中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (1): 34-51.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.01.004
刘志勇1,2,3(), 张怀志1,2, 白斌4, 李俊5, 黄林6, 徐智斌7, 陈永兴1,2, 刘旭8, 曹廷杰9, 李淼淼1, 陆平1, 吴秋红1, 董玲丽1, 韩玉林10, 殷贵鸿11, 胡卫国9, 王西成9, 赵虹9, 闫素红8, 杨兆生8, 畅志坚12, 王涛7(), 杨武云5(), 刘登才6(), 李洪杰13(), 杜久元4()
收稿日期:
2022-07-25
接受日期:
2022-09-06
出版日期:
2024-01-01
发布日期:
2024-01-10
通信作者:
联系方式:
刘志勇,E-mail:zyliu@genetics.ac.cn。
基金资助:
LIU ZhiYong1,2,3(), ZHANG HuaiZhi1,2, BAI Bin4, LI Jun5, HUANG Lin6, XU ZhiBin7, CHEN YongXing1,2, LIU Xu8, CAO TingJie9, LI MiaoMiao1, LU Ping1, WU QiuHong1, DONG LingLi1, HAN YuLin10, YIN GuiHong11, HU WeiGuo9, WANG XiCheng9, ZHAO Hong9, YAN SuHong8, YANG ZhaoSheng8, CHANG ZhiJian12, WANG Tao7(), YANG WuYun5(), LIU DengCai6(), LI HongJie13(), DU JiuYuan4()
Received:
2022-07-25
Accepted:
2022-09-06
Published:
2024-01-01
Online:
2024-01-10
摘要:
小麦条锈病是中国重要的流行性真菌病害,严重威胁国家粮食安全。通过持续应用抗病品种和植保措施,小麦条锈病在中国得到了较好的控制。然而,随着全球气候变化、栽培制度的变革、育种方法技术的改进、产量水平的提高及条锈菌群体结构和毒性频率的不断变异,有必要对新时期小麦抗条锈病基因育种利用现状进行科学评估,以期为广谱持久多抗小麦品种的培育提供依据。本文通过对近年来中国西南、西北和黄淮主产区小麦品种(系)的条锈病抗性进行系统的抗病鉴定、遗传分析和抗条锈病基因分子标记的定位和检测,总结了中国小麦育种中主要抗条锈病基因的利用情况,对中国小麦抗条锈病基因发掘与种质创新、小麦育种中利用的主要抗条锈病基因、新时期抗条锈病基因利用的策略、小麦育种中抗条锈病基因选择和鉴定等进行了论述,并对新时期小麦抗条锈病育种发展方向进行了展望。
刘志勇, 张怀志, 白斌, 李俊, 黄林, 徐智斌, 陈永兴, 刘旭, 曹廷杰, 李淼淼, 陆平, 吴秋红, 董玲丽, 韩玉林, 殷贵鸿, 胡卫国, 王西成, 赵虹, 闫素红, 杨兆生, 畅志坚, 王涛, 杨武云, 刘登才, 李洪杰, 杜久元. 中国小麦抗条锈病基因育种利用现状与策略[J]. 中国农业科学, 2024, 57(1): 34-51.
LIU ZhiYong, ZHANG HuaiZhi, BAI Bin, LI Jun, HUANG Lin, XU ZhiBin, CHEN YongXing, LIU Xu, CAO TingJie, LI MiaoMiao, LU Ping, WU QiuHong, DONG LingLi, HAN YuLin, YIN GuiHong, HU WeiGuo, WANG XiCheng, ZHAO Hong, YAN SuHong, YANG ZhaoSheng, CHANG ZhiJian, WANG Tao, YANG WuYun, LIU DengCai, LI HongJie, DU JiuYuan. Current Status and Strategies for Utilization of Stripe Rust Resistance Genes in Wheat Breeding Program of China[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(1): 34-51.
