小麦品种C591的抗条锈性遗传分析

收稿日期: 20060309基金项目: 国家 973 计划课题(2006CB100203);国家粮食丰产科技工程(2004BA520A15-02)*通讯作者E -mail:niuyongchun@小麦品种C 591的抗条锈性遗传分析李 勇, 牛永春*(中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100094)摘要 C591是原产于印度的普通小麦品种,苗期和成株期均对中国小麦生产上流行的条锈菌(Puccinia s tr iif or mis f.sp.tritici)主要生理小种表现良好抗性。

本文以感病品种Taichung 29作母本、C591作父本通过杂交制备了F 1代、F 2代和BC 1代种子,用人工接种方法研究了C591及其杂交后代对小麦条锈菌不同生理小种的苗期抗性并进行了遗传分析。

结果显示,C591与Taichung 29杂交F 1代植株对小麦条锈菌条中19号、条中29号和条中32号小种均表现出与C591相似的高抗,说明C591中的抗条锈基因主要为显性表达。

根据杂交F 2代、BC 1代植株的抗性分离情况和F 1代植株及亲本的抗性表现,说明C591中至少具有3对抗条锈基因,针对条锈菌不同的生理小种其有效性是不同的。

对条中32号小种的抗性受1对显性基因控制,对条中29号小种的抗性受1对显性基因和2对隐性基因的独立控制,对条中19号小种的抗性受2对显性基因独立控制。

结果表明,C591作为抗源在我国小麦抗锈育种中具有较大应用价值。

关键词 小麦; 条锈病; 抗病性; 遗传分析中图分类号 S 432.21Genetic analysis of stripe rust resistance in wheat variety C591L i Y ong, N iu Yo ng chun(State K ey L abor ator y f or Biology of P lant D iseases and I nsect P es ts ,I nstitute of P lant Pr otection,Chinese A cademy of A g ricultur al Sciences ,Beij ing 100094,China)Abstract C591,a common wheat variety or i g inated from India,showed excellent resistance to the dominant races of Puccinia str iif ormis f.sp.tr itici prevalent in China at seedling and adult stages.In this study,F 1,F 2and BC 1seeds were prepared by crossing Taichung 29,a susceptible variety,as female parent and C591as male parent.Resistance of C591and its hybrid prog -enies was analyzed genetically by artificial i noculation with different races of the pathogen at seedling stage.High resi stance of F 1plants to all the races CY19,CY29and CY32tested,similar to that of C591,indicated that the resistance genes in C591were dominant.Based on the data of resistance phenotypes of F 1,F 2,BC 1plants and their parents,it was revealed that there were at least 3stripe rust resistance genes in C591.The effectiveness of the 3genes was different with different physiological races of the pathogen.T he resistance to the race CY32in C591was controlled by one dominant gene,and the resistance to the race CY29by one dominant and two recessive genes independently,whi le the resistance to the race CY19by two dominant genes independent -ly.The results indicated that the variety C591as a resistance resource had a considerable value in wheat breeding for rust resistance.Key words w heat; str ipe r ust; disease r esistance; g enetic analysis小麦条锈病是由条锈菌(P uccinia striif or mis f.sp.tr itici)引起的一种重要小麦病害。

实践证明,培育抗病品种是抵御小麦条锈病害,减少经济损失的最为有效、经济和安全的途径之一[12]。

在我国,由于一定时期内小麦育种中条锈病抗源的使用较为单一,导致上世纪我国先后多次发生小麦条锈病的大流行[1,3]。

进入本世纪,随着新的小麦条锈菌生理小种的产生和发展,我国现有主栽小麦品种大部分已经 丧失 原有抗性[45]。

寻找和引进新的小麦条锈病抗源,改进小麦抗锈育种工作,促进小麦生产品种抗病基因的多样化,对于逐步实现我国小麦条锈病的可持续控制具有十分重要的意义。

C591是一个原产于印度的普通小麦品种,它在苗期和成株期均对小麦条锈病具有良好抗性,且具有成熟早、籽粒大、品质好等许多优良的农艺性状。

同时,由于其染色体组成与小麦生产品种相同,易于与小麦生产品种配制杂交组合并进行正常的染色体配对与交换,能够比较容易地向现有生产品种中转育目的抗病基因。

因此,C591是改良当前小麦生产品种抗条锈性的优良种质资源之一,它的利用有助于改善当前小麦生产上存在的小麦品种的抗源单一问题。

迄今,有关C591及其抗条锈基因的研究还未见报道。

本文通过对小麦品种C591进行抗性遗传分析,旨在为该品种的合理利用提供依据,并对其抗病基因的进一步研究奠定基础。

1 材料与方法1.1 供试材料1.1.1 小麦待测小麦品种C591,感病品种Taichung29,感病对照品种铭贤169,种子均由中国农业科学院植物保护研究所提供。

