【摘 要】
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小麦条锈病是危害小麦安全生产的最严重的病害之一。小麦条锈菌致病型的快速变异以及与抗病基因的协同进化,再加上抗病品种的种植分布不均匀、使用不恰当等,是使现有抗病品种失去效应,引发条锈病病害的主要原因。在2000—2012年区区十年间,条中32号(CYR32)和条中33号(CYR33)就成为我国小麦主产区最流行的、占比最大和危害最严重的毒性小种,其对当年很多主栽的抗性品种都具有毒力,最终导致了大批抗病
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(编号:31971890); 国家重点研发计划项目(2018YFD0200405);
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小麦条锈病是危害小麦安全生产的最严重的病害之一。小麦条锈菌致病型的快速变异以及与抗病基因的协同进化,再加上抗病品种的种植分布不均匀、使用不恰当等,是使现有抗病品种失去效应,引发条锈病病害的主要原因。在2000—2012年区区十年间,条中32号(CYR32)和条中33号(CYR33)就成为我国小麦主产区最流行的、占比最大和危害最严重的毒性小种,其对当年很多主栽的抗性品种都具有毒力,最终导致了大批抗病性的品种失去抗病作用。条中32号(CYR32)和条中33号(CYR33)爆发流行后,条中34号(CYR34)逐渐变成新的优势流行性小种。到2021年为止,条中34号(CYR34)已经在中国各个小麦主产区逐渐传播流行,对小麦的产量构成了巨大的潜在危险。2020年国内条锈病大爆发,小麦种植面积达到3.4亿亩,虽然对重点发病区域进行防控,防控面积达到1.9亿亩,但最终还是有6000万亩小麦发病,产量受损严重。针对当前流行的条锈菌生理小种或致病类型,发掘一批新的抗源和条锈病抗性新基因,培育和推广种植一系列抗病品种被认为是防治条锈病危害,确保小麦高产、稳产最为经济、环保、高效和绿色的手段。土耳其是小麦等粮食作物古老的起源中心之一,该地区具有多种多样的麦类种质资源,包括:野生种资源、地方古老品种和现代改良选育品种等,其境内的小麦种植区域常年普遍发生流行条锈病,在这种选择压力下,蕴含着大量抗病、抗逆种质。其丰富和特殊的种质资源,可以作为我国抗条锈病育种和抗病基因发掘的重要源泉。了解和明确引进的土耳其小麦种质对我国当前流行条锈菌生理小种的抗病水平和抗病类型以及其所携带的已知或者未知的重要抗条锈病基因的存在分布状况,筛选出可以利用的小麦新抗源,丰富我国小麦抗条锈病育种基因资源和材料资源,为我国抗条锈病种质资源和抗病性材料的合理布局打下坚实基础。本课题组长期进行小麦条锈病抗性种质资源的收集、鉴定和基因发掘工作,2018年—2020年对从土耳其获得的170余份小麦材料进行了条锈病抗病性水平鉴定和分类,主要进行的实验包括:1.苗期阶段和成株期阶段条锈病抗性水平鉴定;2.评价土耳其小麦种质对中国当前条锈菌流行小种的抗病性水平和应用研究价值,检测并分析其可能存在的条锈病抗性基因或者未知基因分布情况;3.对千粒重、株高、小穗数等主要农艺性状进行调查,为中国小麦育种提供依据和材料。主要取得以下成果:1.条锈病抗性水平鉴定结果:在陕西省杨凌区人工诱发病圃(CYR32、CYR33、CYR34)以及在四川省江油市自然诱发病圃和甘肃省天水市自然诱发病圃进行成株期条锈病抗性水平鉴定;选取小麦条锈菌致病型PST-Lab.1、PST-Lab.2、PST-V26.1在南校区玻璃温室,进行苗期阶段分小种抗病性鉴定;利用Yr5、Yr7、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18、Yr26、Yr29、Yr30、Yr32、Yr36、Yr46、Yr76、和Yr81共15个条锈病抗性基因的分子标记进行分子检测筛查。结果表明,表现为全生育期抗病性的材料有10份,其中7份由已知基因介导,3份未筛查到任何已知基因;表现为对部分致病型失去抗性的全生育期抗病性的材料有40份,其中36份由已知基因介导,4份未筛查到任何已知基因;表现为成株期抗病性的材料有47份,其中37份由已知基因介导,10份未筛查到任何已知基因。总体上初步明确了土耳其小麦种质的条锈病抗性水平和可能携带的抗病基因及其分布情况,其中17份可能含有未知新基因的材料有待进一步研究分析。2.农艺性状调查评估结果:177份土耳其供试材料,成熟期晚,千粒重高,株高偏高,籽粒大且饱满。部分材料具有突出的优良性状,如:千粒重大于40 g的有56份,小穗数大于20个的有9份,有效小穗数大于20个的有6份,株高低于90 cm的有13份,穗长在12~14 cm之间的有23份,穗下节长低于30 cm的有12份。
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