表1
正式命名的小麦抗条锈病基因"
基因 Gene | 位置 Location | 基因来源 Origin | 载体品种/系 Cultivar/line | 抗病类型 Resistance type | 编码蛋白 Encoded protein |
---|---|---|---|---|---|
Yr1 | 2AL | T. aestivum | Chinese 166 | ASR | |
Yr2 | 7B | T. aestivum | Heines Ⅶ | ASR | |
Yr3a | 5BL | T. aestivum | Cappelle Desprez | ASR | |
Yr3b | 5BL | T. aestivum | Hybrid 46 | ASR | |
Yr3c | 5BL | T. aestivum | Minister | ASR | |
Yr4a | 3B | T. aestivum | Cappelle Desprez | ASR | |
Yr4b | 3B | T. aestivum | Hybrid 46 | ASR | |
Yr5 | 2BL | T. spelta | Album | ASR | BED-NLR[ |
Yr6 | 7BS | T. aestivum | Heines Kolben | ASR | |
Yr7 | 2BL | T. durum | Lee | ASR | BED-NLR[ |
Yr8 | 2M/2D | Ae. comosa | Compair | ASR | |
Yr9 | 1RS | S. cereale | Clement | ASR | |
Yr10 | 1BS | T. aestivum | Moro | ASR | NAM-ZnF-BED[ |
Yr11 | / | T. aestivum | Joss Cambier | APR | |
Yr12 | / | T. aestivum | Mega | APR | |
Yr13 | / | T. aestivum | Maris Huntsman | APR | |
Yr14 | / | T. aestivum | Hobbit | APR | |
Yr15 | 1BS | T. dicoccoides | G-25 | ASR | Wheat tandem kinase 1[ |
Yr16 | 2DL | T. aestivum | Capelle Desprez | APR | |
Yr17 | 2AS | Ae. ventricosa | VPM 1 | ASR | |
Yr18 | 7DS | T. aestivum | Jupateco 73R | APR | ABC transporter[ |
Yr19 | 5B | Ae. speltoids | Compair | ASR | |
Yr20 | 6D | T. aestivum | Fielder | ASR | |
Yr21 | 1BL | T. aestivum | Lemhi | ASR | |
Yr22 | 4D | T. aestivum | Lee | ASR | |
Yr23 | 6D | T. aestivum | Lee | ASR | |
Yr24 | 1BS | T. durum | K773 | ASR | |
Yr25 | 1D | T. aestivum | Strubes Dickkopf | ASR | |
Yr26 | 1BL | T. turgidum | R55 | ASR | |
Yr27 | 2BS | T. aestivum | Ciano79 | ASR | NLR[ |
Yr28 | 4DS | Ae. tauschii | W7984 | ASR | NLR[ |
Yr29 | 1BL | T. aestivum | Pavon76 | APR | |
Yr30 | 3BS | T. aestivum | Opata85 | APR | |
Yr31 | 2BS | T. aestivum | Pastor | ASR | |
Yr32 | 2AS | T. aestivum | Carstens V | ASR | |
Yr33 | 7DL | T. aestivum | Batavia | ASR | |
Yr34 | 5AL | T. aestivum | WAWHT 2046 | APR | |
Yr35 | 6BS | T. dicoccoides | 98M71 | ASR | |
Yr36 | 6BS | T. dicoccoides | RSL65 | HTAP | START-Kinase[ |
Yr37 | 2DL | Ae. kotschyi | S14 | ASR | |
Yr38 | 6AS | Ae. sharonenisis | Line 03524 | ASR | |
Yr39 | 7BL | T. aestivum | Alpowa | HTAP | |
Yr40 | 5DS | Ae. geniculata | T5DL.5DS-5MgS | ASR | |
Yr41 | 2BS | T. aestivum | Chuannong 19 | ASR | |
Yr42 | 6AL | Ae. neglecta | 03M119-71A | ASR | |