用感病品种T aichung29作母本、C591作父本配制杂交组合,获得杂交F1代种子,F1代植株套袋自交获得F2代种子。

用F1代植株作父本与Taichung29回交获得BC1代种子。

1.1.2 条锈病菌在预备试验基础上,选用中国小麦条锈菌重要代表性生理小种条中19号、条中29号和条中32号,菌种均为保存于中国农科院植保所的模式单孢菌系。

使用前,先在感病品种铭贤169上培养繁殖,繁殖好的新鲜条锈菌夏孢子用于本研究中的抗条锈性接种鉴定。

1.2 抗条锈性鉴定将供试小麦种子分别按单穗用水浸泡催芽,每盆15粒左右均匀播种于直径10cm的圆形塑料钵中,于温室内培养。

约7d后,待第1片叶充分展开后,用扫抹法接种预先繁殖好的条锈菌新鲜菌种。

每个条锈菌生理小种分别接种1套供试小麦幼苗。

接种后的幼苗置于保湿桶中10 结露保湿24h,然后移入温室培育,温室温度控制在18 /12 (白天/晚上)、光照12~14h/d,光强大于10000lx。

接种后16~ 18d,当感病对照品种铭贤169充分发病时,逐株调查记载各供试小麦材料的反应型。

反应型调查记载按常规0~4型六级标准进行,同时根据具体情况,必要时辅以+、-表示同级反应型内偏重或偏轻。

1.3 数据分析根据杂交各世代的抗性表现及F2代、BC1代的抗感分离情况,分析小麦品种C591中的抗病基因数目、显隐性及互作模式[6]。

2 结果与分析2.1 对条中32号小种的抗性遗传分析C591对条中32号小种的反应型为0;型,Taichung29对条中32号小种的反应型为4型。

C591与Taichung29杂交的F1代植株对条中32号小种的反应型为0;~1型,说明C591对该小种的抗性受显性基因控制。

在抗性鉴定中,以反应型0~2为抗病,3~4为感病。

在鉴定的416株F2代植株中,有抗病株312株,感病株104株,抗性分离符合3 1的抗感分离比例。

在鉴定的26株BC1代植株中,有抗病株12株,感病株14株,抗性分离较好地符合1 1的抗感分离比例。

结果表明,C591对条中32号小种的抗性受1对显性基因控制(表1)。

表1 小麦品种C591与Taichung29杂交各世代对条中32号小种的抗性分析1)亲本及组合世代株数/株抗病感病分离比实际比值理论比值2测验卡方值P值Taich ung29P1028C591P2270 Taich ung29/C591F1120 Taich ung29/C591F23121043 1 3 10>0.99 Taich ung29//T aichung29/C591BC112141 1.171 10.154>0.50 1)P1-母本,P2-父本。

2.2 对条中29号小种的抗性遗传分析C591对条中29号小种的反应型为0;型,Ta-i chung29对条中29号小种的反应型为3~4型。

C591与Taichung29杂交的F1代植株对条中29号小种的反应型为0~1型,说明C591对该小种的抗性受显性基因控制。

在抗性鉴定中,以反应型0~2为抗病,3~4为感病。

在鉴定的203株F2代植株中,有抗病株179株,感病株24株,抗性分离情况较好地符合55 9的抗感分离比例。

在鉴定的22株BC1代植株中,有抗病株12株,感病株10株,抗性分离情况比较符合1 1的抗感分离比例。

结果表明,该品种对条中29号小种的抗性受1对显性基因和2对隐性基因独立控制(表2)。

表2 小麦品种C591与Taichung29杂交各世代对条中29号小种的抗性分析1)亲本及组合世代株数/株抗病感病分离比实际比值理论比值2测验卡方值P值Taich ung29P1012C591P290 Taich ung29/C591F170 Taich ung29/C591F21792467 9 55 90.844>0.25 Taich ung29//T aichung29/C591BC11210 1.2 11 1 0.182>0.50 1)P1-母本,P2-父本。