小麦抗条锈基因Yr52在品种改良中的应用

作     者：方桃红 张敏 马春花 郑晓晨 谭文静 田冉 燕琼 周新力 李鑫 杨随庄 黄可兵 王建锋 韩德俊 王晓杰 康振生 FANG TaoHong;ZHANG Min;MA ChunHua;ZHENG XiaoChen;TAN WenJing;TIAN Ran;YAN Qiong;ZHOU XinLi;LI Xin;YANG SuiZhuang;HUANG KeBing;WANG JianFeng;HAN DeJun;WANG XiaoJie;KANG ZhenSheng

作者机构：西南科技大学生命科学与工程学院小麦研究所 西北农林科技大学植物保护学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室 西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2022年第55卷第11期

页      面：2077-2091页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：四川省科技厅国际科技创新合作重点研发计划(2022YFH0032) 国家自然科学基金(32101707) 西南科技大学博士基金(18zx715901) 西南科技大学博士基金(16zx7162) 龙山学术人才研究支持计划(17LZX5) 

主　　题：小麦 条锈病 产量构成性状 抗病性 分子标记开发 分子标记辅助选择育种(MAS) 回交育种 Yr52 

摘      要：【目的】评价小麦高温成株期（high temperature adult plant,HTAP）抗条锈病基因Yr52在生产中的应用价值，选育出农艺性状优良并高抗小麦条锈病品系，为充分利用现有高温成株期抗病资源、提高相关产量性状奠定基础。【方法】通过回交和自交结合分子标记辅助选择育种方法，将小麦抗条锈病基因Yr52转育到轮选987(LX987)、百农矮抗58(AK58)和邯6172(H6172)中。在四川绵阳和陕西杨凌鉴定圃，用小麦条锈菌流行生理小种CYR32、CYR33和CYR34混合侵染，鉴定抗病基因载体品系和受体品种以及它们的高代家系的成株期抗病性。比对中国春参考基因组，结合Yr52两翼SSR分子标记Xcfa2040(6.8 cM-Yr52)和Xbarc182(1.2 cM-Yr52)，在目标基因物理区间内寻找35K SNP芯片标记，并开发成dCAPS和KASP分子标记，对BC2F5:6高代群体进行抗条锈病基因Yr52的检测。【结果】抗病性鉴定和农艺性状评价表明，在19个具LX987背景的BC2F5:6家系中，抗条锈性表现为高抗（IT=0—3,DS=1%—20%）有11个，中抗（IT=4—6,DS=15%—30%）有8个，平均千粒重（TKW）、每穗穗粒数（KPS）、单株有效分蘖（PTN）、株高（PH）和穗长（SL）分别为45.33 g、46粒、7个、113.26 cm和10.05 cm。4个具AK58背景BC2F5:6家系全部表现高抗（IT=0—3,DS=5%—25%）；平均TKW、KPS、PTN、PH和SL分别为44.67 g、48粒、7个、96.54 cm和10.17 cm。5个具H6172背景的BC2F5:6家系全部表现高抗（IT=0—3,DS=5%—20%）；平均TKW、KPS、PTN、PH和SL分别为43.74 g、49粒、8个、109.72 cm和10.06 cm。分子标记检测结果表明，Yr52两翼连锁的分子标记Xbarc182、Xcfa2040和Xwmc557在后代群体中的检出率分别为78.57%、66.67%和66.67%，并成功开发出1个dCAPS标记Xdcaps-Yr52-1和1个KASP标记Xkasp-Yr52-1，两者在群体中的检出率分别为73.68%和41.67%。通过比较高抗（IT=0—3）与中抗（IT=4—6）水平家系的农艺性状，结果表明，IT在0—3的家系平均TKW(P0.05)、PTN(P0.05)和KPS(P0.05)高于中抗水平的家系。结合各亲本抗病性和农艺性状筛选出PH为80—105 cm、PTN≥6个、KPS≥45粒、TKW≥42 g、SL≥8 cm的材料共5份。【结论】Yr52仍对当前主要流行小种具有成株期抗性；将Yr52导入中国主栽感病小麦品种中，选育出综合抗病性和农艺性状良好的高代材料可用于培育多基因聚合的品种，丰富抗病基因的多样性，并实现持久利用。