Yr43 | 2BL | T. aestivum | IDO377s | ASR | |
Yr44 | 2BL | T. aestivum | Zak | ASR | |
Yr45 | 3DL | T. aestivum | PI 181434 | ASR | |
Yr46 | 4DL | T. aestivum | RL 6007 | APR | Hexose transporter[ |
Yr47 | 5BS | T. aestivum | Aus 28183 | ASR | |
Yr48 | 5AL | T. aestivum | PI610750 | APR | |
Yr49 | 3DS | T. aestivum | Chuangmai 18 | APR | |
Yr50 | 4BL | Th. Intermedium | CH223 | ASR | |
Yr51 | 4AL | T. aestivum | Aus 27858 | ASR | |
Yr52 | 7BL | T. aestivum | PI 183527 | HTAP | |
Yr53 | 2BL | T. durum | PI 480148 | ASR | |
Yr54 | 2DL | T. aestivum | Quaiu 3 | APR | |
Yr55 | 2DL | T. aestivum | Aus 38882 | ASR | |
Yr56 | 2AS | T. durum | Wollaroi | APR | |
Yr57 | 3BS | T. aestivum | Aus 27858 | ASR | |
Yr58 | 3BS | T. aestivum | Aus 19292 | APR | |
Yr59 | 7BL | T. aestivum | PI 178759 | HTAP | |
Yr60 | 4AL | T. aestivum | Almop | APR | |
Yr61 | 7AS | T. aestivum | Pindong 34 | ASR | |
Yr62 | 4BL | T. aestivum | PI 192252 | HTAP | |
Yr63 | 7BS | T. aestivum | Aus 27955 | / | |
Yr64 | 1BS | T. durum | PI 331260 | ASR | |
Yr65 | 1BS | T. durum | PI 480016 | ASR | |
Yr66 | 3DS | T. aestivum | MSP4543.1 | ASR | |
Yr67 | 7BL | T. aestivum | AGG91585WHEA | ASR | |
Yr68 | 4BL | T. aestivum | AGG91587WHEA1 | APR | |
Yr69 | 2AS | Th. Ponticum | CH 7086 | ASR | |
Yr70 | 5DS | Ae. umbellulata | IL 393-4 | ASR | |
Yr71 | 3DL | T. aestivum | Sunco | APR | |
Yr72 | 2BL | T. aestivum | Aus 27507 | / | |
Yr73 | 3DL | T. aestivum | Avocet R | ASR | |
Yr74 | 5BL | T. aestivum | Avocet R | ASR | |
Yr75 | 7AL | T. aestivum | Nyabing-3 | APR | |
Yr76 | 3AS | T. aestivum | Tyee | ASR | |
Yr77 | 6DS | T. aestivum | PI 322118 | APR | |
Yr78 | 6BS | T. aestivum | PI 519805 | APR | |
Yr79 | 7BL | T. aestivum | PI 182103 | HTAP | |
Yr80 | 3BL | T. aestivum | Aus 27284 | APR | |
Yr81 | 6AS | T. aestivum | Aus 27430 | ASR | |
Yr82 | 3BL | T. aestivum | Aus 27969 | ASR | |
Yr83 | 6RL | S. cereale | T-701 | APR | |
Yr84 | 1BS | T. dicoccoides | PI 487260 | ASR | |
Yr85 | 1BS | T. aestivum | Tres | ASR | |
Yr86 | 2AL | T. aestivum | Zhongmai 895 | APR | |
YrU1 | 5AL | T. urartu | PI 428309 | ASR | ANK-NLR-WRKY[ |
表2
不同麦区小麦育种中利用的主要抗条锈病基因"
区域 Region | 抗条锈病基因 Yr gene | 抗病类型 Resistance type | 代表性载体品种 Representative cultivars |
---|---|---|---|
北部冬麦区 Northern China Winter Wheat Zone | Yr9 | ASR | 京冬8号、农大3291、兰天11、兰天132等 Jingdong 8, Nongda 3291, Lantian 11, Lantian 132, et al. |
