小麦条锈菌中国鉴别寄主阿夫的抗条锈病基因单体分析

马蕾蕾　王瑞义　吴玉星　蔺瑞明　徐世昌

摘要应用单体分析技术，用2El6单孢菌系对小麦条锈菌中国鉴别寄主阿夫进行抗条锈病主效基因分析及染色体定位。结果表明，阿夫对2E16菌系的抗性是由1对显性抗条锈基因控制，未发现其中含有与Sonalike相同的抗条锈病基因，确认阿夫中除含YrA外至少还含有1对未知的显性抗条锈病基因，并将其定位在3B染色体上．暂定名为YrFun。

关键词植物病理学；小麦条锈菌；抗锈性基因

中图分类号S 435．121．42

小麦条锈病是我国以及世界各国小麦上重要病害，给小麦生产带来严重影响。小麦条锈菌属专性寄生菌，由于尚未发现有性阶段，无法通过有性杂交进行致病墓因的遗传分析，而传统使用的鉴别寄主多为生产品种和已知基因载体品系，所含抗条锈基囚尚不完全清楚或因基因互作效应存在，难以使小种鉴定达到准确分析致病基因的目的，利用寄主抗病基因也就成为鉴定小种致病基因的唯一途径。因此，查明鉴别寄主的抗条锈基因组成及其遗传特点，利用鉴别寄主的抗病基因检测小种的致病基因，可将条锈菌生理专化研究和抗病性分析提高到基因分析水平。阿夫是小麦条锈菌重要中国鉴别寄主，其抗条锈性遗传基础尚不清楚，明确其抗条锈病墓因组成，定位未知基因有重要意义。

1材料与方法

1．1供试材料

供试小麦品种阿夫(Funo)、铭贤169和供试小麦条锈菌种均由中国农业科学院植物保护研究所提供；斯卑尔脱单体系及具二体引自荷兰国际小麦条锈病研究中心，并由中国农业科学院植物保护研究所繁殖、保存。

1．2单体系的染色体镜检

采用花粉母细胞涂片方法。选取幼穗适当位置的第一小花，取出花药，置于载玻片上，滴一滴卡宝品红，用刀片切断花药，挤山花粉母细胞，轻轻盖上盖玻片，在显微镜下观察。根据减数分裂中期1单价染色体滞后的特点，即在减数分裂中期7双价染色体集于赤道板上，单价体拖后，处于两极；减数分裂后期，双价染色体分开并移向两极，单价体则处于中间来判断单体植株。

1．3杂交组合配制

镜枪确认全套21个斯卑尔脱单体系植株，并以21个斯申尔脱单体系为母本与阿犬杂交，所获F₁代再镜枪，剔除二体植株，保留单体植株。将单体植株套袋自交，获F₂代；以斯卑尔脱二体为母本与阿夫杂交，所获F代套袋自交，获F₂代。

1．4抗性鉴定与统计方法

采用甲体分析技术，抗性鉴定在苗期温室内进行，将供试品种与单体系及二体的杂交组合的F₂代种子用1％H₂O₂水溶液浸种催芽后，按照一定的群体数量大小(每个组合200粒以上)，以每盆15粒播于9cm口径大小的塑料钵中，并以感病品种铭贤169和抗病亲本阿夫为对照，当幼苗第一叶充分展开后用扫抹法接种，在10℃下黑暗保湿24h，置于低温温室(温度：昼15～19℃／／夜10～14C)潜育发病。待对照品种铭贤169充分发病后．调查记载侵染型。调查标准在传统的6级基础上，用“十”、“一”进一步详细划分为11级，即O、O、O；^＋、1、1^＋、2、2^＋、3^－、3、3^＋、4。卡方测验其适合度。

