中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (14): 2732-2743.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.14.003
收稿日期:
2023-08-23
接受日期:
2023-10-11
出版日期:
2024-07-16
发布日期:
2024-07-24
通信作者:
联系方式:
王帅,E-mail:shuifengwangshuai@163.com。张如养,E-mail:ruyangzhang2009@126.com王帅和张如养为同等贡献作者。
基金资助:
WANG Shuai(), ZHANG RuYang(
), WANG RongHuan, SONG Wei(
), ZHAO JiuRan(
)
Received:
2023-08-23
Accepted:
2023-10-11
Published:
2024-07-16
Online:
2024-07-24
摘要:
玉米是全世界也是我国种植范围最广、用途最多、总产量最高的作物,玉米生产对保障我国粮食安全具有重要意义。玉米南方锈病是由多堆柄锈菌(Puccinia polysora Underw.)引起的一种气传性真菌病害,主要发生在热带、亚热带玉米种植区。近年来,由于气候变化,该病害开始向高纬度地区蔓延,已逐渐成为我国黄淮海夏玉米区的主要病害,直接导致玉米籽粒品质变差、产量降低,对玉米生产造成严重威胁。目前,我国玉米生产上推广种植的玉米品种大多不抗玉米南方锈病,一旦南方锈病发生和流行,将会导致在短时间内大面积蔓延,而常规化学防治难以控制。因此,挖掘和利用玉米种质资源中的南方锈病抗性基因,进一步选育抗病品种是应对南方锈病为害最经济有效的技术途径。玉米资源中高抗南方锈病的种质较为匮乏,主要来自热带、亚热带,可直接利用的温带种质极少。与国外玉米种质相比,我国玉米种质中的高抗材料较少,主要来自农家种或含有热带血缘的P群材料,遗传基础狭窄。玉米南方锈病抗性基因的鉴定与克隆,对开展分子标记辅助育种、加快育种进程及抗病新品种选育具有重要促进作用,目前,已有多个南方锈病抗性基因被鉴定和克隆,为分子标记辅助选择育种奠定了基础。多年来,我国育种家利用有限的抗性种质资源,选育了多个抗南方锈病的优良玉米自交系,并成功育成抗病杂交种。近期,南方锈病病原菌基因组方面的研究揭示我国多堆柄锈菌群体已分化出高毒谱系,从而逃逸抗病基因的识别。因此,挖掘和利用抗性种质中蕴涵的丰富基因资源仍需进一步加强。本文概述了南方锈病的生物学特性及危害,系统梳理了南方锈病抗性种质资源鉴定、抗性基因定位与克隆,以及抗性品种选育的研究进展,并展望了玉米南方锈病未来研究方向,以期为玉米南方锈病防治和抗病品种选育提供参考。
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表1
第10染色体短臂上已鉴定和克隆的主效抗性基因"
基因 Gene | 玉米自交系 Maize inbred line | 位置 Location | 参考文献 References |
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Rpp9 | PT186208 | 与玉米普通锈病抗性基因Rp1d相距1.6 cM It is 1.6 cM away from the maize common rust resistance gene, Rp1d | [ |
RppQ | 齐319 Qi319 | 标记MA7和M-CCG/E-AGA157之间,相距分别为0.46和1.71 cM It is between marker MA7 and M-CCG/E-AGA157, the physical distance is 0.46 cM and 1.71 cM, respectively | [ |
RppP25 | P25 | SSR标记P091和M271之间,物理距离约40 kb The physical distance is about 40 kb between SSR markers P091 and M271 | [ |
RppD | W2D | SSR标记umc1291和CAPS858之间,相距分别为2.9和0.8 cM It is between SSR marker umc1291 and CAPS858, the physical distance is 2.9 cM and 0.8 cM, respectively | [ |
RppCML470 | CML470 | SSR标记umc1380和umc1291之间,相距分别为3.5和8.8 cM It is between SSR marker umc1380 and umc1291, the physical distance is 3.5 cM and 8.8 cM, respectively | [ |
RppS | SCML205 | 与标记IDP4823相距8.4 cM It is 8.4 cM away from marker IDP4823 | [ |
RppK | K22 | 已克隆Cloned | [ |
Rpp12 | 冀库12 Jiku12 | 与标记phi063的遗传距离为4.2 cM It is 4.2 cM away from marker phi063 | [ |
RppL2204 | 辽2204 Liao2204 | 与标记umc1380相距9.6 cM It is 9.6 cM away from marker umc1380 | [ |
RppS313 | S313 | SNP标记A005915和标记A009920间,物理距离0.47 Mb The physical distance is 0.47 Mb between SNP marker A005915 and A009920 | [ |
RppM | 京2416K Jing2416K | 已克隆Cloned | [ |
qSCR10.01 | P178 | 标记UMC1380和C(10)3595071,物理距离1.34 Mb The physical distance is 1.34 Mb between marker UMC1380 and C(10)3595071 | [ |
RppC | CML496 | 已克隆Cloned | [ |
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