selection

時(shí)間：2017-12-11

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20171211.1106.006.html

2017-05-28

2017-09-23

江蘇省青年基金項(xiàng)目(BK20140499)；江蘇省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(BK20151319)；國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31471497)；江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所科研基金項(xiàng)目

E-mail：zhaorh86@163.com(趙仁慧)；blliu@yzu.edu.cn(劉炳亮，與第一作者同等貢獻(xiàn))

別同德(E-mail：btd@wheat.org.cn)

S512.1；S336

A

1009-1041(2017)12-1541-09