2结果与分析

采用单体分析技术，对供试品种阿夫与斯卑尔脱单体系和二体及其杂交后代在温室进行苗期抗性鉴定和统计分析。结果表明，斯卑尔脱二体对2E16菌系高度感病(4型)，阿夫抗病(O，－1型)，说明斯卑尔脱中不含抗2E16菌系的基因。根据双亲及其杂交后代侵染型级别及各级侵染型数目，将O～3型划为抗病类型，3～4型划为感病类型，则在斯卑尔脱二体与阿夫杂交所获的147株F₂代分离群体中分离出112株抗病类型株，35株感病类型株，经卡方检测符合3R：lS的理论比例(х²{3:1}＝1．562 5，P值为0．250～O．100)。说明阿夫对2E16菌系的抗性由1对显性抗条锈病基因所控制(表1)。

对21个单体系与阿夫杂交所获的各组合F₂代进行抗性鉴定和统汁分析，结果显示，各组合对2E16卤系的抗性，除3B、4D、5D这3个单体系与阿夫杂交组合外，其他18个组合的抗、感分离比均符合巾1对显性抗条锈病基因控制的3R：1S的理论比例；分别将其18个组合的抗病类型株和感病类型株合计，经卡方检测其抗、感分离比例符合由1对显性抗条锈病基因控制的3R：1S的理论比例(x²{3：l}＝0．163 O，P值为0．500～0．750)．进一步验证了阿夫对2E16菌系的抗性由1对显性基因控制的结论(表1)。而3B单体系与阿夫杂交组合的F₂代对2E16的抗、感分离比严重偏离了3R：1S的理论比例．却高度符合97R：3S的理论比例(x²{97：3}＝0．082 0，P值为0．900～0，750)；至于4D、5D单体系与可大杂交组合的F₂代群体虽也严重偏离了SR：1S的理论比例，但其F2代群体的感病株多于抗病株，与97R：3S的抗、感分离遗传模式不同。因此可以混，阿夫对2El6菌系抗性的1对显性抗条锈病基因是位于3B染色体上(表1)。

3讨论

本研究采用单体分析方法对供试品种阿大、斯卑尔脱单体系和二体及其杂交后代在温室进行苗期抗性鉴定和统计分析，结果表明，阿夫对gE16菌系的抗性由1对显性基因控制。对单体系与阿大杂交所获的各组合F₂代进行抗性鉴定和统计分析，除3B、4D、5D这3个单体系与阿夫杂交组合外，其他18个组合的抗、感分离比均符合由1对显性抗条锈病基因控制的3R：1S的理论比例，而3B单体系与阿夫杂交组合的F₂代对2E16的抗、感分离比严重偏离了3R：1S的理沦比例，却高度符合97R：3S的理沦比例；至于4D、5D单体系与阿夫杂交组合的F₂代群体虽也严重偏离了3R：1S的理论比例，但其F₂代群体的感病株多于抗病株，a与97R：3S抗、感分离的遗传模式不同。另据研究表明，位于4D染色体上的已知抗条锈病基因有Yr22和Yr28，而2E16菌系对Yr22基因有毒性。本研究用含Yr28基因的载体品系T.tauschiiW一219对阿夫中抗2El6菌系的基因进行等位性分析，发现阿大与T.tauschii W一219的半双列杂文F₂代群体出现了抗感分离现象(表2)，说明阿夫中抗2E16菌系的基因与Yr22和Yr28不同，且未发现与其存在遗传连锁关系。因此确定阿夫控制对2E16抗性的1对显性抗条锈病基因位于3B染色体上。

杨华安等通过对中国鉴别寄主进行抗条锈基因推导分析认为阿大含有YrA。McIntosh，确认YrA位于31)染色体上，Shigh和Johnson研究证实鉴别寄主Sonalike除含Yr2外还至少含有YrA。本研究通过阿大与Sonalike半双列杂交研究结果显示阿夫与 Sonalike没有相同的抗条锈病基因(表2)，这就排除了阿夫对2E16抗性的1对显性抗条锈病基因是YrA的可能性，说明阿夫中除含YrA外，至少还含有1对位于3B染色体上的未知显性抗条锈病基因。