Yr17 | ASR | 中麦175、轮选6号、兰天21、兰天132等 Zhongmai 175, Lunxuan 6, Lantian 21, Lantian 132, et al. | |
Yr18/Lr34/Sr57/Pm38 | APR | Libellula、Strampelli、武都17、天选44 Libellula, Strampelli, Wudu 17, Tianxuan 44 | |
Yr24/Yr26/YrCH42 | ASR | 兰天17、兰天30、兰天35等 Lantian 17, Lantian 30, Lantian 35, et al. | |
Yr29/Lr46/Sr58/Pm39 | APR | 兰天27、兰航选151、天选50、长武357-9等 Lantian 27, Lanhangxuan 151, Tianxuan 50, Changwu 357-9, et al. | |
Yr30/Lr27/Sr2/Pm70 | APR | 兰天15、兰天34、兰天132等 Lantian 15, Lantian 34, Lantian 132, et al. | |
YrZH22 | APR | 兰天22、兰天33、兰天39、兰天44等 Lantian 22, Lantian 33, Lantian 39, Lantian 44, et al. | |
YrZH84 | ASR | 兰天33、兰天36、兰天37等 Lantian 33, Lantian 36, Lantian 37, et al. | |
YrZM175 | ASR | 中麦175 Zhongmai 175 | |
黄淮麦区 Huang and Huai Rivers Winter Wheat Zone | YrJM22 | ASR | 济麦22 Jimai 22 |
Yr9 | ASR | 农大399、石4185、04中36、矮抗58、周8425B等 Nongda 399, Shi 4185, 04zhong 36, Aikang 58, Zhou 8425B, et al. | |
Yr17 | ASR | 孟麦58、淮阳1号、陕农33 Mengmai 58, Huaiyang 1, Shaannong 33 | |
Yr18/Lr34/Sr57/Pm38 | APR | 中国春、济麦22 Chinese Spring, Jimai 22 | |
Yr29/Lr46/Sr58/Pm39 | APR | 百农64、济南17、科农1006、西农528、陕农33 Bainong 64, Jinan 17, Kenong 1006, Xinong 528, Shaannong 33 | |
Yr30/Lr27/Sr2/Pm70 | APR | 周8425B、周麦22等 Zhou 8425B, Zhoumai 22, et al. | |
YrZH22 | APR | 周8425B、周麦22等 Zhou 8425B, Zhoumai 22, et al. | |
YrZH84 | ASR | 周8425B、周麦22等 Zhou 8425B, Zhoumai 22, et al. | |
YrZY1152 | ASR | 中育1152 Zhongyu 1152 | |
YrZM103 | ASR | 郑麦103 Zhengmai 103 | |
西南麦区 Southern West Winter Wheat Zone | Yr5 | ASR | S2199 |
Yr17 | ASR | 川麦1691、绵麦52、内麦416、川农41 Chuanmai 1691, Mianmai 52, Neimai 416, Chuannong 41 | |
Yr18/Lr34/Sr57/Pm38 | APR | 中国春、SY95-71、川麦801、川麦1456 Chinese Spring, SY95-71, Chuanmai 801, Chuanmai 1456 | |
Yr24/Yr26/YrCH42 | ASR | 贵农系列、92R系列和川麦42 Guinong series, 92R series and Chuanmai 42 | |
Yr29/Lr46/Sr58/Pm39 | APR | SW8588、川麦1691、蜀麦830和蜀麦126 SW8588, Chuanmai 1691, Shumai 830 and Shumai 126 | |
Yr30/Lr27/Sr2/Pm70 | APR | 川麦88、西科麦12 Chuanmai 88, Xikemai 12 | |
Yr15 | ASR | 绵麦835、蜀麦1868、川育29和川辐8号 Mianmai 835, Shumai 1868, Chuanyu 29 and Chuanfu 8 | |
Yr28 | ASR | 蜀麦1675 Shumai 1675 | |
Yr36 | APR | 蜀麦1701 Shumai 1701 | |
Yr41 | ASR | 川农17 Chuannong 17 | |
Yr69 | ASR | 蜀麦126 Shumai 126 |
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